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高频变压器气道堵塞引起轻瓦斯报警的原因

作者:admin 发布日期:2021-08-09

  高频变压器是目前国内电网中应用zui广泛的主变压器类型。作为变压器内部故障的非电量保护,利用气体继电器实现轻瓦斯报警和重瓦斯保护跳闸功能。当变压器过热或发生局部放电时,变压器油会产生气体。气体上升并聚集在气体继电器中。当气体积累到一定程度时,会触发气体继电器中的轻气报警节点,进而发出轻气报警信号。如果主变压器发生严重短路,油温迅速升高,油中会产生大量气体冲击变压器油,使油流冲击气体继电器挡板,进而触发重瓦斯跳闸节点,使主变压器各侧断路器跳闸。

  为了确认气体成分,需要从集气箱中取出气体进行相关测试。但拧下集气箱下部出油口后,发现油被吸走无法排出,进而推断主变内部有负压。之后,维修人员进一步检查了主变压器储油柜的呼吸气道,发现储油柜呼吸器内的硅胶有被油浸湿的痕迹,玻璃气道内有残油,进而判断呼吸器油封杯中的油已经被吸入硅胶腔内,并且硅胶颗粒经过长时间的浸泡,zui终凝结成块,填充了硅胶颗粒之间的空隙,zui终导致呼吸机的呼吸通道堵塞(图1)。

  维修人员计划更换新的硅胶。松开油封杯和呼吸玻璃管,疏通呼吸孔后,他们能清晰地听到剧烈的“咝咝”气流声,用手探查呼吸器下的呼吸孔时感觉到强烈的吸力。由此可以判断,呼吸效果因呼吸器气道堵塞而受阻,导致变压器油温下降,容积减小后的额外空间无法被储油舱填满,从而造成变压器内部负压。吸入后压力恢复平衡后,可从集气箱成功采集气体样本。

高频变压器气道堵塞引起轻瓦斯报警的原因分析及预防措施

  之后对变压器进行了油色谱试验、油中气体试验、变压器直接电阻试验和整体绝缘试验,试验结果均合格。气体成分以空气为主,不可燃,七种特征气体无明显异常。用奥斯特瓦尔德系数换算气体浓度,用气体浓度计算油中气体含量的理论值与变压器本体油中的实际色谱浓度进行比较[2]。七种气体的理论值与实测值比较接近,证明气体不是内部故障引起的,而是油中溶解气体正常析出[3]。结合事件当晚气温下降幅度较大(前一天19:00-5:00气温下降约6℃),可以推断本次轻瓦斯报警的原因是变压器储油柜呼吸器呼吸通道堵塞,无法正常呼吸,加之昼夜气温变化较大,导致变压器内压变化,气体析出。

  高频变压器正常运行时,随着温度的变化,油箱内绝缘油的体积会随热膨胀,随冷收缩。此时,储油柜内的胶囊会随着呼吸器的呼吸而膨胀和收缩,从而保证储油柜内变压器油的压力能够保持在一个相对稳定的值。

  但当呼吸器气道堵塞时,储油柜胶囊内的空气无法与外界空气相通,因此胶囊无法补偿变压器油因温度变化而产生的体积变化。根据事件情况,前一天19:00到凌晨5:00气温下降6℃左右,夜间主变处于轻载状态,油面温度下降5℃。由于热胀冷缩的影响,变压器油量减少,导致变压器内部间隙较大。此时由于呼吸器气道堵塞,空气无法吸入胶囊,胶囊无法膨胀,无法补偿这部分容积,导致变压器油箱内负压较大。

  该事件的发生反映了呼吸器堵塞会导致储油柜胶囊无法正常呼吸,进而导致主变油箱压力变化异常,zui终导致主变故障。为防止呼吸机气道堵塞,提出如下整改措施和建议:

  日常巡视和专业巡视时,运行维护专业人员应注意硅胶是否被油浸泡凝结,油封杯安装板呼吸孔是否堵塞,硅胶是否严重潮湿变色等。如有上述情况,应尽快修复呼吸器,清理残油,更换新硅胶,疏通气道。如果长时间不更换硅胶,长期吸收空气中的水分和盐分也可能导致硅胶颗粒凝结,导致呼吸不畅。因此,运行维护专业人员在检查时可以轻轻敲击和拍打呼吸器,可以使硅胶颗粒振动,降低硅胶颗粒凝结成块的概率。

  在主变定期停电检修过程中,检修人员应清理通气孔内残留的油污、破碎的硅胶颗粒等杂物,清理油封杯和玻璃气道,更换新的硅胶颗粒;选择大颗粒硅胶。由于小硅胶颗粒间的空隙小,被油封杯中的油浸泡后容易凝结成块。使用大硅胶可以增加颗粒之间的空隙,进而降低浸泡后凝结的概率。

  维修人员在给呼吸器的油封杯加油时,应控制储油量,将油量控制在油封杯zui低油管和中间油管的一半位置(图2)。如果加的油太少,净化效果会受到影响;如果加的油太多,会造成呼吸时漏油[4],油更容易被吸入硅胶腔,导致硅胶凝结。

  调整玻璃呼吸管和油封杯的长度。在主变压器日常运行过程中,当油温下降导致油量减少时,胶囊会吸入空气自行膨胀,同时油封杯中的油也会被吸上来。为了减少油被吸入硅胶腔的几率,可以对玻璃呼吸管进行改造,使其长度增加一倍,并同步调节油封杯的长度,使油封杯底部与玻璃呼吸管口的距离保持在1厘米~1.5厘米之间,从而保证在吸油封杯中的油直到油面与呼吸管口分离时,吸入的油不会进入呼吸器,从而提高变压器内部对负压的抵抗力。

  高频变压器是当今时代应用zui广泛的变压器,研究保障其anquan稳定运行具有重要的现实意义。目前,呼吸机的使用和维护还存在一些问题,对呼吸机的改进还需要进一步研究。

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