变压器常见缺陷和处置程序

主变压器是变电站的核心元件,它的状态直接关系到电网的安全和稳定,因此要求对于主变压器的缺陷要做到及时消除。油浸式主变压器是电网系统中应用最为普遍的一种变压器,根据主变检修专业技术人员的统计,按照缺陷数量所占的比例,油浸式主变压器常见的缺陷包括以下几大类: 

• 渗漏类缺陷,含本体、有载开关、套管等部件的渗漏缺陷;

• 试验数据异常缺陷,包括绕组直流电阻、铁心夹件绝缘电阻、油色谱试验等等;

• 非电量保护信号异常缺陷;

• 有载调压开关动作异常缺陷,包括拒动、连调、信号异常等缺陷;

• 冷却系统缺陷,包括风机、油泵、水泵、油流计、水流计等部件及其控制系统的缺陷。

  
  

 在主变压器的日常运行维护工作中,上述五大类缺陷基本上覆盖了绝大部分的主变压器缺陷,每一类缺陷中,又有一些非常典型的缺陷原因和处理方法,值得检修人员学习和借鉴。因此,可以说,如果检修人员能够熟练掌握这些缺陷出现的原因和处理的方法,就可以提高检修效率和设备的维护质量。

正确的缺陷处置程序,一般包含以下三个环节：

首先,运行或巡检人员发现设备缺陷,并向检修人员报告。通常,由于运行和巡视人员不是专业人员,因此很难直接判断缺陷或故障的具体部位和具体原因,只能模糊的描述缺陷或故障的现象,比如变压器风机停转、有载调压开关连调等等。

检修人员通常也无法直接依据运行人员的报告判断缺陷的原因,必须进一步补充核实缺 陷信息,辅助判断。这个环节非常重要,因为运行人员报告的缺陷通常只是某些离散的缺陷 现象,相互之间缺乏联系,为了在前往检修现场以前,更为准确的判断缺陷的原因,节省现 场检修时间,提高检修效率,检修人员必须通过继续询问报缺人员,补充缺陷信息,并通过 调阅检修记录、试验记录等方式,辅助判断缺陷的具体原因。

例如,运行人员报告主变压器轻瓦斯发出报警信号,检修人员必须进一步询问运行人员,是否可以看到气体继电器内有气体存在,当时的油温是多少,油位计指针指向什么位置,并调阅检修试验记录,核实近期有无影响变压器内部开关触头位置的工作等等。

检修人员利用掌握的信息,进行缺陷的原因分析。

通过缺陷现象的报告,缺陷信息的补充核实,包括一些必要的现场检查试验工作,检修人员可以初步得出结论,即导致主变压器缺陷的主要原因有哪些,通过何种手段进行一一排除,最终确定缺陷的成因。

完成上述两个步骤以后,检修人员可以执行相应的检修策略。

通过缺陷原因分析,检修人员已经对出现的缺陷情况有所掌握,进而根据缺陷的原因,有针对性的更换部件或采取措施,消除缺陷,恢复变压器的正常运行。

上述三个步骤,即缺陷信息收集——缺陷原因分析判断——缺陷的处理,是检修人员消除缺陷的三个必要环节。正确的执行上述三个环节,检修人员就能够有的放矢,准确的找到并消除缺陷,快速恢复设备的正常运行性能。 

渗漏油是油浸式变压器最为常见的一种缺陷,占到了油浸式变压器总缺陷数量的 90% 以上,通常来说,造成变压器渗漏油的主要原因有五个方面: 主变检修专业技术人员的统计,按照缺陷数量所占的比例,油浸式主变压器常见的缺陷包括以下几大类: 

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以下几张图片说明了常见的5种渗漏缺陷及其成因。

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渗漏类缺陷的处理也是围绕这五个方面的原因展开的。

当接到渗漏类缺陷的报告时,检修人员应该注意重点核实以下信息:

• 渗漏的部位

渗漏的部位不同,缺陷的严重程度也不相同,一般的渗漏缺陷,检修人员可以安排计划性巡视或检修进行处理,但是对于比较严重的缺陷,例如套管本体渗漏,或变压器负压区渗漏,都要引起高度重视,必要时尽快到现场进行核实;

• 渗漏的速度

渗漏速度一般用每分钟渗漏的油滴数量进行表示,渗漏速度也是一个衡量渗漏缺陷严重程度的参数,对于比较严重的渗漏,检修人员要高度重视,必要时尽快到现场进行核实处理;

• 现场的进一步核实

由于条件所限，通常运行人员对渗漏油缺陷的描述大多比较粗略和模糊,检修人员需要到现场进行查看做进一步的判断,确定渗漏的具体部位,方法如下:

1. 首先观察渗漏区域。在渗漏区域,通常渗漏源附近的油迹比较新,用手擦拭可 以沾上油迹,而距离渗漏源比较远的区域,油迹相对比较旧,甚至已经干涸形成油泥。所以通过观察可以大致确定渗漏源的位置。

