陳韶輝，郭全軍，陳欣，鄧華，仵蒙

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司超高壓分公司，浙江 杭州 311121）

1 前言

有載調(diào)壓變壓器是現(xiàn)代電網(wǎng)中必不可少的設(shè)備，在電網(wǎng)中用于逆調(diào)壓、電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)、無(wú)功分配以及調(diào)整負(fù)荷潮流，其運(yùn)行狀況直接影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及其他電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。有載開(kāi)關(guān)是變壓器實(shí)現(xiàn)有載調(diào)壓的關(guān)鍵設(shè)備，調(diào)壓前，必須確保有載開(kāi)關(guān)儲(chǔ)油柜油位正常，一旦缺油或無(wú)油，必須及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)油并禁止操作。如強(qiáng)行操作，操作過(guò)程中觸頭產(chǎn)生的電弧無(wú)法熄滅，將導(dǎo)致大量氣體和變壓器油沖向儲(chǔ)油柜使氣體繼電器動(dòng)作，引起主變跳閘；同時(shí)，由電弧產(chǎn)生的能量，如果無(wú)法及時(shí)得到釋放，將有可能造成有載開(kāi)關(guān)甚至主變爆炸，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全。

電力變壓器目前在加補(bǔ)充油時(shí)，主要采用注油排氣法（主變大修時(shí)采用）、充氣排氣法和抽氣排氣法等三種，而針對(duì)有載開(kāi)關(guān)油位低的常規(guī)處置方法，主要采用停電情況下對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)油室進(jìn)行注油，電力變壓器在運(yùn)行中進(jìn)行停電補(bǔ)油的方式已不能使用我國(guó)電力供應(yīng)日趨緊張、缺電現(xiàn)象日益嚴(yán)重的形勢(shì)。本文針對(duì)一起500kV變壓器有載開(kāi)關(guān)油位低的異常，提出一種通過(guò)主變本體油枕對(duì)有載開(kāi)關(guān)進(jìn)行帶電補(bǔ)油的處理方法，闡述了有載開(kāi)關(guān)帶電補(bǔ)油的具體過(guò)程和注意事項(xiàng)，對(duì)變壓器有載開(kāi)關(guān)帶電補(bǔ)油具有借鑒意義。

2 異常情況

2.1 設(shè)備基本情況

某變電站3 號(hào)主變由保定天威于2000 年8 月生產(chǎn)，型號(hào)：ODFPSZ-250000/500，有載開(kāi)關(guān)由德國(guó)MR 公司于2000 年生產(chǎn)，型號(hào)：RI3000-300D10191WR。主變油枕為波紋式儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)，有載開(kāi)關(guān)油枕為敞開(kāi)式儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)。

2.2 異常情況

某日，某變電站3 號(hào)主變后臺(tái)報(bào)“3 號(hào)主變非電量保護(hù)有載開(kāi)關(guān)油位低”“3 號(hào)主變非電量保護(hù)運(yùn)行異?！?，現(xiàn)場(chǎng)檢查3 號(hào)主變?nèi)嘤休d開(kāi)關(guān)油位分別是0.3、2.2、3，如圖1 所示。3 號(hào)主變本體油位三相分別是5.9、5.9、5.9，3 號(hào)主變本體油位高于有載開(kāi)關(guān)油位?，F(xiàn)場(chǎng)未發(fā)現(xiàn)滲漏油情況，3 號(hào)主變有載開(kāi)關(guān)A、B 相瓦斯繼電器內(nèi)部積聚部分氣體，其中A 相氣體至瓦斯繼電器視窗約1/2處，B 相氣體至瓦斯繼電器視窗約5/6 處，C 相瓦斯繼電器視窗內(nèi)未見(jiàn)氣體，如圖2 所示。

圖1 3 號(hào)主變有載開(kāi)關(guān)三相油位

圖2 3 號(hào)主變有載開(kāi)關(guān)三相瓦斯繼電器內(nèi)部氣體積聚情況

2.3 前期檢修情況

2019 年11 月5 日～30 日開(kāi)展該主變大修工作，主要包括主變本體、有載開(kāi)關(guān)非電量附件及其電纜更換，主變冷卻器附件更換、本體內(nèi)檢、有載開(kāi)關(guān)吊芯等項(xiàng)目。

