摘要:变压器有载调压开关由选择开关、切换开关及操作机构、油箱等部分组成。供变压器在带负荷情况下调整电压,保证电网电压在合理范围内变动。有载调压开关中变压器油主要作用是灭弧和散热。当有载调压开关中油位过低时,容易造成开关内放电,引起事故;有载调压开关油位过高,变压器满载或过载运行时油会溢出来。所以有载调压开关注放油工作对变压器的安全稳定运行至关重要。
关键词:变压器;有载调压开关;注放油装置;
针对变电运行检修人员在有载开关注油、油位检查方面的认识不足,结合工作中可能遇到的问题,提出变压器有载调压开关注放油装置。当前有载调压注放油工作流程如下,注油放装置大部分采用法兰盘结构,注放油工作费时费力。随着管辖变电站逐渐增多,检修任务的不断加重,有载调压注放油工作的效率提升成为亟不可待的问题,因此急需一种新型注放油装置进行变压器有载调压开关注放油工作。
1油管的影响
随着有载开关技术发展,有载开关油室一般不采用变压器外部独立油室布置,而是普遍采用主变本体内布置的方式。因此,有载开关取油试验,不能够像主变本体那样通过安装在有载开关油室侧壁的取油阀直接取油,只能够通过有载开关油室的放油管取油。为便于检修、取油,有载开关放油管从有载开关油室顶部引至离地面1.5m左右,主变油箱高3~3.5m,加上油箱顶水平段1~1.5m,放、注油管的总长度大约4~5m。放油管内变压器油没有流动,是死油区,不能正确反映有载开关油室内变压器油的实际情况,若取油前不排尽该管内的变压器油,取油试验结果将产生偏差,造成误判。
1.1故障现象
2019年11月,某运维中心值班人员发现110kV某站#2主变有载调压开关下方鹅卵石有油渍,通过高处观察发现#2主变有载调压开关顶盖有大片油渍,初步怀疑是#2主变有载调压开关顶盖渗漏油。#2主变压器本体油位异常,现场本体油枕油位表指针指向“0”刻度,后台有#2主变本体油位异常告警。
2调压开关缺陷分析
2.1调压开关油位异常分析以及判断方法
一般情况,调压开关油位异常升高主要有以下几个方面的原因:一是油位表出现故障导致指示油位不准确;二是主变运行环境温度骤变升高导致油位因为热胀冷缩而上升;三是油路被堵塞,出现假油位的现象;四是油箱出现渗漏,导致本体油箱内绝缘油渗入到了调压开关切换室内,从而导致油位升高。质量问题、维护不到位以及密封垫出现老化都有可能使得切换开关室与本体油箱间出现渗漏点。由于变压器调压过程中的电弧燃烧,产生了H2和C2H2等气体和污垢,会导致变压器故障。如果切换开关室压力高于本体油箱压力,气体和污垢通过渗漏点进入变压器本体油箱内,导致变压器油绝缘强度受到影响。这种情况可对主变本体进行油色谱进行分析,以此结果来判断缺陷程度;如果切换开关室压力低于本体油箱压力,则变压器本体油会进入切换开关室,从而导致油位升高,所以直接通过调压开关油位的变化可以判断缺陷情况。综上所述,结合色谱分析法和油位变化情况,可以判断切换开关室是否有渗漏缺陷。
2.2 #2主变调压开关油位异常的原因
某站#2主变的投运时间是2009年12月,于2019年底已运行10年。在正常的运行环境下,有载调压开关的密封胶圈长期处于高温、高压环境,胶圈已老化,密封性能下降。本体油枕油位计检查发现,浮球材料是不锈钢焊接而成。变压器油从焊缝进入浮球内部,导致浮球浮力不足,无法带动连杆动作,指示实际油位。在某站#2主变的缺陷处理过程中,同时还暴露出以下问题:一是运行年限较长的设备在胶圈密封处容易出现老化,密封不良,出现渗漏;二是油枕油位计的浮球不是采用一体成型的工艺,是不锈钢焊接而成。在充油设备中运行时间长,油容易从焊缝进入浮球内部,导致浮球浮力不足,油位指示出错。
3现有做法
传统方法存在许多弊端,注放油出口大导致变压器油四处流窜,浪费油量且污染工作现场;拆卸法兰盘时极易造成密封胶垫损坏,密封不严导致渗油等缺陷频繁出现;如果法兰螺丝锈蚀严重,则必须采用钢锯或角磨机锯断螺丝,工作时间增加影响了工作效率;安装注放油管时需另加抱箍固定油管,备件繁琐且安装费时。
