浅谈500kV变电站主变压器的运行与维护

　　摘要：随着电网事业快速发展，对变电站主变压器的运行与维护提出了新的挑战。本文结合500kV德宏变电站主变压器运行实际，对500kV变电站主变压器的运行和维护做了简要的分析。
　　关键词：变电站；主变压器；运行与维护
　　
　　500kV变电站主变压器不同于220kV主变压器，其主变压器具有工作电压高、通过容量大的特点，是电网中的一个重要组成部分，一旦出现故障或者突然停止运行会对变电站与电网造成巨大的损失。500kV德宏变电站单台主变容量为750MVA，选用2台常州东芝变压器有限公司生产的OSFPS-750000/500型三相共体无励磁调压自耦变压器。现结合我站主变压器的运行与维护经验谈谈自己看法，与同行交流讨论。
　　1主变压器配置特点
　　500kV德宏变电站主变压器采用三重化配置保护，其中，两套电量保护可完成所有的主保护和后备保护功能，第一套电量保护由谐波制动原理的差动保护及后备保护构成，第二套电量保护由波形对称原理的差动保护及后备保护构成。另配置一套非电量保护。
　　差动保护一定要能够及时切断电流，并能够监测到区域内的最大故障电流，要在饱和之前切断电流，保护变压器。为了提高其灵敏度，要设置比率制动系统，在发生故障时短路电流比较大，其动作电流随之增大，如果能够选择制动比率，那么在很大程度上能够提高其灵敏度。
　　为了防止变压器励磁涌流造成的差动保护误动，保护装置要设置谐波制动系统，在诸多谐波中，二次谐波的能量最大，所以在一般情况下我们都采用二次谐波制动，这样往往能够取得理想的效果。
　　由于自耦变的高压侧和中压侧均为大电流接地系统，且中压侧与高压侧之间有电的联系及运行时中性点必须接地，因此，要装设能保护高压、中压及公共绕组全部而不受空投变压器的影响、且变压器内部接地故障时且有很高动作灵敏度的零序差动保护。
　　由于自耦变压器高压侧与中压侧有电的联系，又有共同的接地中性点，因此，当高压侧系统或中压侧系统发生接地故障时，零序电流将由一个系统流向另一个系统。因此，为确保零序电流保护的选择性，该保护应设置有方向。
　　500kV变压器铁芯正常工作磁密较高，接近饱和磁密，磁化曲线较“硬”。在过励磁时，铁芯饱和，励磁阻抗下降，励磁电流增加很快，其中含有许多高次谐波，可引起铁芯、金属构件、绝缘材料过热。
　　2主变压器运行条件
　　2.1允许的温度
　　变压器在运行中要产生铜损和铁损，这两部分损耗最后全部转化为热能，使铁芯和绕组发热，变压器的温度升高。对于导向强迫油循环风冷方式的电力变压器来说，铁芯和绕组产生的热量一部分使自身温度升高，其余部分则传给变压器油，再由变压器油传递给油箱和散热器，由风扇对散热管进行冷却。同时，油泵增大了油循环循环倍率，加强冷却效果。若产生的热量与散发出去的热量相等时，温度不再升高，达到热的稳定状态。若产生的热量大于散失的热量，温度就上升，在温度长期超过允许值时，则变压器的绝缘容易损坏。因为绝缘长期受热后要老化，温度越高，老化越快。当达到一定程度，在运行中受振动也会使绝缘层破坏。另外，温度越高，在电动力的作用下，绝缘越易破裂，这样便很容易被高压击穿而造成事故。一般来说，变压器最高顶层油温不能超过85℃（个别厂家除外）；绕组温度不超过105℃。
　　2.2允许温升
　　变压器温度与周围介质温度的差值作为变压器的温升。由于变压器内部热量的传播不均匀，故变压器各部分的温度差别很大，这对变压器的绝缘强度有很大影响。其次，当变压器温度升高时，绕组的电阻就增大，还会使铜损增加。因此，需要对变压器的额定负荷时各部分的温升作出规定，这就是变压器的允许温升。
　　2.3电源电压变化的允许范围
　　由于电力系统运行方式的改变、负荷的变化及发生事故等情况，电力网的电压总有波动，所以加在变压器一次绕组的电压也是波动的。当电网电压低于变压器所用分接头额定电压时，对变压器本身没有什么损害，只是可能降低一些出力。但当电网电压高于变压器所用分接头额定电压较多时，则对变压器运行会造成不良影响。为了使二次电压维持一定水平，保证变压器与用户设备的正常运行，电压的允许变化范围不能超过±5%。
　　2.4绕组绝缘电阻允许值及电流的有关规定
　　变压器安装或检修后，在投入运行前(通常在干燥后)以及长期停用后，均应测量绕组的绝缘电阻。测量绝缘电阻是检查变压器绕组绝缘的最基本、最简单的方法，测量时一般用1000～2500V的摇表，所测值应大于规定值。在运行中判断变压器绕组绝缘状态的基本方法，是把运行过程中所测量的绝缘电阻值与运行前在同一层油温下所测数值相比较。绝缘电阻不合格，应查明原因。
