特高壓主變壓器的常見故障及檢修方法研究

陳華

（湖北省電力裝備有限公司，湖北 武漢430000）

目前國(guó)內(nèi)電力設(shè)備工廠化檢修管理體系相關(guān)研究主要側(cè)重500 kV及以下電壓等級(jí)交流設(shè)備的檢修基地管理體系，不適用于1 000 kV及以上特高壓大型設(shè)備的檢修。由于特高壓設(shè)備的整體容量高、質(zhì)量大、檢修試驗(yàn)條件苛刻等因素，國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有對(duì)特高壓主變工廠化檢修相關(guān)課題的研究，更沒(méi)有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工廠化廠房建設(shè)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。隨著特高壓電網(wǎng)的快速發(fā)展，為特高壓主變壓器建立適當(dāng)?shù)墓S化檢修模式是十分必要的，也是確保特高壓主設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。

1 特高壓主變壓器故障的檢查及分級(jí)定義

特高壓主變壓器故障發(fā)生后，應(yīng)根據(jù)故障情況準(zhǔn)備場(chǎng)地，對(duì)變壓器故障進(jìn)行詳細(xì)檢查，分析故障產(chǎn)生的原因、明確故障影響范圍、確定故障分級(jí)，然后根據(jù)故障情況制定變壓器檢修方案，對(duì)換流變壓器進(jìn)行檢修。

根據(jù)特高壓變壓器故障發(fā)生的頻率、部位及故障程度的大小，大致將特高壓變壓器故障分為以下六大類：①特高壓變壓器外部零部件或者是小組件的故障或損壞、電氣控制柜的故障、局部滲油或者漏油但是并未造成變壓器內(nèi)部絕緣受潮等所造成的故障；②套管、TA損壞，大量漏油等引起的故障；③有載開關(guān)、出線裝置損壞等引起的故障；④油箱整體的屏蔽、引出線、變壓器本體上下端或變壓器身表面的缺陷或者損壞等部件的原因所造成的故障；⑤繞組或器身內(nèi)部絕緣引起的故障；⑥變壓器鐵芯發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞引起的故障[1-2]。

2 特高壓主變壓器一般性故障的檢修方案

對(duì)于特高壓主變壓器來(lái)說(shuō)，由于體積質(zhì)量都比較大，變壓器移動(dòng)的工作量和成本都較高，因此特高壓主變壓器出現(xiàn)第一類至第三類的故障問(wèn)題時(shí)，不需將變壓器拖離其基礎(chǔ)移至檢修廠房?jī)?nèi)，只需按照工廠化要求，在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行檢修。特高壓主變壓器常見的一般性故障及現(xiàn)場(chǎng)工廠化檢修方式有如下幾種[3]。

2.1 特高壓主變壓器滲漏油的修理

2.1.1 套管端部滲漏油的修理

套管端部滲油或者漏油的主要原因有：密封墊壓縮量較小、端部緊固件未按要求上緊或者因?yàn)榘l(fā)熱所造成的密封墊損壞。

處理辦法為：更換新的質(zhì)量過(guò)硬的密封墊或按照技術(shù)要求擰緊緊固件的螺母及上部線夾。導(dǎo)電桿與金具間的載流面不夠時(shí)，則需更換新的金具。

2.1.2 砂眼、焊縫處滲油的修理

砂眼、焊縫處滲油的主要原因是：在鑄造、焊接的過(guò)程中，由于制造或者設(shè)計(jì)工藝不能完全滿足所用材料的要求、在泄漏量的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求不嚴(yán)格或者操作不規(guī)范、或因?yàn)椴馁|(zhì)的原因等問(wèn)題造成的此類故障。

針對(duì)砂眼這類故障所用的處理辦法為：如果砂眼的直徑不大、滲油或者漏油的量比較小且對(duì)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)影響不大，即可帶電操作進(jìn)行堵漏。具體辦法是首先將滲油或者漏油部位以及周圍擦拭干浄，再用肥皂堵住滲漏孔，經(jīng)過(guò)觀察不再泄漏后，再涂上快速高效的專用密封膠，待密封膠完全固化后即可完美地解決砂眼的滲漏油問(wèn)題，此方法快捷且效果比較好。

針對(duì)因焊縫處滲油及漏油的處理方法為：首先用專用工具徹底的清理掉滲漏部位及周圍的油漆、氧化層等并保持相對(duì)的干凈，使其部位的材質(zhì)展露出底色，再用專用的試劑擦拭干浄并保持干凈和干燥，隨后用快速高效的密封膠涂抹在有泄漏的焊縫處，待密封膠完全固化后即可堵住有滲漏油的焊縫處。如果焊縫的滲漏部位很光滑整齊，密封膠直接涂抹在上面的話效果不佳，可在此部位周圍進(jìn)行打磨處理從而增加粗糙度，以便于增加密封膠的粘附力。