3.1初步调查分析
接到缺陷通知后,检修班立即安排人员做好准备工作。2019年12月10日到达现场后,通过观察发现油渍较多,初步判断是调压开关顶盖渗漏油,其渗漏油原因是运行时间长,因自然环境因素导致密封胶圈老化,导致渗油。在主变本体瓦斯继电器排气口处,对本体油枕进行油位测量。经测量,油枕内部还有变压器油,油位不应该为0,初步判断本体油枕油位表损坏。根据以上检查结果初步判断,工作人员对#2主变的2个缺陷进行了进一步地处理。
3.2有载调压开关吊芯检查及密封胶圈更换处理
在正式处理缺陷前需要进行准备工作。先是记录修前运行的档位,测量各档位高压绕组直流电阻;然后再测量开关切换波形以及过渡电阻值;最后退出有载重瓦斯出口压板。将开关调至检修位置,排清全部开关油至旧油桶,拆除电动机构与开关水平传动轴,拆除开关头部接地联结,做好各部分的定位标识后,松开头盖螺丝,拆除顶盖。对调压开关吊芯检查,查看是否有内部故障导致渗漏油,经检查调压开关本体一切正常。用合格开关油冲洗油室,并用干净白布擦净油室内壁。拆除与本体连接的上盖,检查本体与上盖之间的胶圈,上盖和顶盖之间的胶圈,发现两处的胶圈都老化严重,因此决定更换胶圈。复装与本体相连的上盖后,对本体油枕胶囊充氮气至0.03MPa保持10h,检查油室及上盖是否有渗漏点,发现无渗漏后复装调压开关,紧固各盖板后对其注油至适当油位。电动检查动作是否顺畅,操作无异常后,对调压开关油室及其油枕进行热油循环1~2h。恢复原主变相应运行档位,调整有载调压开关油枕温度值油位。在开关顶盖排气塞进行排气,恢复开关瓦斯继电器信号触点至运行状态。
3.3本体油枕油位计检查及更换处理
本体油枕油位计检查的准备工作有:退出本体重瓦斯出口保护压板;打开本体排油阀,将主变本体油位降至油枕以下。准备工作结束后,将油位表的二次线拆除,再将油位表与油枕前盖板的固定螺丝拆除;取出油位表的连杆和浮球,检查;检查发现,油位表连杆完好,浮球损坏进油。更换相同型号的油位表浮球,按照拆装次序复装油位计。根据油温曲线,补充变压器油至标准油位,检查后台信号正常。
4解决方案的确定
小组成员从装拆注油管过程开始梳理,对相关方面的工器具、固定方式、拆除过程等认真分析。同时根据广泛借鉴,提出总体方案为“研制一体化快速对接注放油装置(变压器有载调压开关注放油装置)”。
小组成员根据材料机械强度达到510Mpa的要求,准备合金钢耗材以备加工使用。小组成员根据注放油管尺寸要求,选用管径为25mm的卡扣式油管快速对接头,以备加工使用;小组成员根据装置需求将快速对接头进行加工;小组成员依据形状结构允许误差均≤1mm原则,绘制注放油装置图纸;小组成员根据设计图纸和相关数据,进行焊接加工。
组装完成后,为保证注放油装置能够正常使用,小组全体成员在变电站,利用备用变压器验证工具是否实用。变压器有载调压开关注放油装置的安装与拆卸简单便捷,注放油过程中密封良好。
通过现场成品调试,装置成功将变压器有载调压开关注放油准备时间控制在5min以内,大幅度节省了工作时间,提高了工作效率,对策目标实现。从统计的数据和分析图可知,活动前在变压器有载调压注放油工作准备时间平均用时28.2min,活动后工作准备时间1.5min,缩短了26.7min,达到了节省23.2min的目标。
5总结
本次针对110kV主变本体油位异常及有载调压开关的缺陷处理取得了不错的效果,也为今后处理同类缺陷问题积累了宝贵的经验。同样,在日常的运行维护过程中,同样要做到仔细、负责,对缺陷现象的发生保持一定的敏感,尤其是对老旧设备,要及时发现并解决问题。
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