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）

目前國內電力設備工廠化檢修管理體系相關研究主要側重500 kV及以下電壓等級交流設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備的檢修。由于特高壓設備的整體容量高、質量大、檢修試驗條件苛刻等因素，國內外尚沒有對特高壓主變工廠化檢修相關課題的研究，更沒有對現場工廠化廠房建設的相關經驗。隨著特高壓電網的快速發展，為特高壓主變壓器建立適當的工廠化檢修模式是十分必要的，也是確保特高壓主設備安全穩定運行的重要保障。

1 特高壓主變壓器故障的檢查及分級定義

特高壓主變壓器故障發生后，應根據故障情況準備場地，對變壓器故障進行詳細檢查，分析故障產生的原因、明確故障影響范圍、確定故障分級，然后根據故障情況制定變壓器檢修方案，對換流變壓器進行檢修。

根據特高壓變壓器故障發生的頻率、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、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繞組或器身內部絕緣引起的故障；⑥變壓器鐵芯發生嚴重損壞引起的故障[1-2]。

2 特高壓主變壓器一般性故障的檢修方案

對于特高壓主變壓器來說，由于體積質量都比較大，變壓器移動的工作量和成本都較高，因此特高壓主變壓器出現第一類至第三類的故障問題時，不需將變壓器拖離其基礎移至檢修廠房內，只需按照工廠化要求，在設備現場直接進行檢修。特高壓主變壓器常見的一般性故障及現場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為發熱所造成的密封墊損壞。

處理辦法為：更換新的質量過硬的密封墊或按照技術要求擰緊緊固件的螺母及上部線夾。導電桿與金具間的載流面不夠時，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、焊接的過程中，由于制造或者設計工藝不能完全滿足所用材料的要求、在泄漏量的實驗過程中要求不嚴格或者操作不規范、或因為材質的原因等問題造成的此類故障。

針對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設備正常運轉影響不大，即可帶電操作進行堵漏。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，經過觀察不再泄漏后，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題，此方法快捷且效果比較好。

針對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的干凈，使其部位的材質展露出底色，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：螺栓未按照設計要求和設計標準擰緊，密封墊壓的縮量未達到設計要求或者密封墊的壓縮量過大，密封墊超過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象。具體的處理方法為按照技術要求擰緊螺栓，從而增加連接螺栓的壓緊力。對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不到要求、同心度達不到造成歪斜，從而出現滲油或者漏油。具體的處理方法為仔細觀察密封處的壓緊面是否存有異物，如果發現異物，應將異物清掃干凈后再進行壓緊；如果壓緊面的粗糙度過大，應將壓緊面進行打磨修平，打磨平整后再用速效密封膠涂抹后再進行壓緊；對于密封墊本身的質量問題所引起的故障，具體處理辦法為應選用合格的廠家生產的丁腈橡膠，質量符合國家標準且獲得國家認可準許的產品。

2.2 特高壓主變壓器控制柜故障的修理

控制柜發生故障后，應立即切斷控制柜電源，對控制柜進行檢查。處理方法是：將電氣控制柜內的灰塵及雜物清掃干凈；首先檢查電磁開關、接觸器等電子元器件中有無燒損的現象，繼電器等電子元器件中觸點有無接觸不良或者吸合不靈敏的現象，若出現此類現象要及時進行更換；再檢查各電子元器件中的觸點及端子排連接螺栓有無松動、丟失或者接觸不良、虛接等現象，如出現此類現象應及時補齊螺栓、壓緊線路的連接處；按照技術要求及設計標準，用500 V絕緣電阻表對各回路的絕緣電阻進行測量，測量結果應為不小于0.5 MΩ；然后再分別對油泵和風機進行動作試驗，檢查油泵和風機的運轉過程中是否有異響以及運轉的方向和設計方向是否一致；最后檢查控制箱的密封情況是否良好，如果出現了缺陷要及時進行修補，如果確認已經無法修復到原來的標準應及時進行更換；對外売除銹并進行涂裝。