2.1.3 密封墊引起滲漏油的修理

法蘭連接處因連接螺栓的壓力不夠所造成的故障，主要原因有：螺栓未按照設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)擰緊，密封墊壓的縮量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求或者密封墊的壓縮量過(guò)大，密封墊超過(guò)其彈性極限從而造成了彈性失效或者彈力不足，等等。

以上原因都可以造成密封墊處的滲油或者漏油現(xiàn)象。具體的處理方法為按照技術(shù)要求擰緊螺栓，從而增加連接螺栓的壓緊力。對(duì)于密封處的壓緊平面的平整度不夠所造成的故障，密封處的壓緊面上附有異物或者缺陷，從而造成接觸面平整度達(dá)不到要求、同心度達(dá)不到造成歪斜，從而出現(xiàn)滲油或者漏油。具體的處理方法為仔細(xì)觀察密封處的壓緊面是否存有異物，如果發(fā)現(xiàn)異物，應(yīng)將異物清掃干凈后再進(jìn)行壓緊；如果壓緊面的粗糙度過(guò)大，應(yīng)將壓緊面進(jìn)行打磨修平，打磨平整后再用速效密封膠涂抹后再進(jìn)行壓緊；對(duì)于密封墊本身的質(zhì)量問(wèn)題所引起的故障，具體處理辦法為應(yīng)選用合格的廠家生產(chǎn)的丁腈橡膠，質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)且獲得國(guó)家認(rèn)可準(zhǔn)許的產(chǎn)品。

2.2 特高壓主變壓器控制柜故障的修理

控制柜發(fā)生故障后，應(yīng)立即切斷控制柜電源，對(duì)控制柜進(jìn)行檢查。處理方法是：將電氣控制柜內(nèi)的灰塵及雜物清掃干凈；首先檢查電磁開關(guān)、接觸器等電子元器件中有無(wú)燒損的現(xiàn)象，繼電器等電子元器件中觸點(diǎn)有無(wú)接觸不良或者吸合不靈敏的現(xiàn)象，若出現(xiàn)此類現(xiàn)象要及時(shí)進(jìn)行更換；再檢查各電子元器件中的觸點(diǎn)及端子排連接螺栓有無(wú)松動(dòng)、丟失或者接觸不良、虛接等現(xiàn)象，如出現(xiàn)此類現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)補(bǔ)齊螺栓、壓緊線路的連接處；按照技術(shù)要求及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，用500 V絕緣電阻表對(duì)各回路的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果應(yīng)為不小于0.5 MΩ；然后再分別對(duì)油泵和風(fēng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作試驗(yàn)，檢查油泵和風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中是否有異響以及運(yùn)轉(zhuǎn)的方向和設(shè)計(jì)方向是否一致；最后檢查控制箱的密封情況是否良好，如果出現(xiàn)了缺陷要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，如果確認(rèn)已經(jīng)無(wú)法修復(fù)到原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換；對(duì)外売除銹并進(jìn)行涂裝。

2.3 特高壓主變壓器冷卻器故障的修理

在冷卻設(shè)備故障期間要密切監(jiān)視變壓器的溫度和負(fù)荷，如果因變壓器的長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷所產(chǎn)生的熱量超過(guò)了冷卻裝置所規(guī)定的上限值，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求以及相關(guān)規(guī)定在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)對(duì)變壓器進(jìn)行減負(fù)荷，使溫度盡快下降。檢查冷卻裝置的故障，應(yīng)根據(jù)故障停運(yùn)范圍，按照技術(shù)要求，對(duì)冷卻設(shè)備的控制回路開展故障點(diǎn)的尋找，盡可能性地縮短冷卻設(shè)備的停止運(yùn)轉(zhuǎn)的周期。

查明故障點(diǎn)及具體的處理方法為：如果故障點(diǎn)屬于電源或整個(gè)回路的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)投入備用電源或者備用線路，隨后迅速有效地修復(fù)好并排除此故障點(diǎn)，再更換熔斷器，恢復(fù)電源及整個(gè)回路正常；如果故障點(diǎn)屬于控制繼電器的問(wèn)題，確定故障點(diǎn)的位置后及時(shí)更換新的備品即可；如果故障點(diǎn)屬于熱繼電器的問(wèn)題，因?yàn)樵O(shè)定的上限值過(guò)小時(shí)，可按技術(shù)要求及相關(guān)規(guī)定進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，但保證調(diào)整后的極限值在產(chǎn)品的所能承受的范圍以內(nèi)；如果故障點(diǎn)屬于冷卻器損壞的問(wèn)題，而需及時(shí)進(jìn)行更換即可，首先將進(jìn)出冷卻器的兩端閥門關(guān)閉，將有問(wèn)題的冷卻器內(nèi)變壓器油放出后，將新的同型號(hào)的冷卻器安裝完成后，再打開進(jìn)出冷卻器的兩端閥門，對(duì)氣體繼電器進(jìn)行放氣，變壓器靜放后恢復(fù)。

