高壓電氣設(shè)備故障原因分析及處理辦法

【摘要】 文章針對(duì)組成電網(wǎng)的高壓電氣設(shè)備的主要組成部分變壓器、斷路器及其操作機(jī)構(gòu)等故障原因進(jìn)行分析，電氣設(shè)備運(yùn)行可靠性對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行極其重要，變壓器起到升壓、降壓作用；變壓器油起到絕緣或降溫作用；斷路器起著開(kāi)斷負(fù)荷的作用；如何對(duì)變壓器滲漏油現(xiàn)象進(jìn)行處理，以及對(duì)斷路器發(fā)生爆炸的原因進(jìn)行了分析，同時(shí)針對(duì)斷路器CY5型機(jī)構(gòu)故障進(jìn)行分析以及故障處理辦法進(jìn)行了說(shuō)明。

【關(guān)鍵詞】 變電站設(shè)備 滲漏油 斷路器爆炸 操作機(jī)構(gòu) 故障處理

引言

勝利油田變電站主變壓器(單臺(tái)容量超過(guò)5000kVA)大部分運(yùn)行時(shí)間超過(guò)10年，勝利油田電力管理總公司現(xiàn)管轄150余座變電站270余臺(tái)大型油浸變壓器，滲漏油現(xiàn)象一直是油浸式變壓器運(yùn)行中常見(jiàn)問(wèn)題。鐘罩(大蓋)密封面、瓦斯繼電器、油枕、散熱系統(tǒng)等處存在滲漏油，滲漏油問(wèn)題不僅影響外觀，嚴(yán)重者危機(jī)變壓器的安全運(yùn)行，事故停電檢修將造成不必要的電量損失。長(zhǎng)期的檢修經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，變壓器滲漏油多發(fā)生在絕緣套管、密封面、焊接縫等處，我們針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

1 變壓器滲漏油現(xiàn)象的故障分析

1.1 絕緣套管處滲漏

絕緣套管是電力變壓器中將高、低壓繞組的出線(xiàn)端，通過(guò)連接導(dǎo)桿引至變壓器外部的絕緣支持裝置，它主要有保證絕緣及固定出線(xiàn)端子等作用，套管通常由上下瓷套及密封圈等部分組成，變壓器運(yùn)行中，由于絕緣套管長(zhǎng)期通過(guò)負(fù)載電流，因此套管必須有良好的熱穩(wěn)定性，套管的結(jié)構(gòu)應(yīng)有較高的絕緣強(qiáng)度及足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以保證變壓器安全穩(wěn)定的長(zhǎng)期運(yùn)行。

2007年7月，勝利油田110kV東營(yíng)電廠(chǎng)變電站型號(hào)-為SFS7-31500／110的1號(hào)主變35kV側(cè)套管處發(fā)生漏油現(xiàn)象，經(jīng)檢修人員檢查，“算盤(pán)珠”密封圈嚴(yán)重老化，經(jīng)分析是由于母線(xiàn)鋁排直接扣壓在變壓器的絕緣套管的引導(dǎo)螺栓上，因連接點(diǎn)接觸面較小導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重，此熱量不斷傳至密封橡膠圈，致使密封圈老化，密封不斷惡化，母排應(yīng)力作用致使套管發(fā)生相對(duì)傾斜， “密封圈”處發(fā)生漏油。更換新“算盤(pán)珠”密封圈及調(diào)整鋁排后解決了此問(wèn)題。

要解決變壓器絕緣套管滲漏油問(wèn)題，應(yīng)重點(diǎn)解決密封圈老化變形問(wèn)題，應(yīng)設(shè)法消除或改變瓷套上面的連結(jié)導(dǎo)桿的側(cè)向應(yīng)力，根據(jù)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的具體實(shí)際情況，增裝使用母線(xiàn)軟連接，可減少母排對(duì)套管的熱應(yīng)力，為此對(duì)油田43臺(tái)變壓器的6kV側(cè)加裝軟連接，經(jīng)過(guò)三年的運(yùn)行，這一技術(shù)改進(jìn)起到了良好的效果。

也可采取在斜向母排下部增加一個(gè)支架的辦法以平衡母排自重以消除母排附加的力矩，這些方法的實(shí)施在一些變電站實(shí)行效果良好。

1.2 焊縫處滲漏

在處理變壓器滲漏油問(wèn)題時(shí)，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)變壓器本身的某些部件焊接部位滲漏，有些是由于存在或大或小的砂眼而造成的。在電網(wǎng)檢修中，我們處理過(guò)某型號(hào)為SF7-10000／35的變壓器油枕連通管與變壓器上蓋間焊縫處都存在著滲漏油現(xiàn)象，經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)滲漏油處存在著不易發(fā)覺(jué)的砂眼，由于帶油補(bǔ)焊的工作復(fù)雜，工作量較大，需主變停電，放油等工作，并且要采取防火措施。我們采取簡(jiǎn)單的用堵漏劑堵漏的辦法進(jìn)行解決，由于堵漏劑凝合時(shí)間快，幾分鐘即可凝固堵塞砂眼，雖然它總有一個(gè)有效期，但可保證2～3年不滲。從長(zhǎng)遠(yuǎn)打算考慮，能用電焊處理的最好用電焊法，處理砂眼關(guān)鍵是查找滲漏點(diǎn)，堵漏工作要到位。

