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干式隔离变压器硅胶冻结导致跳闸情况的解决方案

发布时间:2020-9-24 11:38:31      点击次数:93

  一故障干式隔离变压器的检验和测试。

  1.1干式隔离变压器外观检查事故发生后,检查故障主变体油面,有载分接开关油枕油面正常;主变体无渗漏漏油,干式隔离变压器本体及有载开关压力释放无动作;有载开关油流继电器内无气体;检查有载开关瓦斯继电器内各元件动作正确可靠。会有载分接开关吊出检查,各部无异常。带载气体保护装置和二次回路检查均未发现异常。

  电力试验结果:故障主变油中有载分接开关油的油色谱分析结果为:乙炔含量0.11微克/升,总烃21ppm;开关油耐压46.6kV,可证实开关内无放电或过热故障。

  3.保护装置检查及信息分析主要查看变无电保护装置,发现故障时,保护装置连续三次采集有载瓦斯开入变位。因为有载瓦斯一次动作跳闸后,干式隔离变压器已断电,所以在继电器接点之后不能再接通。若能多次导通,则肯定是流经气体继电器的油流持续保持且大于动作值,导致挡板往复抖动,接点断续接通。总之,基本能排除有载分接开关内部故障及气体继电器误动的可能性。

  二失败分析。

  2.1事故原因分析通过进一步检查,发现故障干式隔离变压器有载分接开关小油枕呼吸器内的硅胶已完全潮解,所选硅胶颗粒较小(规格小于2mm)。根据故障前、后的当地气象资料,发现事故发生时环境高温度为6℃,此前夜间低温度为-10℃。由此推断,由于有载分接开关呼吸器中的硅胶已严重潮解,所含水分较多,故障前夜间低温度达-10℃,远低于结冰温度,必然造成硅胶含水量结冰。也因所选的硅胶颗粒较小,导致整个呼吸器因硅胶结冰而完全阻塞,有载分接开关不能呼吸,小油枕成了内充气体的封闭容器。日间干式隔离变压器负荷增加,环境温度升高,有载分接开关油温逐渐升高,油枕中油(气)压也逐渐变大。到事故发生当日下午14时至16时,气温达到+6℃为近期高温度,小油枕内压也随之高。这时,冰冻的呼吸器也在逐渐融化,当小油枕气压突破呼吸器的阻塞时,小油枕内气压迅速释放,开关油迅速向小油枕方向涌出,冲击继电器挡板,造成重气动作跳闸。

  为验证前面所述的故障分析,进行了相关的理论计算。详细的验证计算过程如下:干式隔离变压器故障前,由于有载分接开关吸湿器结冰堵塞,小油枕停止呼吸,形成封闭容器,可视为有载分接开关小油枕体积V值不变。按照理想气体状态方程:pV=nRT(公式中p为理想气体压强,单位pa;V为气体体积,单位m3;n为气体物质的量;R为摩尔气体常量,单位mol;T为体系温度,单位K),即压力/体积=摩尔质量/温度。由于V、n、R不变,因此压力P只与温度T有关,即当体积一定时,压强与温度成正比。就是。

  在干式隔离变压器故障之前:

  p1=nRT1/V

  p1等于1个气压;

  当干式隔离变压器失败时:

  p2=nRT2/V

  那么P2/P1=T2/T1。

  故障发生前已知的低外部温度为10℃,

  那么T1=273.15-10是263.15;

  发生故障时外部温度为6℃。

  t2=273.15+6=279.15

  这是可能的。

  P2=P1T2/T1=279.15/263.15kPa=1.071kPa。

  也就是,当有载呼吸器由于结冰而完全阻塞后,在当天的高温度下,油枕的内部压力也达到大,它值1.071kPa。

  三确认测试。

  3.1为验证事故分析和理论计算的结果,进行了有载分接开关呼吸回路的模拟试验。首先使用封堵装置将有载分接开关的呼吸管堵住模拟呼吸器的结冰堵塞,此时在常压下干式隔离变压器有载分接开关的小油枕油面指示为2.5,然后向小油枕注油,当小油枕油面指示上升到5时,仪器测得油枕内压力为1.07kPa。这时将呼吸管塞快速取下,干式隔离变压器的继电保护装置显示有载气保护动作出口。

  3.2试验结论以上试验先后进行了5次,有载气保护全部动作,其中3次气体继电器接点连续动作超过两次。仿真实验结果与事故分析及理论计算结果一致。

  四结论。

  这次干式隔离变压器有载气保护动作事故跳闸的原因是有载分接开关呼吸器因硅胶潮解结冰,造成小油枕呼吸完全阻塞。随着油温度的升高,小油枕内的气(油)压变大,同时通气器内结冰的硅胶逐渐融化,当小油枕压力冲破结冰的硅胶时,气压骤然释放,开关中的绝缘油迅速向小油枕涌出,造成有载分接开关的瓦斯继电器动作。继电器挡板在绝缘油涌动过程中,有时无法快速恢复,出现往复波动现象,导致气体继电器接点多次接通,也是故障发生时保护装置多次收集带载气体开入变位的原因。

  呼吸器及其内层硅胶作为干式隔离变压器的辅助设备,其主要作用是在温度变化时调整干式隔离变压器的油位,吸附空气中的水分,但对其保养不够重视,竟导致220kV变压器故障跳闸。我们应该吸取这次事故的教训:①对运行中潮解量超过2/3或粉末量较大的硅胶,应及时更换(特别是在冬季低温期),避免结冰阻塞呼吸器。选择硅胶时应选用粒径大于3mm的颗粒状硅胶。③目前管理模式下的变电站基本上都是无人值班的定期巡视,为了避免类似事故发生,冬季低温期间应对干式隔离变压器缩短巡视周期,以便及时消除类似隐患。

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