徐木桂，章海斌，馬 凱

(1.國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司，安徽 合肥 230000；2.國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司檢修分公司，安徽 合肥 230009)

膠囊式儲(chǔ)油柜內(nèi)裝有一個(gè)耐油的橡膠氣囊，氣囊內(nèi)部通過吸濕器與大氣連通，囊外為儲(chǔ)油柜內(nèi)部變壓器油，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。膠囊式儲(chǔ)油柜是大型油浸式變壓器必備的保護(hù)性組件，其作用首先是補(bǔ)償變壓器油因溫度變化而產(chǎn)生的體積膨脹或收縮，其次是將變壓器油與空氣和水分隔離，防止變壓器油吸濕和氧化。目前膠囊式儲(chǔ)油柜在500 kV及以上變壓器中獲得廣泛應(yīng)用，但是膠囊一旦發(fā)生破裂將嚴(yán)重威脅變壓器的安全可靠運(yùn)行[1-5]。因此對(duì)于運(yùn)行和檢修狀態(tài)下的變壓器而言，通過各種輔助手段間接判斷膠囊的狀態(tài)具有重要意義，必要時(shí)可打開儲(chǔ)油柜直接觀察膠囊的狀況[6-8]。本文介紹了一起1000 kV特高壓變壓器調(diào)補(bǔ)變油位異常的故障及現(xiàn)場(chǎng)排查情況，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析初步判斷為膠囊破裂，隨后開展停電檢修確認(rèn)膠囊破裂，最后提出了膠囊故障的預(yù)防措施和運(yùn)維建議。

1 故障及現(xiàn)場(chǎng)排查情況

某1000 kV特高壓變電站2號(hào)主變型號(hào)ODFPS-1000000/1000，為天威保變秦皇島變壓器有限公司產(chǎn)品，為單相、油浸式、中性點(diǎn)無勵(lì)磁調(diào)壓自耦變壓器，由主體變和調(diào)壓補(bǔ)償變2部分組成。2013年9月18日開始168 h試運(yùn)行，于9月25日正式投入運(yùn)行，目前運(yùn)行狀況穩(wěn)定。2018年7月運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)2號(hào)主變調(diào)補(bǔ)變A相現(xiàn)場(chǎng)油位指示幾乎不隨溫度變化(油溫變化25～45 ℃)，而B、C相油位隨溫度變化而變化。在油溫 40 ℃左右時(shí)，2 號(hào)主變調(diào)補(bǔ)變 A 相油位指示4.7，遠(yuǎn)小于B、C相，如圖2所示。

2018年7月20日22時(shí)，運(yùn)維人員對(duì) 2 號(hào)主變調(diào)補(bǔ)變?nèi)噙M(jìn)行紅外測(cè)溫，測(cè)溫結(jié)果如圖3所示。通過測(cè)溫可以看出調(diào)補(bǔ)變A相油枕內(nèi)油位與B、C 相明顯不同，A相近乎直線，B、C 相類似于膠囊底部曲線。

2018年7月26日，變電檢修中心安排專業(yè)人員對(duì)該設(shè)備油位進(jìn)行進(jìn)一步檢查。實(shí)際油位核查具體如下。

a.敲擊油枕外殼，震動(dòng)油枕內(nèi)浮子，A相油位指示未變化，排除浮子粘滯的可能性。調(diào)節(jié)傳感器，油位指示指針發(fā)生變化，排除傳感器損壞的可能性，如圖4所示。

b.使用“連通器法”。現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)2號(hào)主變調(diào)補(bǔ)變A相實(shí)際油位，并測(cè)量B相油位進(jìn)行對(duì)比。首先，拆除 A、B 相調(diào)補(bǔ)變呼吸器，保證測(cè)量為真實(shí)的油位；然后，連接測(cè)量管道，核查實(shí)際油位并做好標(biāo)記；最后，測(cè)量油位高度。測(cè)量的實(shí)際油位如表1所示。可以看出油溫大致相同，2號(hào)主變調(diào)補(bǔ)變A相實(shí)際油位比B相高，而現(xiàn)場(chǎng)油位計(jì)指示A相遠(yuǎn)低于B相。

表1 主變調(diào)補(bǔ)變A、B相實(shí)際油位

通過現(xiàn)場(chǎng)觀察及與運(yùn)維人員溝通，2號(hào)主變調(diào)補(bǔ)變A相油杯看不到呼吸現(xiàn)象。運(yùn)維人員更換A相呼吸器后，A 相油杯仍看不到呼吸的現(xiàn)象。

