500kV主變風(fēng)冷系統(tǒng)故障分析與處理

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(廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院,廣西 南寧 530023)

1 引言

在電力系統(tǒng)中，變壓器是電力系統(tǒng)運行中最重要的設(shè)備之一，電力變壓器運行的可靠性直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全、高效、經(jīng)濟的運行，也是打造綠色、智能電網(wǎng)的重要保證[1-2]。目前，絕大部分的變壓器壽命終結(jié)是究其原因是因為喪失了應(yīng)有的絕緣能力，而影響絕緣能力的主要因素之一是變壓器運行時的溫度，主變風(fēng)冷系統(tǒng)是主變降溫的主要方式。一旦分冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障，主變安全穩(wěn)定、安全運行都受到影響。

某500kV主變風(fēng)冷系統(tǒng)電機故障頻發(fā)。據(jù)統(tǒng)計，5年之間該主變共發(fā)生電機故障多次以上，針對此問題，一般采取現(xiàn)場修理或更換電機的辦法進行消缺，但風(fēng)冷系統(tǒng)電動機問題一直未得到根治。

2 資料查閱和故障記錄

2.1 資料查閱

每臺變壓器風(fēng)冷系統(tǒng)共有三組九臺風(fēng)機，風(fēng)冷卻器安裝在變壓器側(cè)面，采用吸風(fēng)方式冷卻，風(fēng)冷卻器在變壓器上的安裝實際圖和示意圖如圖1所示。冷卻管為多根并排銅管構(gòu)成，運行中充滿變壓器油，通過風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動吸走變壓器油的熱量。

查閱保護定值單、風(fēng)機的運行模式和主變運行溫度記錄。

(1)風(fēng)扇啟停溫度分別為55℃和45℃；

(2)風(fēng)機的工作分為工作、輔助、備用三種狀態(tài)；

(3)運行人員提供最近一個月主變運行記錄，C相運行溫度都在45℃以上，且C相運行溫度比A、B 相溫度高。

圖1 風(fēng)冷卻器在變壓器上的安裝

2.2 故障記錄

查閱數(shù)據(jù)資料，該主變于自從投運以來共上報缺陷60臺次，其中C相缺陷56臺次。這56臺次缺陷全部為風(fēng)冷系統(tǒng)缺陷，其中冷卻系統(tǒng)風(fēng)機啟動異常的有十多臺次，電源線發(fā)熱5臺次，滲漏油2臺次，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或風(fēng)機故障30多臺次。供電局對風(fēng)冷系統(tǒng)的風(fēng)扇故障，采取方法就是直接更換風(fēng)機設(shè)備，處理效果不佳。

3 經(jīng)現(xiàn)場勘查試驗

3.1 風(fēng)冷系統(tǒng)供電線路檢查

風(fēng)機電源情況檢查：該主變的風(fēng)冷系統(tǒng)由常規(guī)的繼電器控制系統(tǒng)升級為PLC控制系統(tǒng)， 目前該風(fēng)冷系統(tǒng)接用站用變電源，現(xiàn)場對主變某相風(fēng)機3組共九臺風(fēng)機的控制回路進行了檢查，對電機的三相輸入電壓進行了測試，現(xiàn)場測試三相電壓平衡，未發(fā)現(xiàn)缺相情況。

圖2 風(fēng)冷系統(tǒng)供電線路檢查

3.2 風(fēng)扇電機進行測溫

并使用紅外測溫成像儀對風(fēng)扇電機外殼進行測溫，圖3所示使用紅外線測溫成像儀對風(fēng)機進行測溫，A相風(fēng)機溫度65℃，C相風(fēng)機溫度70℃；發(fā)現(xiàn)主變的2、5、8號電機外殼溫度相對其他風(fēng)扇電機溫度高5～10℃，這幾臺風(fēng)扇安裝在每一組冷卻器的中部，風(fēng)扇的運轉(zhuǎn)方向可以看到，上下兩臺風(fēng)扇的熱風(fēng)都有一部分吹到中部的風(fēng)扇，所以處于中部的2、5、8號風(fēng)扇電機溫度較高。 與另一個主變的相同部位風(fēng)機相比，故障主變的風(fēng)機運行溫度也較高。

圖3 紅外測溫成像儀對風(fēng)扇電機進行測溫

3.3 風(fēng)機吸力測試

現(xiàn)場檢查了風(fēng)冷卻器的對流情況。現(xiàn)場用紙巾在風(fēng)扇空氣進側(cè)進行吸力測試，發(fā)現(xiàn)紙巾沒有明顯貼附，證明風(fēng)扇的吸力不強。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇的吸風(fēng)側(cè)附著較多灰黑色灰塵，灰塵布滿導(dǎo)油管外部的波紋管，風(fēng)扇前后兩側(cè)無法透光，證明風(fēng)扇長時間運行灰塵堆積過多，空氣對流不暢是造成風(fēng)機溫度過高的原因。

4 故障排查與處理

通過上面的試驗方案進行逐步排查，判斷風(fēng)冷系統(tǒng)冷卻波紋管長期不得到有效清洗，風(fēng)機對流不順暢，導(dǎo)致熱交換不好，主變溫度和風(fēng)扇溫度一直難降溫。建議供電局對風(fēng)冷系統(tǒng)進行整改。

溫度控制系統(tǒng)進行全面檢測，發(fā)現(xiàn)油溫表風(fēng)扇停的動作點值普遍偏低；通過現(xiàn)場調(diào)試，調(diào)整復(fù)歸值動作點，準(zhǔn)確修正風(fēng)扇啟停；通過溫控系統(tǒng)啟動風(fēng)機，風(fēng)機對流順暢，驗證整改到位。整改至今一段時間跟蹤，發(fā)現(xiàn)主變溫度和溫度控制系統(tǒng)運行正常。

5 結(jié)論

通過一步一步查閱資料和故障記錄，現(xiàn)場勘察并制定科學(xué)的試驗方案，對故障系統(tǒng)進行了試驗：冷卻系統(tǒng)的供電線路檢測，紅外線對風(fēng)機溫度進行檢測，風(fēng)速測試，并查出了故障原因，防止此故障反復(fù)出現(xiàn)，也對此類故障有預(yù)防措施。