特高压主变压器的常见故障及检修方法研究

2021-11-28陈华

科技与创新 2021年23期

陈华

（湖北省电力装备有限公司，湖北武汉430000）

目前国内电力设备工厂化检修管理体系相关研究主要侧重500 kV及以下电压等级交流设备的检修基地管理体系，不适用于1 000 kV及以上特高压大型设备的检修。由于特高压设备的整体容量高、质量大、检修试验条件苛刻等因素，国内外尚没有对特高压主变工厂化检修相关课题的研究，更没有对现场工厂化厂房建设的相关经验。随着特高压电网的快速发展，为特高压主变压器建立适当的工厂化检修模式是十分必要的，也是确保特高压主设备安全稳定运行的重要保障。

1 特高压主变压器故障的检查及分级定义

特高压主变压器故障发生后，应根据故障情况准备场地，对变压器故障进行详细检查，分析故障产生的原因、明确故障影响范围、确定故障分级，然后根据故障情况制定变压器检修方案，对换流变压器进行检修。

根据特高压变压器故障发生的频率、部位及故障程度的大小，大致将特高压变压器故障分为以下六大类：①特高压变压器外部零部件或者是小组件的故障或损坏、电气控制柜的故障、局部渗油或者漏油但是并未造成变压器内部绝缘受潮等所造成的故障；②套管、TA损坏，大量漏油等引起的故障；③有载开关、出线装置损坏等引起的故障；④油箱整体的屏蔽、引出线、变压器本体上下端或变压器身表面的缺陷或者损坏等部件的原因所造成的故障；⑤绕组或器身内部绝缘引起的故障；⑥变压器铁芯发生严重损坏引起的故障[1-2]。

2 特高压主变压器一般性故障的检修方案

对于特高压主变压器来说，由于体积质量都比较大，变压器移动的工作量和成本都较高，因此特高压主变压器出现第一类至第三类的故障问题时，不需将变压器拖离其基础移至检修厂房内，只需按照工厂化要求，在设备现场直接进行检修。特高压主变压器常见的一般性故障及现场工厂化检修方式有如下几种[3]。

2.1 特高压主变压器渗漏油的修理

2.1.1 套管端部渗漏油的修理

套管端部渗油或者漏油的主要原因有：密封垫压缩量较小、端部紧固件未按要求上紧或者因为发热所造成的密封垫损坏。

处理办法为：更换新的质量过硬的密封垫或按照技术要求拧紧紧固件的螺母及上部线夹。导电杆与金具间的载流面不够时，则需更换新的金具。

2.1.2 砂眼、焊缝处渗油的修理

砂眼、焊缝处渗油的主要原因是：在铸造、焊接的过程中，由于制造或者设计工艺不能完全满足所用材料的要求、在泄漏量的实验过程中要求不严格或者操作不规范、或因为材质的原因等问题造成的此类故障。

针对砂眼这类故障所用的处理办法为：如果砂眼的直径不大、渗油或者漏油的量比较小且对设备正常运转影响不大，即可带电操作进行堵漏。具体办法是首先将渗油或者漏油部位以及周围擦拭干浄，再用肥皂堵住渗漏孔，经过观察不再泄漏后，再涂上快速高效的专用密封胶，待密封胶完全固化后即可完美地解决砂眼的渗漏油问题，此方法快捷且效果比较好。

针对因焊缝处渗油及漏油的处理方法为：首先用专用工具彻底的清理掉渗漏部位及周围的油漆、氧化层等并保持相对的干净，使其部位的材质展露出底色，再用专用的试剂擦拭干浄并保持干净和干燥，随后用快速高效的密封胶涂抹在有泄漏的焊缝处，待密封胶完全固化后即可堵住有渗漏油的焊缝处。如果焊缝的渗漏部位很光滑整齐，密封胶直接涂抹在上面的话效果不佳，可在此部位周围进行打磨处理从而增加粗糙度，以便于增加密封胶的粘附力。

2.1.3 密封垫引起渗漏油的修理

法兰连接处因连接螺栓的压力不够所造成的故障，主要原因有：螺栓未按照设计要求和设计标准拧紧，密封垫压的缩量未达到设计要求或者密封垫的压缩量过大，密封垫超过其弹性极限从而造成了弹性失效或者弹力不足，等等。

以上原因都可以造成密封垫处的渗油或者漏油现象。具体的处理方法为按照技术要求拧紧螺栓，从而增加连接螺栓的压紧力。对于密封处的压紧平面的平整度不够所造成的故障，密封处的压紧面上附有异物或者缺陷，从而造成接触面平整度达不到要求、同心度达不到造成歪斜，从而出现渗油或者漏油。具体的处理方法为仔细观察密封处的压紧面是否存有异物，如果发现异物，应将异物清扫干净后再进行压紧；如果压紧面的粗糙度过大，应将压紧面进行打磨修平，打磨平整后再用速效密封胶涂抹后再进行压紧；对于密封垫本身的质量问题所引起的故障，具体处理办法为应选用合格的厂家生产的丁腈橡胶，质量符合国家标准且获得国家认可准许的产品。