1.3 密封面滲漏

從檢修現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)看，密封面滲漏比較復(fù)雜，法蘭螺栓松動(dòng)是變壓器滲漏油的一個(gè)原因，但還有其他的原因，譬如密封墊的尺寸是否匹配；更換密封墊時(shí)密封槽是否平整光滑，有無(wú)雜物，密封墊有無(wú)裂紋等。1 10kV辛四變1號(hào)主變散熱片下部法蘭處滲漏油，檢修人員開(kāi)始誤認(rèn)為存在砂眼，后經(jīng)認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)法蘭密封墊螺栓處存在裂縫，加裝密封圈緊固螺栓后解決了此問(wèn)題。變壓器由于裝配或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的原因，法蘭聯(lián)接處發(fā)生滲漏現(xiàn)象，如不影響運(yùn)行，達(dá)不到吊芯檢修的程度，可用棉紗沾汽油對(duì)滲漏處進(jìn)行擦拭，緊固螺栓后繼續(xù)運(yùn)行，如滲漏嚴(yán)重應(yīng)停電大修。

2 斷路器爆炸故障分析

高壓充油斷路器在輸配電網(wǎng)絡(luò)中，作為開(kāi)斷或接通電源的主要設(shè)備，在線(xiàn)路或設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，能迅速準(zhǔn)確地切斷電源，并能在盡可能短的時(shí)間內(nèi)熄滅電弧。2007年9月兩臺(tái)SW6-110型的少油斷路器發(fā)生爆炸故障，下面對(duì)運(yùn)行中的斷路器可能發(fā)生爆炸的主要原因和預(yù)防措施作一些闡述。

有關(guān)規(guī)程規(guī)定油斷路器必須每年一次預(yù)防性試驗(yàn)，油斷路器在頻繁操作之后，可能引起本體或操作機(jī)構(gòu)變位，使斷路器合閘或跳閘速度過(guò)慢，增加了燃弧時(shí)間，使斷路器的滅弧性能降低，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生近距離短路故障(短路電流較大)時(shí)，由于大電流的沖擊，斷路器在跳合閘時(shí)無(wú)法完全滅弧而導(dǎo)致油斷路器發(fā)生爆炸。

一般地，油斷路器允許經(jīng)過(guò)跳閘規(guī)定的次數(shù)后再進(jìn)行檢修，運(yùn)行人員往往根據(jù)此規(guī)定來(lái)判定是否該檢修換油，但是在實(shí)際中往往由于油斷路器在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)多次跳、合閘；使用過(guò)程中動(dòng)靜觸頭的磨損；動(dòng)靜觸頭距離的變動(dòng)；壓縮行程不足等原因都會(huì)造成油斷路器在線(xiàn)路故障時(shí)跳、合閘的情況下，絕緣油碳化嚴(yán)重，使油斷路器易于爆炸。另外別的原因使絕緣降低(如油斷路器密封造成油箱體內(nèi)部受潮)，也會(huì)使油斷路器在動(dòng)作時(shí)爆炸。

由于油箱本身焊接工藝不良或斷路器檢修后連接處密封不嚴(yán)等原因引起滲、漏油，使油斷路器內(nèi)部缺油無(wú)法滅弧，如果運(yùn)行人員未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，一旦油斷路器動(dòng)作必定引起爆炸。

由于生產(chǎn)油斷路器廠(chǎng)家眾多，有的廠(chǎng)家在產(chǎn)品上以劣充優(yōu)，以次充好，使油斷路器的開(kāi)斷容量、額定電流等主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)不到要求，造成油斷路器在運(yùn)行中發(fā)生爆炸。另外，如雷擊、電網(wǎng)諧振過(guò)電壓等也會(huì)造成油斷路器爆炸。

預(yù)防措施如下：對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的預(yù)防性試驗(yàn)；要求廠(chǎng)家對(duì)斷路器進(jìn)行異相接地試驗(yàn)，并提供相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)；變電所應(yīng)裝設(shè)電容器組自動(dòng)投切裝置；制定大修計(jì)劃，包括試驗(yàn)儀器也要定期檢驗(yàn)；要注意技術(shù)參數(shù)的調(diào)整，使之符合規(guī)程要求；加強(qiáng)設(shè)備的巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問(wèn)題，把事故消滅在萌芽狀態(tài)。3斷路器液壓機(jī)構(gòu)故障處理