3 號(hào)主變相關(guān)附件更換、內(nèi)檢結(jié)束后開(kāi)展抽真空、真空注油、熱油循環(huán)、靜置等工序，3 號(hào)主變本體與有載開(kāi)關(guān)同步開(kāi)展抽真空，各相主變本體熱油循環(huán)后開(kāi)展本體油位調(diào)整與有載開(kāi)關(guān)注油工作，11 月21 日3 號(hào)完成主變A 相有載開(kāi)關(guān)注油，11 月22 日完成3 號(hào)主變B相有載開(kāi)關(guān)注油，11 月24 日完成3 號(hào)主變C 相有載開(kāi)關(guān)注油。

有載開(kāi)關(guān)注油方式采用將變壓器本體油枕注放油口通過(guò)輸油管連接至有載開(kāi)關(guān)濾油機(jī)出油口側(cè)閥門(mén)接口注油至有載開(kāi)關(guān)頭蓋頂部位置，有載開(kāi)關(guān)注油接口如圖3所示。主變?nèi)嘧⒂徒Y(jié)束后，本體油位均調(diào)整至6.5，有載開(kāi)關(guān)三相油位均調(diào)整至3，主變靜置期間多次開(kāi)展本體與有載開(kāi)關(guān)排氣，無(wú)氣體排出后即停止排氣。

圖3 有載開(kāi)關(guān)注油口

3 現(xiàn)場(chǎng)處理情況

3.1 簡(jiǎn)要分析

3 號(hào)主變有載開(kāi)關(guān)總油量約210L，主變大修后油枕設(shè)計(jì)儲(chǔ)油量約70L，A 相有載開(kāi)關(guān)油位指示由3 降至0.3，油位下降明顯，考慮到有載開(kāi)關(guān)總油量少，結(jié)合夜間環(huán)境溫度下降、負(fù)荷下降會(huì)使油溫持續(xù)降低，油的熱脹冷縮會(huì)造成油位繼續(xù)降低的情況，有載開(kāi)關(guān)芯體存在漏空的隱患，可能導(dǎo)致有載開(kāi)關(guān)擊穿事故的發(fā)生。為保證設(shè)備可靠運(yùn)行，確認(rèn)采取由變壓器本體油枕注放油口通過(guò)輸油管緩慢補(bǔ)油至有載開(kāi)關(guān)油枕注放油口的方式進(jìn)行帶電補(bǔ)油。分析帶電補(bǔ)油過(guò)程中主要風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)控措施如下。

（1）為防止補(bǔ)油過(guò)程中主變有載開(kāi)關(guān)重瓦斯誤動(dòng)作造成主變?nèi)齻?cè)跳閘，需將其由跳閘改信號(hào)。

（2）有載開(kāi)關(guān)常規(guī)補(bǔ)油方法為通過(guò)有載開(kāi)關(guān)入油管，入油管位于有載開(kāi)關(guān)切換芯子油室的上部，補(bǔ)油時(shí)，變壓器油通過(guò)入油管注入有載開(kāi)關(guān)油時(shí)，油室注滿后變壓器油經(jīng)油管、氣體繼電器及油管向儲(chǔ)油柜注油，該方法需有大量變壓器油經(jīng)過(guò)氣體繼電器，且油流方向與氣體繼電器重瓦斯動(dòng)作方向一致，記憶造成重瓦斯動(dòng)作。本次工作不通過(guò)主變有載開(kāi)關(guān)頭蓋吸油管與回油管接口開(kāi)展注油，一方面，可有效地防止有載開(kāi)關(guān)重瓦斯保護(hù)信號(hào)的出現(xiàn)；另一方面，也可有效減少注油過(guò)程中產(chǎn)生的氣體積聚在有載開(kāi)關(guān)芯體及瓦斯繼電器內(nèi)部。

