主變壓器冷卻器油滲漏治理方案

卜繁薇，杜俊生，王福政

（華電國際鄒縣發電廠，山東　鄒城　273522）

·經驗交流·

主變壓器冷卻器油滲漏治理方案

卜繁薇，杜俊生，王福政

（華電國際鄒縣發電廠，山東鄒城273522）

對鄒縣發電廠三期主變壓器冷卻器連接短管的連接結構、楔形密封結構進行研究，確認連接短管的密封圈老化，密封失效是短管滲漏油的主要因素。利用不銹鋼波紋管的良好可撓性和伸縮性，以及耐溫、耐壓、耐腐蝕特點，將連接短管更換為不銹鋼波紋管，采用新的設計方案，減少滲漏點，保證設備的可靠運行。

主變壓器；冷卻器；連接短管；油滲漏；不銹鋼波紋管

0　引言

鄒縣電廠三期5、6號機組為600 MW級機組，主變壓器為進口變壓器（法國梅蘭日蘭），變壓器的電壓等級為525/22 kV，容量為750 MVA，連接組別為Y/△-11，由3個250 MVA變壓器連接而成，其冷卻系統為強迫油導向循環方式，如圖1。用潛油泵將油向上送入鐵芯中或繞組間的油道中，使其中的熱量直接由具有一定流速的冷油帶走，而變壓器上層的熱油用潛油泵抽出，經冷卻器冷卻后再送入變壓器油箱底部，強迫變壓器油進行循環冷卻［1］。變壓器自1996年投產以來一直運行良好，但近年來，冬季多次出現冷卻器連接短管楔形密封圈處滲漏油的現象（圖2中標紅位置）。

圖1　變壓器冷卻系統

圖2　冷卻器的連接短管油滲漏處

1　變壓器冷卻器連接短管

1.1連接短管結構

連接短管由帶法蘭的短管、壓圈、密封圈、下法蘭、緊固螺栓5部分組成，如圖3所示。短管上端僅在法蘭處固定，管體下部沒有固定，只密封處理，下法蘭相對于短管可以旋轉。如圖4所示。

圖3　連接短管部件

圖4　安裝后的連接短管

此結構的優點一是短管相對于下法蘭可以上下移動，對短管長度的加工精度要求不高，便于安裝，并且在四季溫差較大，金屬的膨脹及收縮變形較大的情況下，可以減小連接法蘭部位的受力；二是下法蘭可旋轉活動，在安裝過程中下法蘭螺栓孔容易與母管的法蘭螺栓孔對準，便于連接短管的安裝。

1.2楔形密封結構

短管的下法蘭內部密封面為斜面，與之相對應，密封圈為楔狀，如圖5所示。通過緊固螺栓，壓緊壓圈，使密封圈向下，向內壓縮移動，實現對短管的密封，如圖6所示。

圖5　連接短管的下法蘭與　密封圈形狀　

圖6　下法蘭與密封圈　安裝后狀態

2　油滲漏原因分析

2.1設計結構

變壓器本體油箱與散熱器為兩個相對獨立系統。散熱器與油箱上的密封法蘭配合，通過橫向連管等連接件固定在本體油箱之上，二者之間的進出油管道通過變壓器專用蝶閥相連通。由于散熱器本身及內部變壓器油的總重達數千千克，連接法蘭、蝶閥承受很大的重量，且不同部位的所受到的力不一致，很可能使連接處密封法蘭不平行，各處密封墊受力不均勻，造成兩法蘭間隙小的地方壓縮量較大，間隙大的地方壓縮量較小，不易做到均勻壓縮，隨著密封材質的老化變質，容易滲漏［2］。

短管位于散熱器下部，連接母管上部，上下垂直安裝，短管各部位所受到的力比較均衡，密封圈在正常安裝的情況下，各部位受力也均衡。由于設計結構的原因，密封圈受力不均勻，壓縮量不一致不是密封圈滲漏油的主要原因。

2.2緊固螺栓松動

由于變壓器本體與冷卻器的機械振動（變壓器內部硅鋼片磁致伸縮引起的鐵芯振動，繞組負荷電流漏磁引起的繞組和油箱壁的振動等）頻率不一致，其連接部分的振動頻率發生不規則變化，變壓器長時間運行后，法蘭等連接處的螺絲松動，導致滲漏油。檢查短管的螺栓緊固沒有松動，螺栓松動不是密封圈滲漏油的主要原因。

2.3密封圈老化

變壓器上使用的密封件隨著使用時間的增加會出現老化變質的問題，極易變硬、破裂。變壓器所處區域四季溫差較大，夏季氣溫最高可達40℃以上，而冬季的氣溫又可降到-10℃以下，受氣溫影響，短管金屬的膨脹及收縮變形較大，尤其在冬季，晝夜溫差大，夜間氣溫低，若短管連接處密封圈墊彈性較低，會導致滲漏油。