　　3主变压器日常运行几点经验
　　3.1加强巡视检查
　　在运行过程中要做好检查。通过检查油温来判断当前状态，同时要注意检查冷却系统是否完好。检查变压器本体及变压器的附属设备无异常响声、无渗油、散发的气味为无焦、臭味等异常气味。一般通过经验和监测设备来判断变压力内部是否有故障。正常状态下的油质是透明、微黄的，如果油面过低就要检查是否漏油，如果过高就要检查冷却装置的状况。变压器在正常运行时的声音应该是嗡嗡的电磁声，如果出现异常的噪音，比如爆裂声，这时候往往是出现了故障，应该检查或者报修。要检查套管的清洁状况，有无裂缝和放电痕迹，工作、电源和油泵是否符合工作要求等。
　　为了正确掌握变压器的运行情况，要仔细研究系统的运行方式和负荷状态，变压器工作状态和处于何种保护动作等，一般来说常见故障是在套管、开关等位置发生的。绕组故障主要是由于在制造或者检修的过程中，绝缘局部受到损害遗留造成的，或者是由于制造工艺的问题造成的，又或者是由于水分渗入导致劣化，使部分绕组暴露在空气中造成的。如果上述部分被击穿，就会导致故障的发生。套管故障是由于绝缘劣化或者是水分进入造成的。开关故障的原因较多，主要是由于螺丝松动、带负荷调整装置出现问题，以及绝缘板不良、工艺等问题造成的。在检查过程中，要注意到以上问题，力求最快、最好地解决问题。
　　3.2加强冷却器异常监测
　　变压器运行时冷却器全停发冷却器全停故障信号，启动主变非电量保护装置的时间元件计时，在额定负荷下，冷却器全停后变压器再运行50分钟后或变压器油温达到75℃时再运行20分钟后跳开主变三侧断路器。
　　当发出冷却器全停故障信号后，立即汇报调度，应迅速进行恢复，如果是空开跳闸，应进行试投，测量进线电源电压是否正常，检查热偶继电器有无动作，回路有无短路现象，电源切换是否正常等。如不能尽快恢复，应密切监视上层油温、绕组温度及负荷；按调度命令进行处理；当油温达到75℃、绕组温度达到100℃或负荷达到额定值时立即再次向调度汇报、处理。
　　运行中的冷却器有一组或多组异常时，检查备用冷却器是否投入，加强对变压器负荷和油温的监视，向调度和有关部门汇报；请有关部门及时安排处理，并做好记录。
　　3.3油温异常检查
　　当发现油温异常时，立即检查后台显示油温与现场油温指示是否一致；检查变压器有无过负荷现象，冷却装置运行是否正确。
　　若温度升高是冷却系统故障引起，造成变压器无冷却器运行，则立即汇报调度，检查造成冷却器故障原因是否由电源引起，若现场无法处理，则立即汇报变管所，由专业人员进行检查。在正常负载和冷却条件下，冷却器温度不正常并不断上升，则认为变压器已发生内部故障，应立即汇报调度将变压器停运。
　　3.4瓦斯保护信号动作
　　此时，立即汇报调度；立即对变压器进行检查，查明动作的原因，是否因积聚空气、油位降低，二次回路故障或是变压器内部故障造成的。如瓦斯继电器取气盒内有气体，记录气量，观察气体的颜色，并取气体及油样做色谱分析。若气体继电器内的气体为无色、无臭，色谱分析判断为空气，则变压器可继续运行，并及时消除进气缺陷。若色谱分析结果异常，则应由专业人员综合判断确定变压器是否停运。
　　3.5保护装置的异常处理
　　后台机发出某套保护装置“TA断线”信号时按如下步骤检查处理：保护装置发出“TA断线”信号时，应立即向调度汇报，申请退出该装置的差动保护和分相差动保护，检查端子箱至保护屏的电流端子有无松动、跳火、烧焦等异常现象，将检查结果汇报调度，等待专业人员处理。
　　4结束语
　　本文简要介绍了德宏变电站500kV主变压器的特点及其主变压器的变电保护的配置和原理，并且对500kV变电站主变压器的运行和维护做了简要的分析。在对500kV变电站主变压器实施运行和维护的过程中一定要深入熟悉其性能，掌握其原理，才能做好运行和维护工作。
　　
　　
　　
　　参考文献：
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　　[2]郭鸿鹏,梁鹏,范宏亮.浅谈变压器的选型及日常维护[J].中国高新技术企业,2009,(21).
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