某電廠油浸式變壓器壓力釋放閥動作異常分析

摘要：壓力釋放閥是油浸式變壓器的重要組成部分，為保證變壓器安全穩定運行，變壓器壓力釋放閥動作檢查及保護裝置巡檢被列為檢查的重點項目。變壓器內部故障時，會產生大量氣體，引起壓力釋放閥動作，同時還會伴隨保護動作，如差動、瓦斯保護等。如果變壓器內部故障，需對變壓器油中溶解氣體進行分析，排除內部故障的其他可能原因。針對某4×300 MW電廠#1機組主變壓器運行中發變組保護裝置發出壓力釋放報警信號的異常現象，通過分析，查明了#1主變壓器壓力釋放報警的原因，并采取了相應措施，問題得以解決。

關鍵詞：主變壓器;壓力釋放閥動作;壓力釋放;電氣設備

0 引言

電力變壓器是電力系統中重要的電氣設備之一，其內部一旦發生電氣放電短路故障，會產生電弧，電弧的高溫能夠分解變壓器絕緣油而產生大量氣體[1]。這些氣體將使油箱內部壓力急劇增大，由于變壓器絕緣油具有不可壓縮性，因此如果在幾毫秒之內不能及時釋放這個巨大的內部壓力，將可能使油箱破裂或釀成火災事故。而變壓器壓力釋放裝置能夠有效解決這一問題，壓力釋放裝置一旦動作，就應該立即分析動作原因，進而做出及時有效的處理，防止異常現象發展為事故，減少對電網及設備造成的影響或損失，保障機組安全運行。因此，日常巡檢時，檢查變壓器壓力釋放閥動作情況及保護裝置運行情況十分重要[2]。

油浸式變壓器的壓力保護裝置為壓力釋放閥，通常安裝在油浸式變壓器油箱的上壁或側壁上，安裝位置的油壓由彈簧結構感應，當壓力釋放閥安裝位置的油壓超過其開啟壓力時，將及時打開壓力釋放閥，通過排出高壓絕緣油釋放油箱內油壓;當油箱內壓力降至壓力釋放閥關閉壓力時，壓力釋放閥自動關閉，保持油箱密封。根據國家標準，容量800 kVA以上的變壓器應設置壓力保護裝置。根據長期運行實踐結果，壓力釋放閥成功保護了數以萬計的變壓器油箱，避免了油箱內部油壓突然升高導致的變壓器損壞，所以油浸式變壓器的壓力保護裝置起到了舉足輕重的作用[3]。

1 設備概述

某4×300 MW電廠#1機組主變壓器是國內某廠家生產的型號為SFP9-370000/220GY的三相油浸式強迫油循環風冷變壓器，在變壓器頂部左右側安裝有兩個同型號（YSF4Ⅱ-55/130KJTH）的壓力釋放裝置，如圖1所示。C柜主變壓力釋放動作于信號，相應的跳閘壓板退出[4]。主變壓器壓力釋放閥技術規范如表1所示，自1996年運行至今，各參數及指標正常。主變壓器相關技術規范如表2所示。

2 壓力釋放閥異常現象

該電廠已投產二十余年，2020年6月20日，#1機組負荷200 MW，發變組保護C柜發“#1主變壓力釋放”報警，變壓器本體壓力釋放閥處檢查無滲油、噴油現象，同時瓦斯保護未動作，#1主變油位指示計5.8格，油面溫度46 ℃，繞組溫度49 ℃，#1主變運行聲音平穩，呼吸器工作正常，紅外成像檢查未發現異常過熱現象[5]。隨后聯系化學專業取油樣做色譜分析未見異常，油樣分析結果統計表如表3所示。

2020年6月21日，壓力釋放動作信號自動消失。

3 原因分析及處理經過

3.1? ? 原因分析

發現#1主變壓器保護裝置C柜發“壓力釋放”報警后，立即組織專業人員現場排查。檢查主變壓器各處連接螺栓均緊固，無滲油現象[6];檢查主變壓器各焊縫處也未出現滲油現象;變壓器本體壓力釋放閥處檢查無滲油、噴油現象，同時瓦斯保護未動作，#1主變油位指示計5.8格，油面溫度46 ℃，繞組溫度49 ℃，#1主變運行聲音平穩，呼吸器工作正常。