（3）為防止補(bǔ)油過(guò)程中，油流速度過(guò)大造成主變本體油枕油流擾動(dòng)導(dǎo)致主變本體重瓦斯誤動(dòng)作及有載開(kāi)關(guān)內(nèi)部壓力升高導(dǎo)致有載開(kāi)關(guān)壓力釋放閥誤動(dòng)作，需要嚴(yán)格控制補(bǔ)油的流速；同時(shí)，補(bǔ)油時(shí)外接的同時(shí)輸油管道內(nèi)徑尺寸為φ25，內(nèi)徑較小，如果流速過(guò)大可能會(huì)造成補(bǔ)油管接頭脫落。綜合考慮以上因素，補(bǔ)油時(shí)，流速控制在20L/h。

（4）在帶電補(bǔ)油時(shí)，需防止空氣進(jìn)入主變本體及有載開(kāi)關(guān)內(nèi)部造成變壓器油老化、絕緣降低等問(wèn)題的出現(xiàn)，因此，在補(bǔ)油各環(huán)節(jié)必須嚴(yán)控空氣進(jìn)入。

3.2 帶電補(bǔ)油流程

在帶電補(bǔ)油的各環(huán)節(jié)中，需嚴(yán)格執(zhí)行上述各風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施，本次帶電補(bǔ)油管路連接布置如圖4 所示，補(bǔ)油流程如下。

圖4 有載開(kāi)關(guān)帶電補(bǔ)油管路連接布置

（1）停用有載開(kāi)關(guān)重瓦斯保護(hù)，拆除有載開(kāi)關(guān)呼吸器，檢查呼吸是否正常（本體油枕為波紋式結(jié)構(gòu)，無(wú)呼吸器）。

（2）清潔輸油管及其兩側(cè)的對(duì)接法蘭。

（3）先連接輸油管與本體油枕下部注放油口的閥門(mén)。輸油管的另外一側(cè)法蘭抬升高度應(yīng)高于本體油枕下部注放油口的閥門(mén)，防止空氣進(jìn)入本體。緩慢打開(kāi)本體下部排油管閥門(mén)，排掉輸油管內(nèi)的空氣，直到管內(nèi)空氣基本排盡，油溢出來(lái)，關(guān)閉本體油枕下部注油口閥門(mén)，期間持續(xù)觀察本體瓦斯繼電器視窗內(nèi)油流涌動(dòng)情況。

（4）連接輸油管與有載開(kāi)關(guān)油枕下部注放油口閥門(mén)。

（5）管道連接好后，再次檢查補(bǔ)油管道兩側(cè)閥門(mén)都是關(guān)閉狀態(tài)。

（6）先打開(kāi)本體油枕下部注放油口閥門(mén)，通過(guò)輸油管自帶放氣口，對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行再次排氣，排氣完畢后，再打開(kāi)有載油枕下部注放油口閥門(mén)，讓油緩慢流入有載開(kāi)關(guān)油枕，流速控制在20L/h，期間持續(xù)觀察本體及有載開(kāi)關(guān)瓦斯繼電器視窗內(nèi)油流涌動(dòng)情況。

（7）持續(xù)補(bǔ)油至額定油位。補(bǔ)油結(jié)束后，先關(guān)閉本體油枕下部注放油口閥門(mén)，再關(guān)閉有載開(kāi)關(guān)油枕下部注放油口閥門(mén)。

（8）重復(fù)多次排氣。排氣位置為有載開(kāi)關(guān)頭蓋放氣塞E1 和S 管放氣塞，放氣過(guò)程中，保持與帶電部位的距離。

（9）拆除輸油管。封閉本體、有載油枕下部注放油口閥門(mén)的悶板。

（10）恢復(fù)有載開(kāi)關(guān)呼吸器，觀察有載開(kāi)關(guān)瓦斯繼電器擋板位置正常，后臺(tái)無(wú)異常信號(hào)。

4 原因分析

有載開(kāi)關(guān)瓦斯繼電器僅具備油流動(dòng)作功能，未設(shè)置集氣盒等專(zhuān)用排氣結(jié)構(gòu)，為保證有載開(kāi)關(guān)瓦斯繼電器內(nèi)氣體排出，廠家規(guī)定，有載開(kāi)關(guān)瓦斯繼電器與開(kāi)關(guān)油枕之間的聯(lián)管必須向上傾斜大于2%，現(xiàn)場(chǎng)檢查3 號(hào)主變A相有載開(kāi)關(guān)瓦斯繼電器與開(kāi)關(guān)油枕之間的聯(lián)管朝油枕側(cè)略有傾斜，如圖6 所示。

