變壓器的冷卻器故障分析與處理

■ 溫繪

變壓器的冷卻器故障分析與處理

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電力變壓器是發(fā)電廠和變電站中重要元件之一。隨著電力系統(tǒng)的擴(kuò)大和電壓等級(jí)的提高，在電能輸送過(guò)程中，電壓轉(zhuǎn)換（升壓和降壓）層次有增多的趨勢(shì)。電力變壓器的效率雖然很高（99.5%），但系統(tǒng)中每年變壓器總能量消耗仍是一個(gè)很大的數(shù)目。因此，經(jīng)濟(jì)而合理地利用變壓器的容量，改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高變壓器的可靠性，仍是當(dāng)前電力變壓器運(yùn)行中的主要課題。

變壓器 冷卻器 故障 處理

電力變壓器是發(fā)電廠和變電站中重要元件之一。隨著電力系統(tǒng)的擴(kuò)大和電壓等級(jí)的提高，在電能輸送過(guò)程中，電壓轉(zhuǎn)換（升壓和降壓）層次有增多的趨勢(shì)。電力變壓器的效率雖然很高（99.5%），但系統(tǒng)中每年變壓器總能量消耗仍是一個(gè)很大的數(shù)目。因此，經(jīng)濟(jì)而合理地利用變壓器的容量，改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高變壓器的可靠性，仍是當(dāng)前電力變壓器運(yùn)行中的主要課題。

為了保證變壓器的運(yùn)行壽命必須保障變壓器在規(guī)定的環(huán)境溫度下不超過(guò)其額定容量運(yùn)行，不允許變壓器長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷或帶故障運(yùn)行，所以要求在日常的運(yùn)行過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)變壓器的日常維護(hù)和管理。

變壓器的冷卻裝置是將變壓器運(yùn)行中由損耗所產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，以保證變壓器安全運(yùn)行的裝置。由于變壓器損耗的增加與容量的3/4次方成正比，而冷卻表面的增加只與容量的1/2次方成正比，所以變壓器容量增大時(shí)必須采用冷卻裝置，以散發(fā)足夠的熱量。因此，變壓器在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題需通過(guò)合理、合時(shí)的檢修來(lái)保障變壓器的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.變壓器的運(yùn)行須具備的基本條件