（1）通過查閱最近的一次檢修記錄發現，#1機組主變壓器2018年度A級檢修時吊罩，更換過油箱油枕，結合現場溫度/油位曲線對比，油位5.8格符合溫度/油位曲線，排除主變油枕氣體進入的可能。

（2）檢查發變組保護裝置校驗記錄及試驗報告，發變組保護裝置運行可靠，排除發變組保護裝置誤發信號的可能。

（3）雖然壓力釋放閥動作，但未見噴油，同時瓦斯保護沒有動作，油色譜分析正常，從這些數據可判斷變壓器內部沒有發生放電故障[7]。

（4）變壓器所有參與油循環的閥門全部在正常位置，排除了油路循環不暢的可能。

（5）#1主變冷卻器運行方式：負荷160 MW，第一、第四組風扇運行，第二組風扇投備用，第三組風扇投輔助。因此，冷卻器投入數量不足不會使變壓器頂部油溫僅為46 ℃時壓力釋放閥動作。

3.2? ? 處理經過

為調查壓力釋放閥動作的原因，在2020年#1機組臨停消缺時拆除#1主變頂部左右側壓力釋放閥進行壓力動作校驗，左側壓力釋放閥動作整定值56.7 kPa，右側壓力釋放閥動作整定值55.8 kPa，在試驗過程中送保護裝置用信號開關接點有信號開出情況，但壓力釋放閥未動作。綜上所述，壓力釋放閥于1996年投產至今，使用年限過長，信號發出不可靠，為此次壓力釋放閥動作的原因[8]。

更換#1機組主變壓器左右側壓力釋放閥并完成動作整定，2020年10月開機至今，#1主變運行平穩，未發生壓力釋放閥動作情況，問題得以解決[9]。

4 防范措施

針對#1主變壓器壓力釋放閥信號誤開出的情況，提出如下防范措施：結合油溫/油位曲線、負載/油位曲線等做好分析比對，及時掌握設備運行狀況;加強巡檢質量，注意檢查變壓器聲音、冷卻器運行情況等，若有異常查明原因;嚴格執行定期工作，對主變壓器的絕緣油進行取樣化驗分析，通過化驗結果可發現變壓器運行情況及內部有無異常放電;定期檢查校驗壓力釋放閥動作值，確保裝置可靠[10]。

5 結語

該電廠發生的#1機組主變壓器壓力釋放閥信號誤開出事件，是壓力釋放閥使用年限過長所致。隨著時間的積累，壓力釋放閥性能會變差，影響機組的安全、穩定運行。針對此次事件，該廠已將#2、#3、#4機組主變壓器壓力釋放閥檢查工作列入了檢修計劃。希望此次事件能給同行帶來一定的啟示。

[參考文獻]

[1] 曾誼萍.電力變壓器異常運行原因及處理方法[J].云南水力發電，2019，35（2）：125-127.

[2] 陳光偉，王旭輝，何剛.一起變壓器突發壓力繼電器動作跳機的分析[J].應用能源技術，2020（3）：1-4.

[3] 沈輝，董武亮.電力變壓器油位異常分析[J].南方農機，2019，50（20）：177.

[4] 陳熙平，薛麗麗，余春宏，等.電力變壓器儲油柜油位異常分析及處理[J].電工電氣，2020（5）：66-67.

[5] 戴蔚.一起油浸式變壓器壓力釋放閥噴油原因與預防[J].淮南職業技術學院學報，2020，20（1）：3-4.

[6] 于永寶.大型油浸變壓器壓力釋放閥快速更換的技術運用[J].電力設備管理，2020（4）：89-91.

[7] 肖承仟，高曉峰，郭俊杰.油浸式電力變壓器壓力釋放閥的有效性研究與對比分析[J].電氣技術，2015（9）：98-101.

[8] 韓強，劉劍，李錦龍.變壓器壓力釋放閥保險沒拆除引起故障[J].電世界，2018，59（2）：32-33.

[9] 李琳，劉亞榮.油浸式電力變壓器壓力釋閥故障分析[J].中國科技信息，2010（2）：120.

[10] 單鵬.壓力釋放閥的設計[J].變壓器，1991（10）：14-17.

收稿日期：2021-06-21

作者簡介：胡暢煒（1983—），男，云南曲靖人，助理工程師，主要從事發電廠電氣運行工作。