2.2 特高压主变压器控制柜故障的修理

控制柜发生故障后，应立即切断控制柜电源，对控制柜进行检查。处理方法是：将电气控制柜内的灰尘及杂物清扫干净；首先检查电磁开关、接触器等电子元器件中有无烧损的现象，继电器等电子元器件中触点有无接触不良或者吸合不灵敏的现象，若出现此类现象要及时进行更换；再检查各电子元器件中的触点及端子排连接螺栓有无松动、丢失或者接触不良、虚接等现象，如出现此类现象应及时补齐螺栓、压紧线路的连接处；按照技术要求及设计标准，用500 V绝缘电阻表对各回路的绝缘电阻进行测量，测量结果应为不小于0.5 MΩ；然后再分别对油泵和风机进行动作试验，检查油泵和风机的运转过程中是否有异响以及运转的方向和设计方向是否一致；最后检查控制箱的密封情况是否良好，如果出现了缺陷要及时进行修补，如果确认已经无法修复到原来的标准应及时进行更换；对外売除锈并进行涂装。

2.3 特高压主变压器冷却器故障的修理

在冷却设备故障期间要密切监视变压器的温度和负荷，如果因变压器的长时间负荷所产生的热量超过了冷却装置所规定的上限值，应按设计要求以及相关规定在现场及时对变压器进行减负荷，使温度尽快下降。检查冷却装置的故障，应根据故障停运范围，按照技术要求，对冷却设备的控制回路开展故障点的寻找，尽可能性地缩短冷却设备的停止运转的周期。

查明故障点及具体的处理方法为：如果故障点属于电源或整个回路的问题，应及时投入备用电源或者备用线路，随后迅速有效地修复好并排除此故障点，再更换熔断器，恢复电源及整个回路正常；如果故障点属于控制继电器的问题，确定故障点的位置后及时更换新的备品即可；如果故障点属于热继电器的问题，因为设定的上限值过小时，可按技术要求及相关规定进行适当调整，但保证调整后的极限值在产品的所能承受的范围以内；如果故障点属于冷却器损坏的问题，而需及时进行更换即可，首先将进出冷却器的两端阀门关闭，将有问题的冷却器内变压器油放出后，将新的同型号的冷却器安装完成后，再打开进出冷却器的两端阀门，对气体继电器进行放气，变压器静放后恢复。

2.4 特高压主变压器储油柜故障的修理

储油柜的常见故障有渗漏油、胶囊密封不良、油连接管路堵塞、胶囊破裂、油位计故障等。处理方法为：将储油柜拆下，对内表面、密封件进行全部冲洗和检修检查，储油柜与油箱连接的管路应无堵塞，保证油路畅通；检查储油柜胶囊的密封是否完好，需拆下来做充气试验。如有漏气，可在漏气处涂油，然后用聚硫橡胶粘补，最后试漏。对于严重裂损的胶囊要用备件进行更换。对油位计进行检修，如损坏严重，则用备件进行更换。检查合格后，将储油柜安装到变压器上，通过注油阀将变压器油加到合适油面。

2.5 特高压主变压器气体继电器的检修

故障点发生在气体继电器时，具体的检修方法如下：首先将气体继电器整体拆解下来，将各个零部件进行分解，分解后详细检査容器的完整性、玻璃窗的完整性、放气阀门的灵活性、放油塞的密封性、接线端子盒的完整性、小套管等零部件的完整性，查看接线端子及盖板上标示的清晰度是否符合要求，各个连接处是否渗油或者漏油。拆解后再拼装完成后的气体继电器需进行型式试验报告。该实验应由专业人员进行，检验其动作是否可靠，绝缘是否达到标准，流速校验应符合要求。在安装气体继电器时应注意，先装两侧联管，联管与阀门、联管与油箱顶盖间的连接螺栓只需预紧即可，在这种情况下再将气体继电器安装在合适的位置上，再用水平尺找平，目的是使出入口的联管和气体继电器三者处于同一水平，然后再将连接螺栓拧紧。待安装完毕后，再打开联管上的阀门开关，使储油柜与变压器本体油路相接通，再打开气体继电器的放气塞进行排气。安装好气体继电器的二次引线后，做传动试验并使其符合相关规定。

2.6 特高压主变压器油泵的检修

特高压主变压器油泵发生故障后，其检修方法为：将油泵拆下后，对油泵的轴承、定子、前后端盖、过滤网、压盖、法兰等进行检查和修理检修完毕后，将油泵装回，检查密封面和紧固件，防止漏油。接上电源并启动油泵，检查油泵的运转是否正常。

2.7 特高压主变压器油位异常的检修

油位过高或过低均为油位异常。变压器油位过低时可能会引起瓦斯保护，从而造成误动的现象，在变压器严重缺油的情况下，变压器内部绕组会暴露在油面以上，可能造成绝缘体击穿的现象。此外，针对于备用的变压器中，如果严重缺油，会使绕组暴露，造成绕组吸潮的现象，绕组吸潮则会使绕组绝缘下降。油位过低的处理方法则是将过滤好的变压器油注入变压器，使油面达到合适位置。当变压器油位过高时可能会发生溢出，因此若最高油温时的油位高出指示，则应放油至适当高度。