程青山，劉秋平，方毅平，孫威，董卓

(1.湖南省電力公司檢修公司，湖南 長(zhǎng)沙 410003;2.湖南電力試驗(yàn)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410007)

幾起變壓器檢修案例分析

程青山1，劉秋平2，方毅平2，孫威2，董卓2

(1.湖南省電力公司檢修公司，湖南 長(zhǎng)沙 410003;2.湖南電力試驗(yàn)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410007)

介紹了四起變壓器檢修案例，分別關(guān)于壓力釋放閥動(dòng)作、油枕膠囊損壞、調(diào)壓開(kāi)關(guān)呼吸器硅膠進(jìn)入副油枕、油位計(jì)浮球進(jìn)油。這些案例的發(fā)生都與本體內(nèi)部處于不恰當(dāng)?shù)膲毫Νh(huán)境有關(guān)，對(duì)此進(jìn)行了分析，希望能給以后的檢修工作一些啟示。

絕緣油;吸附處理;呼吸器硅膠;油位計(jì);浮球

1 引言

變壓器是個(gè)壓力容器，處在各種受力關(guān)系之中。壓力釋放閥是變壓器最直觀的壓力保護(hù)，同時(shí)呼吸器、油枕膠囊、油位計(jì)、瓦斯繼電器、油流速動(dòng)繼電器等莫不對(duì)壓力有要求，當(dāng)壓力超出其承受范圍內(nèi)時(shí)，均會(huì)發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)，可能造成變壓器附件的損壞或者威脅變壓器的安全運(yùn)行，甚至造成變壓器強(qiáng)迫停運(yùn)。由此可以看出，正確分析變壓器的壓力環(huán)境非常重要。本文對(duì)四起檢修案例進(jìn)行了分析，給出了預(yù)防類似故障的一般思路。

2 案例分析

2.1 案例一:絕緣油吸附處理引起主變壓力釋放閥動(dòng)作

2012年某臺(tái)220kV變壓器因?yàn)榻^緣油介損及銅離子超標(biāo)，檢修單位借停電例試時(shí)機(jī)對(duì)主變絕緣油進(jìn)行吸附處理。檢修單位設(shè)計(jì)的絕緣油吸附處理回路如圖1所示。絕緣油從主變下端閥門流出，經(jīng)過(guò)大型真空濾油機(jī)處理及加熱，然后通過(guò)吸附罐，再經(jīng)過(guò)板式濾油機(jī)、精濾器，再?gòu)淖儔浩飨渖w上閥門回到本體。絕緣油通過(guò)真空濾油機(jī)被加熱至60℃，通過(guò)吸附罐時(shí)除去銅離子及降低介損，然后經(jīng)板式濾油機(jī)對(duì)絕緣油夾帶的吸附劑進(jìn)行初步過(guò)濾，最后經(jīng)過(guò)精度為3μm的精濾器過(guò)濾，然后處理好后的絕緣油回到本體。其中吸附罐里面的吸附劑放置是下層放細(xì)顆粒，上層放粗顆粒，同時(shí)絕緣油進(jìn)出口都有濾網(wǎng)，防止過(guò)多吸附劑進(jìn)入油管路。

開(kāi)始濾油時(shí)沒(méi)有打開(kāi)油枕頂部膠囊與油枕的旁通閥K1(主變油枕結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2)，也沒(méi)有打開(kāi)油枕頂部放氣塞。過(guò)濾進(jìn)行到第25h時(shí)，壓力釋放閥發(fā)生了動(dòng)作。后來(lái)濾油時(shí)將頂部膠囊與油枕的旁通閥打開(kāi)，再也沒(méi)發(fā)生壓力釋放閥動(dòng)作現(xiàn)象。簡(jiǎn)要分析如下。

當(dāng)絕緣油經(jīng)過(guò)吸附處理回路，真空濾油機(jī)放在第一道順序，后面幾道順序都會(huì)在最開(kāi)始時(shí)有空氣混入，這部分空氣會(huì)進(jìn)入本體。同時(shí)板式濾油機(jī)在過(guò)濾時(shí)，濾紙是暴露在空氣中的，有少量空氣會(huì)吸附在濾紙上面，然后隨絕緣油一起進(jìn)入本體。最重要的因素是板式濾油機(jī)油。

圖1 變壓器絕緣油吸附處理回路

框里面有個(gè)回油閥門，當(dāng)濾框里面存油高過(guò)時(shí)要打開(kāi)回油閥門，但是因?yàn)橛土髁坎皇呛芊€(wěn)定，回油閥門沒(méi)有很好的控制，很多時(shí)候回油閥門暴露在空氣中，通過(guò)回油閥門進(jìn)入了大量的空氣，最終大量空氣進(jìn)入了變壓器本體。

空氣進(jìn)入本體后，慢慢的就會(huì)大量聚集到油枕里面。變壓器壓器油枕結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示。油枕內(nèi)氣體聚集后就會(huì)時(shí)油枕膠囊收縮，膠囊內(nèi)氣體通過(guò)呼吸器排出。當(dāng)油枕內(nèi)氣體集聚到一定程度后，膠囊內(nèi)氣體將完全排盡，膠囊將完全收縮，如圖3所示，進(jìn)入變壓器內(nèi)的氣體越來(lái)越多，同時(shí)可以容納氣體的體積不再變化。

