岸橋和門機高壓變壓器典型故障及維護措施

沈洲

岸橋和門機是集裝箱碼頭前沿重要的裝卸設備，其動力源為移動高壓電源。岸橋和門機上的高壓變壓器將高壓降為設備使用的低壓，因此，高壓變壓器狀態穩定對確保岸橋和門機持續運行至關重要。廣州港南沙港區一期集裝箱碼頭（以下簡稱“南沙一期碼頭”）自投產以來，發生多起岸橋和門機高壓變壓器故障。本文分析岸橋和門機高壓變壓器典型故障，并提出相應的維護措施。

1 南沙一期碼頭岸橋和門機高壓變壓器

使用概況

南沙一期碼頭的岸橋和門機均采用10 kV高壓供電，并配置高壓變壓器，其中：1～19號岸橋各配置1臺主變壓器和1臺輔助變壓器，變壓器容量見表1;1～12號門機各配置1臺容量為500 kV稟的高壓變壓器。岸橋和門機配置的高壓變壓器均為纏繞式環氧樹脂干式變壓器。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的樹脂包封，其中：低壓線圈為銅箔繞制，高壓線圈為漆包銅線繞制。經過工藝處理后，高壓線圈與低壓線圈形成堅固的整體，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工作量較小。

2 南沙一期碼頭岸橋和門機高壓變壓器

典型故障

南沙一期碼頭岸橋和門機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、變壓器溫控數據線短路等，其中前兩類為典型故障。

2.1 變壓器因頻繁通斷電而燒毀

變壓器空載合閘會產生相當于其額定電流7～8倍的涌流（涌流大小與鐵心設計和線圈結構有關，通常大容量變壓器的涌流較小，小容量變壓器的涌流較大），進而產生巨大的機械沖擊力。此時如果變壓器線圈內部絕緣有缺陷，例如匝間、層間澆注樹脂滲透欠佳等，可能會導致線圈內部被擊穿。

變壓器在短時間內頻繁通斷電不僅對變壓器自身有害，對其配套電路也會產生較大危害，這是因為：在頻繁通斷電的情況下，線圈的儲能特性使得線圈兩端產生瞬間高壓脈沖;當通斷電達到一定頻率時，會產生高壓和反向電動勢，導致配套電路和變壓器受損。

綜上所述，當變壓器因高壓回路故障而無法合閘時，不能頻繁通斷電，而應當至少間隔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的長期作用下逐漸發生物理、化學變化，導致線圈松動，部分線匝隨電流頻率而振動，進而磨損絕緣層，造成短路;（2）熱老化，即變壓器在運行過程中發熱，導致線圈絕緣材料在較高溫度下老化、開裂，進而造成匝間短路;（3）局部放電老化，即環氧樹脂絕緣材料受材料質地、澆注工藝等因素的影響而存在氣泡，導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關瞬間斷開以保護變壓器。需要注意的是：高壓真空開關斷開后，變壓器外觀可能并無異常;此時需要借助直流電阻測試儀檢測線圈直流電阻，判斷線圈是否存在匝間短路。

3 岸橋和門機高壓變壓器維護措施

（1）日常巡檢 日常巡檢主要項目包括：檢查變壓器是否存在異物進入、雨水滴入或人為污染等問題;檢查溫度是否正常;檢查風機冷卻裝置是否正常;檢查變壓器有無異常響聲或震動，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出焦臭味。

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

（3）高壓線路繼電器保護和預防性試驗 高壓線路繼電器保護是檢測高壓線路保護功能的重要手段，而預防性試驗有助于及時發現、診斷設備絕緣缺陷。岸橋和門機高壓供電系統應當每隔2年實施1次繼電器保護和預防性試驗，主要項目包括：針對高壓變壓器，全面檢查外觀，測量直流電阻和絕緣電阻，緊固各處，清潔本體;針對高壓電壓互感器柜，檢查電接點接觸狀況、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，清潔保養柜體;針對高壓饋線柜，檢查電接點接觸狀況、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，實施繼電保護裝置電氣試驗，清潔保養柜體。

（編輯：張敏 收稿日期：2018-11-15）