圖6 有載開(kāi)關(guān)瓦斯繼電器與開(kāi)關(guān)油枕之間的聯(lián)管

有載開(kāi)關(guān)瓦斯繼電器視窗中部與管路軸心基本持平，當(dāng)有載開(kāi)關(guān)內(nèi)部存在氣體時(shí)，運(yùn)行過(guò)程中，易導(dǎo)致氣體積聚在有載開(kāi)關(guān)瓦斯內(nèi)部，因其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)直接手段進(jìn)行排氣，僅可通過(guò)拆除瓦斯繼電器視窗周?chē)?2 顆固定螺栓進(jìn)行排氣。

結(jié)合3 號(hào)主變前期檢修情況及有載開(kāi)關(guān)瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)，分析3 號(hào)主變A 相有載開(kāi)關(guān)油位下降的原因：（1）有載開(kāi)關(guān)前期檢修排氣不充分，內(nèi)部存在氣體，氣體溢出至有載開(kāi)關(guān)油枕,油位下降，同時(shí)近期溫度驟降，變壓器油收縮，導(dǎo)致3 號(hào)主變A 相有載開(kāi)關(guān)油位下降明顯。（2）有載開(kāi)關(guān)瓦斯繼電器未設(shè)置直接排氣結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行過(guò)程中，有載開(kāi)關(guān)內(nèi)部氣體溢出時(shí)易導(dǎo)致瓦斯繼電器內(nèi)部積聚氣體，在一定程度上影響有載開(kāi)關(guān)油位指示的準(zhǔn)確性。

針對(duì)上述油位下降的針對(duì)性預(yù)控措施：（1）主變有載開(kāi)關(guān)檢修后應(yīng)充分開(kāi)展重復(fù)多次排氣工作，盡量延長(zhǎng)靜置時(shí)間，提升排氣效果。（2）結(jié)合主變檢修開(kāi)展有載開(kāi)關(guān)瓦斯繼電器至油枕聯(lián)管傾斜度排查，對(duì)傾斜度不滿足要求的聯(lián)管應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

5 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)行中變壓器發(fā)現(xiàn)有載開(kāi)關(guān)油位低異常，在查明異常原因后時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)油處理，當(dāng)設(shè)備無(wú)法及時(shí)停電時(shí)，應(yīng)考慮進(jìn)行帶電補(bǔ)油，有載開(kāi)關(guān)的帶電補(bǔ)油存在因操作不當(dāng)引起變壓器跳閘的風(fēng)險(xiǎn)，帶電補(bǔ)油需充分考慮工作過(guò)程中油速及進(jìn)氣可能對(duì)設(shè)備造成的影響。

本文通過(guò)對(duì)某500kV 變壓器有載開(kāi)關(guān)油位低異常進(jìn)行分析，為載開(kāi)關(guān)帶電補(bǔ)油油位提供了一種可行的處理方法，詳細(xì)闡述了該方法檢試過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)及預(yù)控措施，對(duì)有載開(kāi)關(guān)帶電補(bǔ)油具有借鑒意義，有助于保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

日常運(yùn)維應(yīng)加強(qiáng)對(duì)有載開(kāi)關(guān)油位及滲漏油情況的巡視，檢修時(shí)需對(duì)有載開(kāi)關(guān)進(jìn)行充分排氣并關(guān)注有載開(kāi)關(guān)瓦斯繼電器至油枕聯(lián)管傾斜度排查，避免因內(nèi)部窩氣導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)氣體繼電器存有氣體或油位下降的異常出現(xiàn)。