2.4 特高壓主變壓器儲(chǔ)油柜故障的修理

儲(chǔ)油柜的常見故障有滲漏油、膠囊密封不良、油連接管路堵塞、膠囊破裂、油位計(jì)故障等。處理方法為：將儲(chǔ)油柜拆下，對(duì)內(nèi)表面、密封件進(jìn)行全部沖洗和檢修檢查，儲(chǔ)油柜與油箱連接的管路應(yīng)無(wú)堵塞，保證油路暢通；檢查儲(chǔ)油柜膠囊的密封是否完好，需拆下來(lái)做充氣試驗(yàn)。如有漏氣，可在漏氣處涂油，然后用聚硫橡膠粘補(bǔ)，最后試漏。對(duì)于嚴(yán)重裂損的膠囊要用備件進(jìn)行更換。對(duì)油位計(jì)進(jìn)行檢修，如損壞嚴(yán)重，則用備件進(jìn)行更換。檢查合格后，將儲(chǔ)油柜安裝到變壓器上，通過(guò)注油閥將變壓器油加到合適油面。

2.5 特高壓主變壓器氣體繼電器的檢修

故障點(diǎn)發(fā)生在氣體繼電器時(shí)，具體的檢修方法如下：首先將氣體繼電器整體拆解下來(lái)，將各個(gè)零部件進(jìn)行分解，分解后詳細(xì)檢査容器的完整性、玻璃窗的完整性、放氣閥門的靈活性、放油塞的密封性、接線端子盒的完整性、小套管等零部件的完整性，查看接線端子及蓋板上標(biāo)示的清晰度是否符合要求，各個(gè)連接處是否滲油或者漏油。拆解后再拼裝完成后的氣體繼電器需進(jìn)行型式試驗(yàn)報(bào)告。該實(shí)驗(yàn)應(yīng)由專業(yè)人員進(jìn)行，檢驗(yàn)其動(dòng)作是否可靠，絕緣是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，流速校驗(yàn)應(yīng)符合要求。在安裝氣體繼電器時(shí)應(yīng)注意，先裝兩側(cè)聯(lián)管，聯(lián)管與閥門、聯(lián)管與油箱頂蓋間的連接螺栓只需預(yù)緊即可，在這種情況下再將氣體繼電器安裝在合適的位置上，再用水平尺找平，目的是使出入口的聯(lián)管和氣體繼電器三者處于同一水平，然后再將連接螺栓擰緊。待安裝完畢后，再打開聯(lián)管上的閥門開關(guān)，使儲(chǔ)油柜與變壓器本體油路相接通，再打開氣體繼電器的放氣塞進(jìn)行排氣。安裝好氣體繼電器的二次引線后，做傳動(dòng)試驗(yàn)并使其符合相關(guān)規(guī)定。

2.6 特高壓主變壓器油泵的檢修

特高壓主變壓器油泵發(fā)生故障后，其檢修方法為：將油泵拆下后，對(duì)油泵的軸承、定子、前后端蓋、過(guò)濾網(wǎng)、壓蓋、法蘭等進(jìn)行檢查和修理檢修完畢后，將油泵裝回，檢查密封面和緊固件，防止漏油。接上電源并啟動(dòng)油泵，檢查油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。

2.7 特高壓主變壓器油位異常的檢修

油位過(guò)高或過(guò)低均為油位異常。變壓器油位過(guò)低時(shí)可能會(huì)引起瓦斯保護(hù)，從而造成誤動(dòng)的現(xiàn)象，在變壓器嚴(yán)重缺油的情況下，變壓器內(nèi)部繞組會(huì)暴露在油面以上，可能造成絕緣體擊穿的現(xiàn)象。此外，針對(duì)于備用的變壓器中，如果嚴(yán)重缺油，會(huì)使繞組暴露，造成繞組吸潮的現(xiàn)象，繞組吸潮則會(huì)使繞組絕緣下降。油位過(guò)低的處理方法則是將過(guò)濾好的變壓器油注入變壓器，使油面達(dá)到合適位置。當(dāng)變壓器油位過(guò)高時(shí)可能會(huì)發(fā)生溢出，因此若最高油溫時(shí)的油位高出指示，則應(yīng)放油至適當(dāng)高度。

3 結(jié)論

本文對(duì)特高壓主變壓器的故障進(jìn)行了分類，并對(duì)其中的第一、二、三類故障提出了對(duì)應(yīng)的處理方法，為實(shí)際生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)及合理的方案依據(jù)。