圖2 主變油枕結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖3 油枕膠囊被壓扁簡(jiǎn)圖

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，P為壓強(qiáng)，V為體積，n為氣體物質(zhì)的量，R為一常數(shù)，T為溫度。當(dāng)體積V、溫度T不變時(shí)，壓強(qiáng)P隨著氣體物質(zhì)的量n增加而逐漸增大，同時(shí)絕緣油吸附處理時(shí)油溫也會(huì)逐漸增高，導(dǎo)致氣體溫度也越來(lái)越高，這兩個(gè)因素都會(huì)導(dǎo)致變壓器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)越來(lái)越大，變壓器箱蓋處的壓力也越來(lái)越大。當(dāng)壓力增大到55kPa時(shí)，壓力釋放閥動(dòng)作。

正確措施:當(dāng)進(jìn)行絕緣油吸附處理時(shí)應(yīng)將油枕頂部K1閥門打開(kāi)，或者打開(kāi)油枕頂部放氣塞，以便順利的將油枕內(nèi)積存的氣體排出變壓器外。當(dāng)絕緣油僅僅是進(jìn)行真空濾油處理時(shí)，也可以不用打開(kāi)油枕頂部旁通閥或放氣塞，但是一定要確認(rèn)油枕膠囊外部沒(méi)有空氣，這就需要給膠囊充氣，將膠囊外部的空氣排出干凈。這個(gè)吸附處理回路也存在一些問(wèn)題，過(guò)濾時(shí)將太多氣體帶入了本體，真空濾油機(jī)的脫氣功能基本沒(méi)有發(fā)揮。氣體進(jìn)入本體后可能吸附在線圈或絕緣件表面，很難再排出，將影響變壓器的絕緣性能，危害變壓器的安全運(yùn)行。筆者建議將真空濾油機(jī)所在位置用一組加熱器代替，將真空濾油機(jī)置于精濾器的后面，這樣進(jìn)入本體的絕緣油將不會(huì)再含有氣體。

2.2 案例二:變壓器真空注油結(jié)束破真空時(shí)引起膠囊及油位表連桿彎曲

2011年某臺(tái)500kV主變壓器安裝。附件到貨時(shí)，經(jīng)檢查檢驗(yàn)，所有附件良好，無(wú)質(zhì)量問(wèn)題。變壓器注油時(shí)，油位已經(jīng)超過(guò)了氣體繼電器位置，但是繼續(xù)注油，油位一直處于零位。油位表為壓力式油位表，由浮球－連桿、壓力傳感器、油位表三部分組成。傳感器及油位表在安裝前已經(jīng)經(jīng)過(guò)了校驗(yàn)，并且重新拆下來(lái)檢查也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。后來(lái)對(duì)變壓器進(jìn)行了重新排油，打開(kāi)了油枕端蓋，發(fā)現(xiàn)油枕膠囊下部大面積破裂，油位計(jì)連桿彎曲嚴(yán)重。經(jīng)分析認(rèn)為:膠囊破裂與連桿彎曲跟安裝工序有關(guān)，破真空時(shí)通過(guò)呼吸器連通管進(jìn)氣速度太快，導(dǎo)致膠囊快速膨脹，膠囊快速膨脹產(chǎn)生了一個(gè)很大的沖擊力，碰到了不光滑處就產(chǎn)生破裂。油位計(jì)連桿因?yàn)槟z囊快速膨脹的過(guò)程中產(chǎn)生的沖力而變形。

正確措施:變壓器真空注油結(jié)束，膠囊充氣破真空時(shí)，進(jìn)氣速度要控制比較慢，進(jìn)氣閥門要慢慢打開(kāi)。

2.3 案例三:調(diào)壓開(kāi)關(guān)呼吸器內(nèi)硅膠吸入副油枕

某主變停電進(jìn)行例行檢查試驗(yàn)，按規(guī)定進(jìn)行了氣體繼電器的輪換。換氣體繼電器時(shí)排了500kg絕緣油，變壓器本體內(nèi)進(jìn)入了部分空氣。檢修單位將變壓器油枕與油枕膠囊聯(lián)通，通過(guò)呼吸器進(jìn)行抽真空，以便排盡本體內(nèi)氣體。氣體繼電器更換后一天，檢修人員發(fā)現(xiàn)呼調(diào)壓開(kāi)關(guān)吸器內(nèi)硅膠不翼而飛，百思不得其解，頭天明明剛新?lián)Q過(guò)硅膠。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，調(diào)壓開(kāi)關(guān)呼吸器內(nèi)硅膠進(jìn)入了調(diào)壓開(kāi)關(guān)附油枕內(nèi)，再檢查油枕頂部主油枕與副油枕的旁通閥，發(fā)現(xiàn)是處于開(kāi)打狀態(tài)。由此可以確定，通過(guò)呼吸器抽真空的時(shí)候，主油枕與副油枕的旁通閥一直打開(kāi)，膠囊、主油枕、副油枕三者內(nèi)的空氣被抽走，副油枕內(nèi)壓力比較低，而副油枕跟調(diào)壓開(kāi)關(guān)呼吸器相聯(lián)，調(diào)壓開(kāi)關(guān)呼吸器內(nèi)硅膠下方通過(guò)油封杯跟大氣相連，大氣壓力將硅膠壓入了副油枕，甚至通過(guò)旁通閥進(jìn)入了主油枕。這起檢修事故是由于主變安裝結(jié)束時(shí)沒(méi)有關(guān)閉主油枕與副油枕的旁通閥引起，但是抽真空前沒(méi)有檢查相關(guān)的閥門是否處于正確的位置，所以檢修單位也有一定責(zé)任。