1.1 必備技術(shù)條件

變壓器在投運(yùn)前首先要有如下一些基本的技術(shù)文件供用戶和供電部門認(rèn)可，這些文件如下：

1）變壓器的履歷卡；

2）安裝竣工后所移交的全部文件；

3）若變壓器是經(jīng)過(guò)檢修的，則要提供檢修后移交的文件；

4）預(yù)試性試驗(yàn)記錄（由制造廠家提供變壓器額定電壓條件下的局部放電量數(shù)值）；

5）變壓器保護(hù)和溫控、溫顯裝置的校驗(yàn)記錄；

6）其他試驗(yàn)記錄及記錄檢查；

7）對(duì)已運(yùn)行過(guò)的變壓器要了解其以往及異常運(yùn)行（如超溫、出口短路、嚴(yán)重過(guò)電流等）記錄等。

1.2 必備工作條件

變壓器帶電前，應(yīng)進(jìn)行全面檢查，查看是否符合運(yùn)行條件，如不符合，應(yīng)立即處理，內(nèi)容大致如下：變壓器儲(chǔ)油柜、冷卻器等各處的油閥已全部打開，再次排放空氣，并檢查各處應(yīng)無(wú)滲漏現(xiàn)象；變壓器接地應(yīng)良好；變壓器油漆應(yīng)完整，無(wú)銹蝕情況；套管瓷瓶應(yīng)清潔，油位正常；調(diào)壓開關(guān)位置于運(yùn)行要求檔位，并復(fù)測(cè)直流電阻值正常，帶負(fù)荷調(diào)壓裝置指示應(yīng)正確，動(dòng)作試驗(yàn)不少于20次；冷卻器運(yùn)行正常，聯(lián)動(dòng)正確，電源可靠；變壓器油池內(nèi)已鋪好卵石，事故排油管暢通；變壓器引出線連接良好，相位、相序符合要求；氣體繼電器安裝方向正確，打氣試驗(yàn)接點(diǎn)動(dòng)作正常（氣體繼電器應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)并整定）；溫度計(jì)安裝結(jié)束，指示正常，整定值符合要求；二次回路接線正確，經(jīng)試操作情況良好。保護(hù)裝置經(jīng)調(diào)試整定，確保靈敏可靠；變壓器全部電氣試驗(yàn)合格；再次取油樣試驗(yàn)合格；變壓器周圍無(wú)雜物，變壓器上無(wú)遺留物品、工具等；送電部位和操作開關(guān)，均需相應(yīng)掛警示牌。變壓器一二次所有開關(guān)均應(yīng)在分閘狀態(tài)；準(zhǔn)備好消防用具及滅火器材；送電前應(yīng)編制好送電方案、操作應(yīng)用操作票。

2.變壓器的運(yùn)行

2.1 概述

公司主變壓器為戶外、三組、雙線圈銅繞組無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓油浸式電力變壓器，型號(hào)為SBF-90MVA/220kV，額定容量90MMVA，電壓變比為220/110/10KV，為天威保變（合肥）變壓器有限公司產(chǎn)品。

2.2 變壓器的許可運(yùn)行方式

2.2.1 額定運(yùn)行方式

變壓器額定運(yùn)行條件下，全年可按額定容量運(yùn)行。為了使三繞組變壓器各繞組溫度不超過(guò)允許值，應(yīng)按下列條件運(yùn)行：每一繞組負(fù)荷不得超過(guò)額定值；三側(cè)繞組總損耗不得超過(guò)最大額定損耗。變壓器的外加一次電壓可以比額定電壓高，但一般不得超過(guò)相應(yīng)分接頭電壓的105%。變壓器運(yùn)行時(shí)電壓變化范圍在額定電壓的±5%范圍內(nèi)時(shí)，其額定容量不變。

2.2.2 過(guò)負(fù)荷運(yùn)行方式

油浸式變壓器正常情況下不允許過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。變壓器事故過(guò)負(fù)荷只允許在事故情況下（如運(yùn)行中的若干變壓器中有一臺(tái)損壞，又無(wú)備用變壓器，則其余變壓器允許按事故過(guò)負(fù)荷）使用。變壓器存在較大缺陷（如冷卻系統(tǒng)不正常，嚴(yán)重漏油，色譜分析異常等）時(shí)，不允許過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。變壓器經(jīng)事故過(guò)負(fù)荷后，應(yīng)將事故過(guò)負(fù)荷的大小和持續(xù)時(shí)間作好記錄，以便歸檔。油浸式變壓器事故過(guò)負(fù)荷的允許值按不同的冷卻方式和環(huán)境溫度，變壓器事故過(guò)負(fù)荷時(shí)應(yīng)投入全部冷卻裝置。

2.3 變壓器的運(yùn)行

2.3.1 變壓器投入前的檢查

變壓器在合閘送電前，應(yīng)收回有關(guān)回路工作的所有工作票，拆除接地線及臨時(shí)安全措施，各部分外觀完整，現(xiàn)場(chǎng)清潔，照明充足。

