岸橋和門機(jī)高壓變壓器典型故障及維護(hù)措施

沈洲

岸橋和門機(jī)是集裝箱碼頭前沿重要的裝卸設(shè)備，其動(dòng)力源為移動(dòng)高壓電源。岸橋和門機(jī)上的高壓變壓器將高壓降為設(shè)備使用的低壓，因此，高壓變壓器狀態(tài)穩(wěn)定對(duì)確保岸橋和門機(jī)持續(xù)運(yùn)行至關(guān)重要。廣州港南沙港區(qū)一期集裝箱碼頭（以下簡(jiǎn)稱“南沙一期碼頭”）自投產(chǎn)以來(lái)，發(fā)生多起岸橋和門機(jī)高壓變壓器故障。本文分析岸橋和門機(jī)高壓變壓器典型故障，并提出相應(yīng)的維護(hù)措施。

1 南沙一期碼頭岸橋和門機(jī)高壓變壓器

使用概況

南沙一期碼頭的岸橋和門機(jī)均采用10 kV高壓供電，并配置高壓變壓器，其中：1～19號(hào)岸橋各配置1臺(tái)主變壓器和1臺(tái)輔助變壓器，變壓器容量見(jiàn)表1;1～12號(hào)門機(jī)各配置1臺(tái)容量為500 kV稟的高壓變壓器。岸橋和門機(jī)配置的高壓變壓器均為纏繞式環(huán)氧樹(shù)脂干式變壓器。變壓器鐵心采用硅鋼片，表面涂有防銹涂料。變壓器線圈為圓筒式，采用纏繞玻璃纖維絲加強(qiáng)的樹(shù)脂包封，其中：低壓線圈為銅箔繞制，高壓線圈為漆包銅線繞制。經(jīng)過(guò)工藝處理后，高壓線圈與低壓線圈形成堅(jiān)固的整體，具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄等性能。與油浸式變壓器和充氣式變壓器相比，干式變壓器的日常維護(hù)工作量較小。

2 南沙一期碼頭岸橋和門機(jī)高壓變壓器

典型故障

南沙一期碼頭岸橋和門機(jī)高壓變壓器故障包括變壓器因頻繁通斷電而短路燒毀、變壓器線圈絕緣老化、變壓器引線端和接線柱燒蝕、變壓器溫控?cái)?shù)據(jù)線短路等，其中前兩類為典型故障。

2.1 變壓器因頻繁通斷電而燒毀

變壓器空載合閘會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)于其額定電流7～8倍的涌流（涌流大小與鐵心設(shè)計(jì)和線圈結(jié)構(gòu)有關(guān)，通常大容量變壓器的涌流較小，小容量變壓器的涌流較大），進(jìn)而產(chǎn)生巨大的機(jī)械沖擊力。此時(shí)如果變壓器線圈內(nèi)部絕緣有缺陷，例如匝間、層間澆注樹(shù)脂滲透欠佳等，可能會(huì)導(dǎo)致線圈內(nèi)部被擊穿。

變壓器在短時(shí)間內(nèi)頻繁通斷電不僅對(duì)變壓器自身有害，對(duì)其配套電路也會(huì)產(chǎn)生較大危害，這是因?yàn)椋涸陬l繁通斷電的情況下，線圈的儲(chǔ)能特性使得線圈兩端產(chǎn)生瞬間高壓脈沖;當(dāng)通斷電達(dá)到一定頻率時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高壓和反向電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)致配套電路和變壓器受損。

綜上所述，當(dāng)變壓器因高壓回路故障而無(wú)法合閘時(shí)，不能頻繁通斷電，而應(yīng)當(dāng)至少間隔5～10 min，以免損壞變壓器。

2.2 變壓器線圈絕緣老化

變壓器線圈絕緣老化分為電老化、熱老化和局部放電老化：（1）電老化，即變壓器線圈在電場(chǎng)的長(zhǎng)期作用下逐漸發(fā)生物理、化學(xué)變化，導(dǎo)致線圈松動(dòng)，部分線匝隨電流頻率而振動(dòng)，進(jìn)而磨損絕緣層，造成短路;（2）熱老化，即變壓器在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)熱，導(dǎo)致線圈絕緣材料在較高溫度下老化、開(kāi)裂，進(jìn)而造成匝間短路;（3）局部放電老化，即環(huán)氧樹(shù)脂絕緣材料受材料質(zhì)地、澆注工藝等因素的影響而存在氣泡，導(dǎo)致絕緣材料局部放電。

線圈絕緣老化造成匝間短路后，短路電流上升，與變壓器同路的高壓真空開(kāi)關(guān)瞬間斷開(kāi)以保護(hù)變壓器。需要注意的是：高壓真空開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，變壓器外觀可能并無(wú)異常;此時(shí)需要借助直流電阻測(cè)試儀檢測(cè)線圈直流電阻，判斷線圈是否存在匝間短路。

3 岸橋和門機(jī)高壓變壓器維護(hù)措施

（1）日常巡檢 日常巡檢主要項(xiàng)目包括：檢查變壓器是否存在異物進(jìn)入、雨水滴入或人為污染等問(wèn)題;檢查溫度是否正常;檢查風(fēng)機(jī)冷卻裝置是否正常;檢查變壓器有無(wú)異常響聲或震動(dòng)，包括外殼和基座的共振聲以及接地不良引起的放電聲等;檢查變壓器附著的臟物或絕緣件是否發(fā)出焦臭味。

（2）年度保養(yǎng) 年度保養(yǎng)的主要任務(wù)是清潔和緊固，包括以下檢查項(xiàng)目：檢查變壓器套管和線圈繞組絕緣層是否清潔以及有無(wú)爬電痕跡和碳化現(xiàn)象;檢查變壓器高低壓套管引線接地是否緊密以及有無(wú)發(fā)熱、開(kāi)裂或放電等現(xiàn)象;檢查緊固件、連接件、導(dǎo)電零件和其他零件等有無(wú)生銹、腐蝕等現(xiàn)象以及導(dǎo)電零件是否接觸良好;檢查電纜和母線有無(wú)異常情況;檢查變壓器底座、欄桿、電纜接地線等有無(wú)異常情況。

（3）高壓線路繼電器保護(hù)和預(yù)防性試驗(yàn) 高壓線路繼電器保護(hù)是檢測(cè)高壓線路保護(hù)功能的重要手段，而預(yù)防性試驗(yàn)有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)、診斷設(shè)備絕緣缺陷。岸橋和門機(jī)高壓供電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)每隔2年實(shí)施1次繼電器保護(hù)和預(yù)防性試驗(yàn)，主要項(xiàng)目包括：針對(duì)高壓變壓器，全面檢查外觀，測(cè)量直流電阻和絕緣電阻，緊固各處，清潔本體;針對(duì)高壓電壓互感器柜，檢查電接點(diǎn)接觸狀況、絕緣電阻、電流互感器特性、電壓互感器特性、斷路器特性、避雷器特性等，清潔保養(yǎng)柜體;針對(duì)高壓饋線柜，檢查電接點(diǎn)接觸狀況、絕緣電阻、電流互感器特性、電壓互感器特性、斷路器特性、避雷器特性，實(shí)施繼電保護(hù)裝置電氣試驗(yàn)，清潔保養(yǎng)柜體。

（編輯：張敏 收稿日期：2018-11-15）