電力變壓器有載調(diào)壓開關(guān)油中含水量超標(biāo)處理案例分析

黃身銀，黃 明，熊冰川，趙勇超

（福建寧德核電有限公司，福建 寧德 352000）

0 引 言

MR公司生產(chǎn)的有載調(diào)壓開關(guān)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，日常主要監(jiān)控有載分接開關(guān)油的耐壓值和含水量指標(biāo)（R型：含水量＜40 ppm、耐壓值＞30 kV/2.5 mm）等。含水量和耐壓值超標(biāo)，則需選擇合適的窗口進(jìn)行處理。

某電廠的廠用變壓器（68 MVA，24 kV/6.6 kV）配置R型（RIII 1200Y、開放式油枕）有載調(diào)壓開關(guān)。運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)，調(diào)壓開關(guān)油中含水量超標(biāo)，經(jīng)歷了閉鎖調(diào)壓、換新油、在線濾油及吊芯處理過程。

1 案例背景

在機(jī)組移交商運(yùn)后，進(jìn)行首次預(yù)防性油樣化驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，油樣結(jié)果不合格（含水量：50.5 ppm、耐壓值24.7 kV）。有載分接開關(guān)油室的油樣色譜分析數(shù)據(jù)顯示，沒有內(nèi)部過熱及放電特征氣體C2H4、C2H2。與投運(yùn)時(shí)的油樣數(shù)據(jù)比對(duì)，僅含水量和耐壓值發(fā)生變化。經(jīng)綜合分析后，定位含水量超標(biāo)可能原因?yàn)楹粑骰芈访芊獠粐?yán)。在變壓器運(yùn)行期間采取密封處理油管路，閉鎖調(diào)壓功能，持續(xù)跟蹤并擇機(jī)處理的方式。

2 水分超標(biāo)處理經(jīng)過

2.1 首次檢修更換新油

在機(jī)組首次大修期間，技術(shù)人員對(duì)調(diào)壓開關(guān)注放油管路、呼吸器管路查漏，結(jié)果密封良好；對(duì)調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行5次排空換新油的處理，測(cè)量油樣數(shù)據(jù)合格后送電，送電前油樣含水量10.5 ppm、耐壓值73.2kV。

在送電后第10天取樣，分析發(fā)現(xiàn)油中含水量有了較大增長(zhǎng)，油樣數(shù)據(jù)為：含水量31.1ppm、耐壓值54.2kV?？紤]到機(jī)組在運(yùn)行期間一直沒有調(diào)壓的需求和在線濾油作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)場(chǎng)采取閉鎖調(diào)壓功能、持續(xù)跟蹤油樣的措施，等待停電窗口繼續(xù)處理。首次檢修后，主要的跟蹤水分和耐壓值數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 首次大修前后含水量、耐壓值

2.2 在線濾油處理

在第2次機(jī)組大修期間，再次檢查調(diào)壓開關(guān)油相關(guān)回路的正壓、負(fù)壓密封有無(wú)異常，還采取油室排油、橡膠管伸入切換開關(guān)底部抽油、油室抽真空除水分、熱油循環(huán)和輔助在線濾油的處理方案，同時(shí)更換呼吸器硅膠為5 kg，處理后油樣數(shù)據(jù)合格。經(jīng)送電后第13天，油樣化驗(yàn)的結(jié)果再次顯示油中含水量增長(zhǎng)，處理前后主要的水分和耐壓值數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 第二次大修前后含水量、耐壓值

經(jīng)綜合評(píng)估，認(rèn)定水分的增長(zhǎng)趨勢(shì)已基本穩(wěn)定，運(yùn)行期間可采取在線濾油裝置（專用工具）實(shí)施在線濾油處理。結(jié)合濾油機(jī)的除濕效果、油中含水量飽和度、油中水分析出時(shí)間、運(yùn)行中變壓器油溫等多種因素，按照每?jī)芍苓M(jìn)行一次8 h在線濾油的方式開展工作。持續(xù)兩個(gè)多月的濾油工作后，油樣跟蹤主要數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 在線濾油后含水量值