變壓器投運(yùn)前應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行下列檢查：油位、油溫的指示值正常，無(wú)漏、滲油，油色透明，油位高度符合標(biāo)準(zhǔn)；變壓器周圍無(wú)雜物，無(wú)遺忘工具；瓦斯繼電器應(yīng)充滿油，內(nèi)部無(wú)氣體；套管清潔無(wú)裂紋及放電痕跡，吸潮劑無(wú)潮解變色；防爆管的玻璃板應(yīng)完好；變壓器電壓分接頭三相應(yīng)一致；主變的冷卻風(fēng)扇應(yīng)開、停完好；瓦斯繼電器與油枕的油門應(yīng)打開；新裝、檢修和長(zhǎng)期停用的變壓器（指15天以上），投入運(yùn)行前應(yīng)測(cè)量絕緣電阻值；6kV及以上線圈用2500V搖表測(cè)量，400V及以下線圈用500V搖表測(cè)量，并做好記錄；新安裝的變壓器絕緣電阻的測(cè)量由安裝單位進(jìn)行，長(zhǎng)期停用和備用的變壓器絕緣電阻的測(cè)量由運(yùn)行人員進(jìn)行，檢修后的變壓器的絕緣電阻測(cè)量由檢修人員負(fù)責(zé)。測(cè)量的絕緣電阻值應(yīng)與初次測(cè)量的數(shù)值比較，若降低到初次值的50%或以下時(shí)，應(yīng)向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。

2.3.2 變壓器的日常檢查

根據(jù)控制盤上的儀表，監(jiān)視變壓器的運(yùn)行，并每小時(shí)抄表一次。如變壓器在過(guò)負(fù)荷下運(yùn)行，則至少半小時(shí)抄表一次。對(duì)于安裝在變壓器上的溫度計(jì)，每班在巡回檢查時(shí)進(jìn)行檢查，并做好記錄。在巡回檢查時(shí)，應(yīng)對(duì)變壓器進(jìn)行認(rèn)真檢查。在氣候驟變時(shí)（冷、熱），應(yīng)加強(qiáng)對(duì)變壓器油面的檢查。在變壓器瓦斯保護(hù)發(fā)信號(hào)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)外部檢查。在變壓器過(guò)負(fù)荷或冷卻裝置故障時(shí)，應(yīng)至少每2小時(shí)檢查一次。雷雨后，應(yīng)檢查套管有無(wú)放電現(xiàn)象；避雷器及保護(hù)間隙的動(dòng)作情況。

變壓器定期外部檢查的一般項(xiàng)目，應(yīng)檢查下列各項(xiàng)：運(yùn)行中的各冷卻器溫度應(yīng)相近，油溫正常，管道閥門開、閉正確，風(fēng)扇、油泵轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)正常；引線接頭、電纜、母線應(yīng)無(wú)發(fā)熱象征；變壓器的門窗應(yīng)完整，無(wú)漏水，滲水，照明及室內(nèi)溫度適宜；干式變除去油回路檢查以外其余同上；干式變正常運(yùn)行中無(wú)絕緣焦臭味。

2.3.3 變壓器的投運(yùn)和停運(yùn)

變壓器在投運(yùn)前應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行檢查。所有備用中的變壓器均能隨時(shí)投入運(yùn)行，長(zhǎng)期備用的備用變壓器應(yīng)定期在每月15日、30日白班進(jìn)行充電試驗(yàn)，并做好記錄。新變壓器投入需沖擊五次；大修后的變壓器投入需沖擊三次。投入前要有檢修人員可以投入運(yùn)行的書面交待。

變壓器的送電、停電原則：變壓器在投入運(yùn)行前，應(yīng)先啟動(dòng)其冷卻裝置；變壓器停、送電前應(yīng)先合上中性點(diǎn)接地刀閘；變壓器的充電應(yīng)由裝有保護(hù)裝置的電源側(cè)進(jìn)行；變壓器投運(yùn)前應(yīng)將其重瓦斯保護(hù)投入跳閘；變壓器停電時(shí)，先拉負(fù)荷側(cè)開關(guān)，后拉電源側(cè)開關(guān)。

2.4 電力變壓器的冷卻器故障

2.4.1 冷卻器組或某個(gè)風(fēng)扇、沒泵電機(jī)，由于缺相運(yùn)行，電流增大使對(duì)應(yīng)的熱繼電器動(dòng)作，造成冷卻器組的磁力開關(guān)失磁跳閘。