2.3 特高壓主變壓器冷卻器故障的修理

在冷卻設備故障期間要密切監視變壓器的溫度和負荷，如果因變壓器的長時間負荷所產生的熱量超過了冷卻裝置所規定的上限值，應按設計要求以及相關規定在現場及時對變壓器進行減負荷，使溫度盡快下降。檢查冷卻裝置的故障，應根據故障停運范圍，按照技術要求，對冷卻設備的控制回路開展故障點的尋找，盡可能性地縮短冷卻設備的停止運轉的周期。

查明故障點及具體的處理方法為：如果故障點屬于電源或整個回路的問題，應及時投入備用電源或者備用線路，隨后迅速有效地修復好并排除此故障點，再更換熔斷器，恢復電源及整個回路正常；如果故障點屬于控制繼電器的問題，確定故障點的位置后及時更換新的備品即可；如果故障點屬于熱繼電器的問題，因為設定的上限值過小時，可按技術要求及相關規定進行適當調整，但保證調整后的極限值在產品的所能承受的范圍以內；如果故障點屬于冷卻器損壞的問題，而需及時進行更換即可，首先將進出冷卻器的兩端閥門關閉，將有問題的冷卻器內變壓器油放出后，將新的同型號的冷卻器安裝完成后，再打開進出冷卻器的兩端閥門，對氣體繼電器進行放氣，變壓器靜放后恢復。

2.4 特高壓主變壓器儲油柜故障的修理

儲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、油位計故障等。處理方法為：將儲油柜拆下，對內表面、密封件進行全部沖洗和檢修檢查，儲油柜與油箱連接的管路應無堵塞，保證油路暢通；檢查儲油柜膠囊的密封是否完好，需拆下來做充氣試驗。如有漏氣，可在漏氣處涂油，然后用聚硫橡膠粘補，最后試漏。對于嚴重裂損的膠囊要用備件進行更換。對油位計進行檢修，如損壞嚴重，則用備件進行更換。檢查合格后，將儲油柜安裝到變壓器上，通過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

故障點發生在氣體繼電器時，具體的檢修方法如下：首先將氣體繼電器整體拆解下來，將各個零部件進行分解，分解后詳細檢査容器的完整性、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示的清晰度是否符合要求，各個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行型式試驗報告。該實驗應由專業人員進行，檢驗其動作是否可靠，絕緣是否達到標準，流速校驗應符合要求。在安裝氣體繼電器時應注意，先裝兩側聯管，聯管與閥門、聯管與油箱頂蓋間的連接螺栓只需預緊即可，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，再打開聯管上的閥門開關，使儲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行排氣。安裝好氣體繼電器的二次引線后，做傳動試驗并使其符合相關規定。

2.6 特高壓主變壓器油泵的檢修

特高壓主變壓器油泵發生故障后，其檢修方法為：將油泵拆下后，對油泵的軸承、定子、前后端蓋、過濾網、壓蓋、法蘭等進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。接上電源并啟動油泵，檢查油泵的運轉是否正常。

2.7 特高壓主變壓器油位異常的檢修

油位過高或過低均為油位異常。變壓器油位過低時可能會引起瓦斯保護，從而造成誤動的現象，在變壓器嚴重缺油的情況下，變壓器內部繞組會暴露在油面以上，可能造成絕緣體擊穿的現象。此外，針對于備用的變壓器中，如果嚴重缺油，會使繞組暴露，造成繞組吸潮的現象，繞組吸潮則會使繞組絕緣下降。油位過低的處理方法則是將過濾好的變壓器油注入變壓器，使油面達到合適位置。當變壓器油位過高時可能會發生溢出，因此若最高油溫時的油位高出指示，則應放油至適當高度。

3 結論

本文對特高壓主變壓器的故障進行了分類，并對其中的第一、二、三類故障提出了對應的處理方法，為實際生產提供了理論基礎及合理的方案依據。