勝利油田變電站斷路器配用的液壓機(jī)構(gòu)有CY₅、CY₃、CY_A幾種型號(hào)，斷路器液壓機(jī)構(gòu)常見(jiàn)故障如下：油泵頻繁啟動(dòng)、壓力異常高、壓力異常低、油泵打壓時(shí)間長(zhǎng)、油泵打不上壓、拒動(dòng)或拒合。上述故障現(xiàn)象，大多由于機(jī)構(gòu)滲漏油有關(guān)，下面以油田電網(wǎng)中應(yīng)用較多的CY₅型機(jī)構(gòu)多發(fā)性故障分析如下：

3.1 液壓機(jī)構(gòu)油泵頻繁啟動(dòng)

在正常情況下，油泵24h啟動(dòng)1～2次，油泵頻繁啟動(dòng)是由于液壓系統(tǒng)內(nèi)部泄漏引起活塞桿下降造成的。外部泄漏故障點(diǎn)明顯，容易發(fā)現(xiàn)處理，內(nèi)部泄漏需仔細(xì)檢查。

主要檢查工作要求：

油箱油面下降到安全閥以下，觀察各排油孔及安全閥的滲漏，檢查油箱內(nèi)裝配各排油孔是否滲漏。

如裝配閥無(wú)漏點(diǎn)，應(yīng)檢查油泵內(nèi)部有無(wú)滲漏。方法：將低壓輸油管拆下，觀察有無(wú)油從接頭處滲出，如果滲漏油，就是高壓接頭逆止閥密封不良，設(shè)法加以排除。

如果合閘位置不漏，僅在分閘位置泄漏，可能是二級(jí)錐閥密封不良或工作缸活塞上密封圈損壞，解決的方法是密封圈損壞加以更換，錐閥有傷害時(shí)進(jìn)行研磨或更換。

3.2 壓力異常高

首先檢查壓力表是否完好，由于儲(chǔ)壓筒活塞桿停留在油泵位置，壓力日漸增高，高壓油進(jìn)入氮?dú)馇弧?/p>

油氣混合后，須解體后更換密封圈。橡膠墊更換時(shí)要注意方向，如果活塞桿距1w微動(dòng)開(kāi)關(guān)較遠(yuǎn)，可考慮微動(dòng)開(kāi)關(guān)是否失靈，或打壓接觸器是否正常，不良者應(yīng)進(jìn)行處理。

3.3 壓力異常低

如果是氮?dú)鉃a壓造成的，檢查預(yù)壓力是否合格，在用肥皂水檢查充氣閥和上端帽與儲(chǔ)壓筒連接螺栓處，確定漏點(diǎn)，對(duì)癥處理。

若儲(chǔ)壓筒活塞桿在正常位置，而壓力繼續(xù)下降，其原因是儲(chǔ)壓筒焊縫處滲漏造成。

3.4 油泵打壓時(shí)間長(zhǎng)

油泵從零壓起至1w斷開(kāi)止，3min以?xún)?nèi)為合格，超過(guò)3min為打壓時(shí)間長(zhǎng)，檢查油泵逆止閥或高壓出口逆止閥密封是否不嚴(yán)；油泵柱塞密封墊是否不嚴(yán)；油泵內(nèi)部是否存有空氣；油泵柱塞間隙是否過(guò)大；油泵內(nèi)螺栓是否松動(dòng)。依據(jù)情況進(jìn)行處理。

3.5 油泵打不上壓

現(xiàn)象是油泵一直運(yùn)轉(zhuǎn)而壓力停在某一值上不上升，可能是高壓放油閥未關(guān)閉；低壓進(jìn)油管路堵塞；油泵內(nèi)存在氣體；油泵逆止閥密封不嚴(yán)。密封墊或膠墊損壞須更換。

3.6 液壓機(jī)構(gòu)拒動(dòng)或拒合

主要原因是分、合閘線(xiàn)圈斷線(xiàn)或線(xiàn)圈接頭接觸不良；分合閘電磁鐵閥桿卡澀、變形、彎曲；分合閘閥桿過(guò)短；操作回路或者輔助開(kāi)關(guān)不良，造成分合閘回路不良。用萬(wàn)用表檢查分合閘線(xiàn)圈電阻、回路或輔助開(kāi)關(guān)接觸情況，查找原因并進(jìn)行處理。分合閘閥桿過(guò)短應(yīng)進(jìn)行調(diào)整；合閘一級(jí)閥逆止鋼球的球托位置應(yīng)放正。

4 結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)行中的變壓器、斷路器如果出現(xiàn)大量的滲漏油必須及時(shí)進(jìn)行處理，否則油位迅速下降，將引起嚴(yán)重的后果。變電設(shè)備檢修工作應(yīng)根據(jù)具體情況，根據(jù)電力行業(yè)及各級(jí)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢修，適時(shí)的安排變壓器和斷路器的檢修時(shí)間。解決變壓器和斷路器機(jī)構(gòu)的滲漏油問(wèn)題一直是變電修試工作的重點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)滲漏油必須及時(shí)處理。充油斷路器要按照運(yùn)行規(guī)程嚴(yán)格進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，及時(shí)檢查，確保變電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。