主變壓器已運行近20年，只是近幾年才出現連接短管漏油問題，利用大修期間設備停運機會，對連接短管進行解體，發現密封圈已經變硬，說明密封圈的彈性已減弱，密封失效。密封圈老化是短管滲漏油的主要原因。

2.4密封結構

對短管解體后檢查密封面，沒有凸凹不平，幅向溝痕，密封結構差不是短管滲漏油的主要原因。

通過以上分析可以的得出，在環境溫度變化比較大的情況下，密封圈老化，密封失效是短管滲漏油的主要原因。

3　治理方案

由于短管的密封圈為楔形橡膠密封圈，不是標準部件，若直接更換密封圈購買困難，且加工后的密封圈，不能保證品質上能夠滿足要求，因此考慮對短管進行換型。

經過考察，不銹鋼波紋管具有以下優點：一是具有良好的可撓性及耐溫、耐壓、耐腐蝕性能，適用于蒸汽、水、油類及各種工業氣體等介質輸送；二是可以實現法蘭連接和焊接；三是不銹鋼軟管節距之間靈活，有較好的伸縮性。不銹鋼波紋管能夠實現原來短管的所有功能，因此確定使用不銹鋼波紋管來代替原來的連接短管。

3.1設計思路

為了便于安裝，上法蘭采用不銹鋼波紋管與法蘭焊接，固定連接方式，下法蘭采用活動方式，內徑比不銹鋼波紋管略大，套在波紋管外部。根據原來的密封結構，密封面采用有密封槽方式，這種方式不僅有利于現場的安裝及檢修，而且容易控制密封件的壓縮量，使滲漏油可能性減小，密封件的使用壽命延長［3-5］。

3.2具體方案

不銹鋼波紋管的選擇。測量原連接短管的尺寸，選擇直徑、高度、強度合適的不銹鋼波紋管和法蘭。

密封墊的選擇。選擇耐高溫、抗氧化能力好，耐油性能良好，硬度適中的優質丁腈橡膠為密封墊材質，法蘭連接處為平板無接頭密封圈。測量連接短管上、下法蘭密封槽的尺寸，設計上、下法蘭處密封墊。

圖7　新設計的連接短管

規范密封件更換工藝。更換密封件前必須先清除連接面上的塵土和銹跡，將密封件清洗干凈后，在密封件兩面涂上密封膠，待密封膠干燥一段時間溶劑揮發后，將法蘭連接緊固。

提高安裝工藝水平，杜絕因安裝方法不當造成的滲漏。對法蘭接口不平的先校正接口，必須確保接口處平整。安裝時密封墊壓縮量為其厚度的1/3左右：避免壓縮量不足時，在變壓器運行溫度高，油變稀的情況下滲漏油；壓縮量偏大時，密封墊變形嚴重，會加速密封墊老化，縮短使用壽命。

圖8　新更換后的連接短管

4　結語

改造后，主變壓器冷卻器連接短管未出現滲漏油現象。不銹鋼波紋管由于具有彈性，可以伸縮，能夠減小法蘭處的受力，對密封墊的要求相對降低，同時易于安裝，維護方便。此種結構同樣適用于瓦斯繼電器與變壓器本體的連接，具有較好的推廣價值。

［1］謝毓城.電力變壓器手冊（第2版）［M］.北京：機械工業出版社，2014.

［2］王為民，段華煒，姬鐵蘭.變壓器滲漏油故障分析及處理［J］.電工技術，2004（4）：49-51.

［3］陳敢峰.變壓器檢修［M］.北京：水利電力出版社，2005.

［4］賈淑蘭.變壓器應用與維修——專業技能入門與精通（第2版）［M］.北京：機械工業出版社，2012.

［5］DL/T 573—2010電力變壓器檢修導則［S］.

Treatment Schemes of Oil Leakage for Main Transformer Cooler

BU Fanwei，DU Junsheng，WANG Fuzheng
（Zouxian Power Plant，Zoucheng 273522，China）

By studying the structure of connecting short pipe and sealing wedge for the main transformer cooler of the third phase project in Zouxian power plant，it is confirmed that the main factor of oil leakage is the aging of sealing ring.Because of the fact that the stainless steel bellow is flexible and its characteristics of heat resistance，good compression，being anticorrosive，stainless steel bellow has been used as the connecting short pipe.New design scheme is adopted，oil leakage points are reduced and reliable operation of equipment is ensured.

main transformer；cooler；connecting short pipe；oil leakage；stainless steel bellows

TM402

B

1007-9904（2016）01-0059-03

2015-07-29

卜繁薇（1974），女，高級工程師，從事電氣檢修管理工作；

杜俊生（1970），男，高級技師，從事電氣檢修管理工作；

王福政（1976），男，高級技師，從事電氣檢修管理工作。