2. 清理渗漏区域。有些时候泄露的变压器油会沉积在一些低洼区域,造成检修人员误判断,此时应该注意先将油污清理干净,再进行检查。

3. 确定渗漏部位。将渗漏区域清理干净后,进一步观察变压器渗漏的具体位置。对于漏油比较严重的缺陷,可以直接观察到漏油位置。

4. 加压试漏。对于慢渗或者微渗的缺陷,除了观察法外,应通过加压试漏的方式, 查找准确渗漏位置。加压试漏的具体方法是,拆除变压器本体或有载开关呼吸器,安装三通截门,用干燥气瓶向油枕施加气压。在变压器本体顶部或有载开 关油室顶部安装压力表,缓慢增加供气量,观察压力表的指示。通常变压器本体加压试漏压力不超过 0.03MPa。

找到确切渗漏位置后,应该进一步确定渗漏油的具体原因。

• 密封面渗漏。    

如果渗漏位置是密封面,缺陷应该具有如下特征的一个或数个:

1. 应该首先检查法兰的螺丝是否紧固,可以用手旋动螺丝,或用扳手轻轻旋动螺丝,如果螺丝松动,可以判断密封面螺丝松动是造成渗漏的原因之一。 

2. 观察密封面,两个密封面之间的间隙应均匀,如果两个密封面之间间隙明显不均匀,可以判断密封失效是造成渗漏的原因之一。

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3. 在一定条件下,拆除法兰紧固螺丝,打开密封面,检查密封结构是否完好,密 封面是否光洁,无凸起或凹槽。密封垫应完好,没有损坏或者开裂。用卡尺测 量密封垫的尺寸和密封槽的深度,两者之间的配合应满足制造厂规定。

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• 铸件或材质缺陷导致的渗漏

如果渗漏原因是铸件或材质缺陷,缺陷应该具有如下特征:

1. 渗漏位置出现在油箱的箱体上,而不是在密封面上。

2. 渗漏位置虽然在法兰面,但仅出现在单侧法兰面,为钢板夹层造成。

3. 渗漏位置在法兰面螺丝部位,由于盲孔打穿造成。

• 部件损坏 

如果渗漏原因是部件缺陷,缺陷应该具有如下特征:

1. 部件有明显裂纹或破损,如果渗漏位置出现在套管瓷套面上,应仔细检查套管 瓷套,可能是瓷套存在裂纹或损坏导致渗漏。

• 密封面渗漏的处理方法

确定渗漏原因后,如果是密封垫或密封面损坏、失效或不符合要求,应进行更换,更换方法如下:

1. 所有的密封面或密封槽,均应消除表面的污物、锈迹、划痕、沟槽,使之保证 平整光滑。之后再用蘸有少量丙酮的棉布,对密封面或槽进行清洁;密封胶垫 也应用蘸有少量丙酮的棉布清洁,并仔细检查密封胶垫应无裂纹、损坏、老化 等不合格现象;

2. 密封胶垫的尺寸必须与密封面或密封槽的尺寸相配合。密封胶垫与密封面应满 足:密封面的内径应略小于密封胶垫的内径,密封面的外径应略大于密封胶垫 的外径;密封胶垫与密封槽应满足:密封槽的内径应略小于密封胶垫的内径, 密封槽的外径应略大于密封胶垫的外径,密封槽的深度应不大于密封胶垫厚度 的 2/3;

3. 用密封胶把密封胶垫粘在密封面上或密封槽内,防止安装时,胶垫脱离原位置。 如果密封胶垫有接口时,接口应采用斜接口搭接长度应为直径或厚度的 2-4 倍,安装时应将接口面平放,并且保证接口处于两个紧固螺栓的中间位置;

4. 紧固法兰时,应采用对角方向、交替、逐步拧紧的方法进行紧固,同时应观察 密封胶垫应无凹陷或位移,最后应使用力矩扳手按照规定的力矩值进行紧固, 使密封胶垫受压力均匀,保证密封良好;

5. 更换密封胶垫时,一般不得随意改变其尺寸,应按照 2 条款规定选择密封胶垫;

6. 采用密封胶棍密封时,必须对密封面或槽要进行更加严格的检查,必须保证密封面或槽平整光洁无损伤;

7. 采用盲孔结构的法兰,必须保证安装前和紧固时盲孔没有贯通; 
   

8. 新密封胶垫更换前应进行检查,密封胶垫表面应光滑无破损、龟裂,应弹性良 好,不超过保质期。

• 焊漏的方法

1. 将施工现场的所有易燃物清理干净并设置灭火器材。

2. 在进行焊接工作时,严禁带油大面积焊接。

3. 在进行焊接工作时,严禁长时间拖焊,应使用间断式点焊法,防止油箱内产生 压力和有害气体(如乙炔等)。

4. 焊接后应对焊接处进行试漏检查,焊口应饱满平整无毛刺。

5. 如果仍有渗漏点应再次补焊。若渗漏点已焊好,应将焊点清理干净,涂上油漆, 并将施工现场清理干净。