綜合以上檢測(cè)、檢查可以看出：①2號(hào)主變調(diào)補(bǔ)變A相油位不隨油溫變化；②2號(hào)主變A相調(diào)補(bǔ)變實(shí)際油位高，油位計(jì)指示比實(shí)際油位低；③紅外圖譜顯示2號(hào)主變調(diào)補(bǔ)變A相油枕內(nèi)油位近似于直線，B、C相可明顯看出膠囊外輪廓線；④2號(hào)主變調(diào)補(bǔ)變A相呼吸器無呼吸現(xiàn)象。

根據(jù)以上檢查結(jié)果初步判斷故障原因：2號(hào)主變調(diào)補(bǔ)變A相油枕內(nèi)膠囊可能破損，變壓器油進(jìn)入膠囊內(nèi)，導(dǎo)致A相紅外測(cè)溫為直線，膠囊失去呼吸調(diào)節(jié)油位的作用，浮子與膠囊底部不隨溫度上下浮動(dòng)。

2 故障確認(rèn)及原因分析

2019年3月11—24日該特高壓變電站2號(hào)主變停役檢修，檢修人員對(duì)2號(hào)主變調(diào)補(bǔ)變A相油枕膠囊進(jìn)行檢查處理。打開油枕頂部連通閥悶板，觀察膠囊內(nèi)部發(fā)現(xiàn)內(nèi)部滲油，確認(rèn)油枕膠囊已破損，如圖5所示。

油枕排油后進(jìn)一步檢查2號(hào)主變調(diào)補(bǔ)變A相膠囊破損情況較為嚴(yán)重，破損位置為油枕膠囊下部貼近油位計(jì)浮球拉桿拐臂處，如圖6所示。檢修人員對(duì)破損的膠囊進(jìn)行更換。

分析膠囊破損原因如下。

a.膠囊隨本體調(diào)補(bǔ)變油呼吸時(shí)多次上下運(yùn)動(dòng)或油位計(jì)浮球上下浮動(dòng)，帶動(dòng)拐臂尖端棱角碰觸膠囊本體，導(dǎo)致膠囊劃破。

b.膠囊的制造材料和工藝問題。膠囊的制造材料和工藝達(dá)不到要求，耐油性和耐高溫性能較差，在變壓器油的浸泡和應(yīng)力作用下，發(fā)生老化和內(nèi)部龜裂，最后發(fā)展為破損缺陷。

3 管理及維護(hù)措施

本次運(yùn)檢人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處置特高壓變電站調(diào)補(bǔ)變膠囊破裂，避免了主變的非計(jì)劃事故停電，有力保障了特高壓骨干網(wǎng)絡(luò)的安全可靠運(yùn)行。為杜絕膠囊破裂故障發(fā)生，準(zhǔn)確判斷膠囊狀態(tài)，可以采取以下措施。

a.在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)階段，選用質(zhì)量可靠、運(yùn)行履歷良好的品牌膠囊。

b.在變壓器制造組裝階段，油位計(jì)安裝好后，用手撥動(dòng)浮球使其上下擺動(dòng)，判斷其是否有尖銳部分碰觸膠囊表面。如果存在上述情況，需改進(jìn)油位計(jì)。

c.變壓器投運(yùn)后運(yùn)維人員日常巡視時(shí)要加強(qiáng)對(duì)油溫、油位、呼氣情況數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，切實(shí)做到“日對(duì)比、周分析、月總結(jié)”，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常狀況。檢修人員對(duì)設(shè)備的異?，F(xiàn)象要及時(shí)響應(yīng)，開展相關(guān)檢查檢測(cè)，保障設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

d.定期開展變壓器儲(chǔ)油柜紅外測(cè)溫是判斷膠囊狀態(tài)的有效手段，紅外圖譜可以較準(zhǔn)確反映膠囊狀態(tài)曲線，發(fā)生破裂缺陷時(shí)近乎直線。

e.發(fā)生膠囊破裂缺陷后，應(yīng)結(jié)合油色譜數(shù)據(jù)，經(jīng)連續(xù)跟蹤對(duì)比，綜合分析判斷變壓器狀態(tài)，科學(xué)制定應(yīng)對(duì)策略，盡量避免非計(jì)劃停運(yùn)。