2.4.2 控制箱內(nèi)的熱繼電器由于酷熱，強(qiáng)烈陽(yáng)光照射等，溫度升高而誤動(dòng)。

2.4.3 熱繼電器接點(diǎn)由于振動(dòng)或污垢，產(chǎn)生接觸不良而發(fā)熱誤動(dòng)。

2.4.4 回路絕緣損壞，冷卻器組空氣小開關(guān)跳閘。

3.變壓器的冷卻器檢查項(xiàng)目

3.1 應(yīng)檢查水系統(tǒng)有無(wú)滲漏缺陷，油泵、水泵、閥門、繼電器、壓力表、溫度計(jì)是否良好。

3.2 冷卻器溫度不高于25℃，水質(zhì)清潔，無(wú)沉積，無(wú)腐蝕，無(wú)生成物，不混濁。水壓應(yīng)低于油壓。

3.3 為了監(jiān)視油滲漏入冷卻水中，每臺(tái)冷卻器底部應(yīng)裝有監(jiān)測(cè)水中有無(wú)油漬的放水閥門，定期放水檢查。

3.4 冷卻器應(yīng)密封，不滲漏油，不滲漏水，按時(shí)更換密封膠墊，及時(shí)焊補(bǔ)漏縫。

3.5 冷卻器水室及冷卻管內(nèi)壁結(jié)垢后，會(huì)使冷卻效率降低，因此兩年內(nèi)應(yīng)進(jìn)行一次清洗。

4.變壓器的冷卻器處理

4.1 先將油放凈，拆除潛油泵、凈油器、油流繼電器、壓力表及兩只過(guò)渡連接管、風(fēng)扇電機(jī)、分控箱、各蝶閥等。

4.2 用臨時(shí)蓋板加膠墊密封好，安裝潛油泵的兩只法蘭加臨時(shí)連管，再將風(fēng)冷器立置，將壓力油從上法蘭注入，下法蘭流出，進(jìn)行沖洗散熱管內(nèi)壁及各導(dǎo)油室，直至清潔為止，然后再將油放凈，并將風(fēng)冷器上下法蘭也用臨時(shí)蓋板及膠墊密封，最后用高壓沖洗機(jī)冷卻器表面各個(gè)部位，特別要將散熱管外面的污物沖洗干凈，以保證正常運(yùn)行的散熱效果。

4.3 將風(fēng)冷卻器上兩端集油室的蓋板拆下清理，更換膠墊并將兩端蓋板上的所有小蝶閥和放氣塞以及臨時(shí)連管密封蓋板全部拆除，并清除各膠墊放置處的油泥和污物。

4.4 冷卻器應(yīng)涂刷防銹漆和灰漆。存放時(shí)，在地面上必須墊有適當(dāng)厚度的木塊，如需互相疊放時(shí)，其間也要墊木塊，防止將風(fēng)扇罩壓變形而改變風(fēng)扇葉的角度。潛油泵、凈油器、油流繼電器一般在風(fēng)冷器安裝在變壓器上以后再裝。

1.劉志青主編.《電氣設(shè)備檢修》.中國(guó)電力出版社2005年出版.

2.邢道清.萬(wàn)春.《變壓器的檢修與電氣試驗(yàn)》機(jī)械工業(yè)出版社2009年出版.

3.熊信銀.主編.《發(fā)電廠電氣部分》（第四版）.中國(guó)電力出版社2009年出版.

4.周澤存.沈其工.方瑜.王大忠.編.《高電壓技術(shù)》.中國(guó)電力出版社2007年出版.

5.國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì).電力業(yè)務(wù)資質(zhì)管理中心編寫組編.《電工進(jìn)網(wǎng)作業(yè)許可考試參考教材》（高壓類理論部分）.中國(guó)財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社2006年出版.

6.胡林.徐新.編.國(guó)電蚌埠發(fā)電有限公司《管理體系文件電氣部分》.2011年.

7.頡天瑞.宋吉.火鴻賓.編.國(guó)電蚌埠發(fā)電有限公司《2*600MW超臨界機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程》2011年.

（作者單位：中鹽紅四方股份有限公司）