馮 樂(lè)

（陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司，陜西 榆林719319）

1 動(dòng)力變故障情況及設(shè)備概況

1.1 動(dòng)力變故障現(xiàn)象

陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司化工分公司有4臺(tái)低壓10/0.4 kV動(dòng)力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)瓦斯保護(hù)頻繁動(dòng)作和頂部滲漏油的現(xiàn)象，特別是在夏季高溫季節(jié)，此類(lèi)故障現(xiàn)象更為明顯，這4臺(tái)變壓器分別是1#、2#、3#聚合變和2#蒸發(fā)變。

1.2 動(dòng)力變運(yùn)行參數(shù)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

化工分公司這4臺(tái)變壓器是S9-M系列全密封式電力變壓器，與普通S9系列電力變壓器最明顯的特征就是沒(méi)有外接儲(chǔ)油柜，且變壓器整體高度和體積較同容量普通外接儲(chǔ)油柜的變壓器略小，此類(lèi)型變壓器是在普通外接儲(chǔ)油柜變壓器的基礎(chǔ)上改良后的新型產(chǎn)品。此類(lèi)型號(hào)的變壓器最大的特點(diǎn)是油箱壁采用波紋片組成，變壓器油升溫體積膨脹時(shí)，油箱壁波紋片被壓縮；絕緣油降溫體積收縮時(shí)，油箱壁波紋片在大氣作用下自行伸長(zhǎng)，其波紋片是一個(gè)膨脹體，容積可隨變壓器油溫的變化而產(chǎn)生膨脹與收縮。全密封電力變壓器就是依靠波紋片本身的彈性膨脹來(lái)補(bǔ)償變壓器溫度變化所引起的箱內(nèi)壓力變化的。動(dòng)力變運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 動(dòng)力變運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

1.3 變壓器預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)

（1）變壓器電阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表2）

表2 變壓器直流電阻和絕緣電阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

（2）變壓器油樣色譜分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表3）

表3 變壓器油樣色譜分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

從以上變壓器的直流電阻、絕緣電阻、油樣色譜分析等試驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷這4臺(tái)變壓器的絕緣合格，不影響正常運(yùn)行，同時(shí)也排除了變壓器因內(nèi)部故障導(dǎo)致瓦斯保護(hù)動(dòng)作的這個(gè)因素。

2 動(dòng)力變瓦斯保護(hù)動(dòng)作原因分析

（1）全密封電力變壓器“三合一”型保護(hù)裝置瓦斯繼電器動(dòng)作靈敏

全密封電力變壓器采用壓力釋放和輕、重瓦斯“三合一”型多功能保護(hù)裝置對(duì)變壓器本體進(jìn)行保護(hù)，它對(duì)油位的變化較為敏感，當(dāng)瓦斯氣體繼電器內(nèi)的油位下降至距底面大約1 cm時(shí)便會(huì)引起瓦斯繼電器接點(diǎn)閉合，瓦斯保護(hù)相應(yīng)動(dòng)作。全密封電力變壓器雖然有一定的優(yōu)點(diǎn)，但不適合溫差變化較大的嚴(yán)寒地區(qū)，因?yàn)椴y片油箱的補(bǔ)償體積相對(duì)較小，在溫差變化較大的北方嚴(yán)寒地區(qū)，變壓器油位也隨之變化較大，特別是在冬季油位降低后極易引起瓦斯保護(hù)動(dòng)作。

（2）變壓器波紋油箱收縮性能降低導(dǎo)致冬季缺油，變壓器油位降到氣體繼電器以下，造成輕瓦斯動(dòng)作

1#、2#、3#聚合變和2#蒸發(fā)變由陜西銅變實(shí)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)制造，這4臺(tái)全密封電力變壓器從2003年運(yùn)行至今已經(jīng)接近18年之久，其波紋油箱的收縮性能隨之降低，進(jìn)入冬季后氣溫較低，加之全密封電力變壓器本體沒(méi)有外界儲(chǔ)油柜的及時(shí)補(bǔ)償功能，變壓器油位下降幅值相對(duì)較大，經(jīng)常出現(xiàn)缺油現(xiàn)象，當(dāng)變壓器油位降到氣體繼電器以下時(shí)，便會(huì)引起瓦斯繼電器接點(diǎn)閉合而出現(xiàn)輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作告警的現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)，化工分公司變壓器出現(xiàn)頻繁瓦斯保護(hù)動(dòng)作告警主要集中在冬季，例如3#聚合變?cè)?019年12月11日、12月31日出現(xiàn)了輕瓦斯告警，2#蒸發(fā)變?cè)?019年12月4日出現(xiàn)了輕瓦斯告警，電氣人員在對(duì)變壓器進(jìn)行補(bǔ)油后恢復(fù)正常。

3 動(dòng)力滲漏油故障原因分析

（1）波紋油箱收縮性能降低，箱蓋墊子老化、密封不嚴(yán)

全密封電力變壓器內(nèi)部與外部完全隔絕，主要依靠波紋片的膨脹和收縮性能，通過(guò)改變油箱內(nèi)部體積大小來(lái)調(diào)節(jié)和適應(yīng)環(huán)境溫度變化引起變壓器油體積變化的。在冬季給變壓器加油后，到了夏季高溫季節(jié)，變壓器本體油體積膨脹，由于其波紋片油箱收縮性能的降低，無(wú)法及時(shí)調(diào)節(jié)變壓器油箱內(nèi)的壓力，導(dǎo)致變壓器油箱內(nèi)壓力增大，加之變壓器運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，其箱蓋密封墊子的老化，在夏季高溫季節(jié)極易導(dǎo)致變壓器滲漏油情況的發(fā)生。