還曾發(fā)生過(guò)這樣一起案例。某主變的調(diào)壓開(kāi)關(guān)油室出現(xiàn)滲油，對(duì)調(diào)壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行了排油處理。注油前對(duì)調(diào)壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行抽真空。將主油枕、副油枕、油枕膠囊聯(lián)通，通過(guò)主油枕呼吸器抽真空，因?yàn)闆](méi)有將副油枕的呼吸器摘除，造成了將副油枕內(nèi)呼吸器硅膠吸入了副油枕。抽真空前的正確做法是將副油枕呼吸器摘掉，并密封。

預(yù)防措施:抽真空前應(yīng)對(duì)被抽真空的對(duì)象進(jìn)行檢查。首先檢查被抽真空的對(duì)象是密封的，不會(huì)進(jìn)潮或吸入其他異物。其次要確定被抽真空的對(duì)象的四周能承受真空，如不能承受一邊真空一般是大氣壓力，則要將容器壁的兩側(cè)置于同樣的壓力之下，如油枕膠囊與本體之間、本體與調(diào)壓開(kāi)關(guān)油室之間。

2.4 案例四:油位計(jì)浮球破裂引起油位指示不正確

2012年某站運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)，有臺(tái)主變的油位指示存在問(wèn)題，夏天與冬天油位指示沒(méi)什么變化，都指向油位偏低，而該主變未曾出現(xiàn)滲漏油或有補(bǔ)油。停電對(duì)該主變油位計(jì)進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)油位計(jì)浮球破裂，浮球里面浸滿了絕緣油。2012年這樣的油位計(jì)問(wèn)題發(fā)生了幾起。經(jīng)分析認(rèn)為:目前主變都是全真空注油，油枕與本體聯(lián)通一起抽真空，而浮球是空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)部存在氣體，浮球外面接近真空，浮球壁承受一個(gè)由內(nèi)向外的壓力，當(dāng)浮球壁存在有薄弱部位時(shí)，這個(gè)薄弱部位就可能破類，導(dǎo)致浮球進(jìn)油，浮球下沉，引起油位計(jì)指示不正確。

建議:由此案例可以得出，浮球不適合采用空心結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。國(guó)網(wǎng)十八項(xiàng)反措規(guī)定，氣體繼電器應(yīng)在抽真空注油后再安裝，也是出于同樣的考慮。目前裝有排油注氮裝置的變壓器都要求裝雙浮子氣體繼電器，浮子如果是空心結(jié)構(gòu)就可能在抽真空時(shí)發(fā)生破裂，如果運(yùn)行時(shí)進(jìn)油就可能引起輕瓦斯發(fā)信或重瓦斯動(dòng)作。同時(shí)干簧接點(diǎn)也可能在抽真空時(shí)損壞，也可能引起輕瓦斯發(fā)信或重瓦斯動(dòng)作。建議氣體繼電器的浮球采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)語(yǔ)

為保證變壓器檢修質(zhì)量、保證變壓器的安全運(yùn)行，檢修過(guò)程中要注意對(duì)變壓器內(nèi)的受力情況進(jìn)行分析，避免因?yàn)椴磺‘?dāng)?shù)氖芰κ棺儔浩髟馐軗p壞，或遺留下安全隱患。同時(shí)要注意附件、材料的選型，增加其承受異常外力的能力，還要結(jié)合附件、材料的特點(diǎn)合理選擇檢修施工方法。

Analysis of Several M aintenance Cases about Transformers

CHENGQing-shan1，LIU Qiu-ping2，F(xiàn)ANG Yi-ping2，SUM Wei2，DONG Zhuo2
(1．Hunan Maintenance Company of Electric Power Compang，Changsha 410003，China;2．Hunan Electric Power Test and Research Institute，Changsha 410007，China)

The paper presents four transformer mainrenance cases，which are about pressure release value，action，oil conservator capsule breakdoun，respirator silica-gel of regulating switch entering auxiliary oil conservator and the breakdown of the flowting ball of the oil levelmeter．The cases that happened have a relation to the inadequacy pressure of the body inside．Analyze these cases and give some help in the comingmaintenance work．

insulation oil;breathing treatment;respirator silicagcl;oil gauge floating ball

TM41

B

1004－289X(2013)03－0074－03

2013－05－02