2.3 吊芯檢修

基于含水量超標(biāo)的根本原因不明，無(wú)法評(píng)估長(zhǎng)時(shí)間水分超標(biāo)對(duì)調(diào)壓開關(guān)的影響。為保證設(shè)備的可靠，電廠決定在第3次檢修時(shí)對(duì)調(diào)壓開關(guān)吊芯檢查。

經(jīng)吊芯檢查發(fā)現(xiàn)，廠用變壓器三相分接開關(guān)油室中A相、B相油室底部邊緣壓圈不銹鐵材質(zhì)構(gòu)件出現(xiàn)較為嚴(yán)重的浮銹，如圖1所示，而C相則僅有局部輕微的銹跡。經(jīng)整體除銹、更換新油及真空處理后，變壓器正常送電，油中水分超標(biāo)問題得到解決。

圖1 切換開關(guān)油室上銹跡位置

3 油中含水量超標(biāo)原因分析

案例中，因過程數(shù)據(jù)不全，油中含水量超標(biāo)原因未能有確切依據(jù)，通過歷史情況進(jìn)行可能性分析。

原因1：運(yùn)輸、安裝過程可能進(jìn)水并處理，導(dǎo)致構(gòu)件銹蝕并殘留水分。

MR廠家介紹，根據(jù)同類缺陷經(jīng)驗(yàn)，反饋其銹蝕程度可能為進(jìn)水造成，為最后注油前進(jìn)水。因?yàn)樽⒂秃笫艹币鸪恋淼撞康乃趾坎粫?huì)出現(xiàn)大面積銹蝕，且三相可能是相同的銹蝕程度，不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)狀較大差別的現(xiàn)象。受潮引起的含水量增加，油置換處理后不會(huì)出現(xiàn)較大的含水量增長(zhǎng)。所以，運(yùn)輸、安裝過程可能進(jìn)水，造成油中含水量超標(biāo)的可能性很高。

原因2：運(yùn)行期間調(diào)壓開關(guān)呼吸器回路及調(diào)壓開關(guān)外部油管路密封不良。

安裝投運(yùn)時(shí)油樣數(shù)據(jù)合格，油管路一直未發(fā)現(xiàn)滲油。首次發(fā)現(xiàn)后進(jìn)行各法蘭面密封，通過呼吸器受潮不足，導(dǎo)致不銹鐵材料生銹。C相與A、B相銹蝕程度差別非常大，所以造成油中含水量超標(biāo)原因可能性很低。

4 油中水分飽和度試驗(yàn)

為探究變壓器油中水分在不同溫度下溶解飽和度情況，在廠內(nèi)試驗(yàn)室進(jìn)行了不同溫度下油中含水量的飽和度試驗(yàn)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表4所示。

表4 油中水分飽和度試驗(yàn)數(shù)據(jù)

5 建 議

綜上所述，提出以下幾點(diǎn)建議：

（1）采購(gòu)時(shí)優(yōu)先選擇帶膠囊的油枕，及時(shí)跟蹤調(diào)壓開關(guān)呼吸器效果。在雨季多、濕度大的環(huán)境下，對(duì)開放式油枕的小油室影響較大。關(guān)注油中含水量的飽和度，避免出現(xiàn)進(jìn)水情況后誤判為受潮。

（2）在線濾油對(duì)于調(diào)壓開關(guān)油中含水量處理效果較好且風(fēng)險(xiǎn)可控，采用多次在線濾油的方法，可以逐步析出水分。對(duì)于運(yùn)行中調(diào)壓頻繁的維護(hù)單位，建議增加在線濾油裝置。

（3）如遇分接開關(guān)油室進(jìn)水，建議采取吊芯檢查的措施。因排油管與油室底部約有15 mm的距離，無(wú)法通過直接排油、抽真空的方式析出油室底部沉積水分。針對(duì)MR廠家R型的有載調(diào)壓開關(guān)內(nèi)存在兩處不銹鐵材質(zhì)構(gòu)件。如遇進(jìn)水情況建議擇機(jī)盡早吊芯檢查、處理，避免缺陷擴(kuò)大。

6 結(jié) 論

在調(diào)壓開關(guān)吊芯檢查現(xiàn)場(chǎng)，通常受露空時(shí)間約束，調(diào)壓開關(guān)內(nèi)的銹跡清除效果很難恢復(fù)原狀。在遇到同類問題時(shí)，要盡早投入在線濾油過濾水分。