（2）變壓器箱蓋上的油位表、套管等密封不嚴(yán)

變壓器箱蓋上的油位表、套管等如果出現(xiàn)密封不嚴(yán)的現(xiàn)象，變壓器油箱內(nèi)將與外接大氣相通，波紋片的膨脹與收縮性能也會(huì)大大降低。在冬夏季節(jié)溫度變化時(shí)，遇冷油位下降而產(chǎn)生缺油，遇熱時(shí)油位又會(huì)上升，導(dǎo)致油位表、套管等密封不嚴(yán)處發(fā)生滲漏油的現(xiàn)象。

4 動(dòng)力變瓦斯保護(hù)動(dòng)作及滲漏油故障治理措施

4.1 根據(jù)油位表指示及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)油或放油

鑒于全密封電力變壓器對(duì)環(huán)境溫度變化較為敏感，必須在冬夏季節(jié)，按照油位表指示及時(shí)對(duì)變壓器進(jìn)行補(bǔ)油或放油，確保變壓器油位處于正常位置。需要注意的是，在夏季變壓器出現(xiàn)低油位時(shí)，一定要準(zhǔn)確判斷。因?yàn)殡S著夏季環(huán)境溫度的增高，變壓器內(nèi)部會(huì)有殘留的氣泡不斷地溢出，使油位計(jì)內(nèi)油面隨著氣壓的上升而受壓下降造成油位面不可見(jiàn)。對(duì)于上述情況，應(yīng)先將油位計(jì)頂部放氣塞緩慢松開(kāi)進(jìn)行排氣，注意油面是否上升，如果油位面上升到可見(jiàn)時(shí)，則證明變壓器不缺油；如果油面沒(méi)有上升，則證明變壓器缺油，再進(jìn)行補(bǔ)油。

4.2 變壓器注油不得超過(guò)油位指示上限，以免造成波紋油箱波紋彈性芯體變形損壞

給變壓器注油時(shí)，一定不得超過(guò)油位指示上限，如果將變壓器油加滿(mǎn)超過(guò)上限，當(dāng)變壓器運(yùn)行溫度上升后，變壓器油體積隨之增大，會(huì)使波紋油箱波紋彈性芯體長(zhǎng)期受壓而變形損壞。波紋油箱工作原理類(lèi)似于彈簧，在彈性限度內(nèi)，波紋片可以持續(xù)收縮而無(wú)損傷，但是一旦因外力作用超出其彈性限度，便會(huì)造成波紋彈性芯體變形而損壞，導(dǎo)致變壓器波紋油箱的收縮性能大大降低。

4.3 更換變壓器箱蓋、高低壓套管密封墊子，確保變壓器滲漏油處密封嚴(yán)密

現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，變壓器滲漏油的部位主要集中在變壓器的箱蓋和高低壓套管處，通過(guò)緊固螺絲是不能徹底解決滲漏油問(wèn)題的，因?yàn)樽儔浩魇褂脮r(shí)間較長(zhǎng)，變壓器箱蓋、高低壓套管密封墊子已經(jīng)失去彈性，只有更換新的墊子才能徹底解決變壓器滲漏油的問(wèn)題。

4.4 給變壓器增加外接儲(chǔ)油柜，增大變壓器本體油箱補(bǔ)償性能

通過(guò)以上處理措施只能減少全密封電力變壓器冬季低溫缺油后瓦斯保護(hù)動(dòng)作的次數(shù)，緩解變壓器夏季高溫后出現(xiàn)的滲漏油現(xiàn)象。要徹底解決以上問(wèn)題，就要從根本上解決變壓器波紋油箱補(bǔ)償性能不足和變壓器箱蓋和套管密封墊子老化的問(wèn)題，如果得不到徹底解決，變壓器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)存在以下風(fēng)險(xiǎn)，一是當(dāng)變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作后，影響變壓器故障原因的判斷和查找，如果誤把變壓器內(nèi)部故障診斷為變壓器缺油引起的誤動(dòng)作，那么送電后將導(dǎo)致變壓器內(nèi)部發(fā)生更為嚴(yán)重的短路故障。二是當(dāng)變壓器缺油后，變壓器本體油箱內(nèi)因缺油而形成負(fù)壓，如果變壓器箱蓋和套管密封不嚴(yán)，空氣將直接通過(guò)密封不嚴(yán)處進(jìn)入變壓器內(nèi)部，導(dǎo)致變壓器油直接和空氣接觸，致使變壓器油絕緣性能降低，最終導(dǎo)致變壓器內(nèi)部線(xiàn)圈絕緣擊穿，造成變壓器短路燒毀事故。

給變壓器增加外接儲(chǔ)油柜后，無(wú)論是在冬季或者夏季，變壓器本體油箱內(nèi)油體積的膨脹和縮小將直接由外接儲(chǔ)油柜內(nèi)的油進(jìn)行補(bǔ)償，變壓器本體油箱不會(huì)存在缺油的現(xiàn)象，且變壓器本體油箱內(nèi)一直處于正壓狀態(tài)，外接儲(chǔ)油柜和外界空氣通過(guò)呼吸器內(nèi)硅膠的干燥和過(guò)濾后保持正常的呼吸，也不會(huì)導(dǎo)致變壓器油進(jìn)水。

綜上所述，治理化工分公司4臺(tái)低壓10/0.4 kV全密封電力變壓器瓦斯保護(hù)頻繁動(dòng)作和頂部滲漏油現(xiàn)象的根本措施有兩點(diǎn)：一是給變壓器增加外接儲(chǔ)油柜，增大變壓器本體油箱的補(bǔ)償性能；二是更換變壓器箱蓋、高低壓套管密封墊子，確保變壓器本體密封嚴(yán)密。