由一起油浸式变压器喷油缺陷探讨测温油槽 专业维护方案

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2019/4/22来源:《电力设备》2018年第31期文/张本宇
[导读]摘要:为确保变压器安全稳定运行,应实时监控其内部温升,这主要通过油温表来实现,而油温表是依靠安装在变压器测温油槽内的温度传感器来采集温度信号的。

        (国网山西省电力公司检修公司  山西太原  030023)
        摘要:为确保变压器安全稳定运行,应实时监控其内部温升,这主要通过油温表来实现,而油温表是依靠安装在变压器测温油槽内的温度传感器来采集温度信号的。本文由一起35kV 油浸式站用变压器测温油槽喷油的抢修案例展开分析,讨论了测温油槽渗漏原因及日常维护存在问题,并提出了可行的测温油槽维护装置设计方案。
        关键词:变压器;测温油槽;清理装置
        1、引言
        为保证变压器的连续安全供电,变压器必须保证在一定温度下进行,因此对变压器的温度进行实时采集及检查处理,使其维持在一定的范围内,对变压器的寿命有重要的意义。目前主要通过油温表、绕组温度表对变压器上层油温及绕组温度进行实时监测,以上测温仪表都需通过安装在变压器油箱顶部的测温油槽中的感温元件输送信号。当测温油槽密封不严时,水分可能进入油槽内部形成油水混合物,导致感温出现误差;当气温较低时,油水混合物可将油槽冻胀,甚至开裂,发生喷油现象,影响设备安全运行。
        2、事件经过
        2016年1月31日500kV雁同变电站运行人员巡视发现35kV 2号站用变压器油温表测温油槽处存在严重渗漏油情况(图1),故次日对35kV 2号站用变进行紧急停电,检修人员赴现场进行抢修。首先工作人员对站用变压器进行放油,使油位降至本体顶盖位置以下,取下油温表温度传感器后将油槽从本体顶盖上拆下,发现油槽侧壁有长度为2cm左右的明显裂缝(图2),缝隙使油槽与本体内部联通,导致站用变内部变压器油通过油槽处向外渗漏。经检修人员分析,缺陷主要原因是由于油温表探棒与油槽连接处密封圈老化,在雨雪天气时水分缓慢渗入油槽内部,当环境温度下降至零度以下时,油槽内聚集的水结冰膨胀后体积发生变化,致使油槽侧壁胀裂,最终导致渗漏油现象。检修人员随即安装了新油槽,更换油温表探棒与油槽连接处密封圈并紧固,且对连接处进行密封加固处理,最后将站用变补油至正常油位,清理站用变油污,缺陷处理完毕。
         
        图1 站用变测温油槽处喷油    图2 测温油槽侧壁出现裂缝
        3、缺陷原因及现状分析
        该缺陷发生主要原因是测温油槽与温度传感器连接处密封不良,在雨雪天气下水分缓慢渗入测温油槽内部,由于山西北部地区冬季平均气温较低,油槽内聚集的水结冰膨胀后体积发生明显变化,在测温油槽的密闭空间内产生巨大的挤压力,使测温油槽胀裂,导致渗漏油事故。
        在山西省北部地区,冬季最低温度均在-10℃以下,在这种冬季极寒天气下,当设备进行停电检修停止运行后,内部绝缘油温度逐渐降至环境温度,或是站用变压器、中性点电抗器这种本体油温较低的设备,若存在测温油槽进水情况,油槽内的水分会凝结成冰而体积激增,在油槽的密闭空间内产生巨大的挤压力。一方面可能将温度传感器的温包挤压变形,造成表油温指示异常;另一方面若测温油槽机械强度不足,会导致油槽冻胀、开裂,使其与设备内部联通,在本体压力作用下绝缘油出现渗漏、喷涌现象,造成紧急停电事故,此类缺陷处理时需对破损油槽进行更换处理,其中涉及设备排油、注油等油处理工作,检修成本高、耗时长,且工序复杂,极大的影响电力安全生产工作。
        4、专业维护方案的研究
        考虑到测温油槽结构狭长,常规工具不满足工作需求,可以制造适合油槽尺寸的专用清洁刷配以自动化工具,通过电力驱动完成清理,采用电动泵将油槽内废油、脏污全部吸出,同时把维护工作所需的密封垫、生料带、干净棉布等耗材进行合理化搭配,从而组装成一套便携式专用维护工具,提升工作效率和清理效果。
        依照上述设计思路研究详细实践方案:测温油槽专用清理装置(见图3),整体为手提箱设计,清理装置内有各种形状的槽盒将箱体划分成不同的工作区域,其中包括:清理区、清洁区、维护区、电源控制区、专用工具区;其中电源控制区装配了大容量蓄电池,可通过外部电源进行充电,且蓄电池连接多个控制开关;箱体右下方为清理区,安装了微型排污泵与纳污罐,其中排污泵通过控制开关与蓄电池相连,而微排污泵的出口和纳污罐相通,纳污罐另一侧设计有通往箱体外的排污阀门;箱体中间位置为清洁区,配备了自动清洗器,该清洗器通过控制开关与蓄电池相连;在箱体右侧中间位置是维护区,区域内设置有收纳盒、橡胶圈柱和备用油罐,其中收纳盒内放置了各种耗材,橡胶圈柱上套有不同尺寸的密封圈,而备用油罐内储存有纯净的绝缘油;箱体左侧区域为专用工具区,分别有4个槽盒,其中安放不同尺寸的清洗刷、干燥刷和排污管。
        实际操作流程如下:首先将温度传感器从测温油槽取出,将排污泵与排污管连接后探至油槽底部,启动排污泵将油水混合物排入纳污罐中。随后使用自动清洗器安装专用清洗刷,利用高速转动的清洁刷对油槽内壁进行仔细清理,更换为海绵刷再对其进行干燥处理。根据情况更换油槽、温度传感器密封垫,将油槽内注入纯净的变压器油,最后在温度传感器法兰缝隙处做防水密封处理,测温油槽维护工作结束。
       
        1—装置箱体   2—槽盒   3—清理区   4—清洁区   5—维护区   6—电源控制区   7—专用工具区  8—蓄电池   9—控制开关  10—微型排污泵  11—纳污罐  12—排污阀门  13—自动清洗器  14—收纳盒  15—备用油罐   16—排污管
        图3 测温油槽专用清理装置示意图
        5、总结
        在户外运行的设备,其法兰连接处密封垫均处于压缩状态,在经过长时间的大范围温差变化和日晒、雨雪等复杂天气影响下均会出现老化、开裂情况,同时温度传感器顶部因设计原因存在一定缝隙,故容易出现测温油槽进水的情况。针对此类问题,一方面建议新安装设备可要求厂家设计加装温度传感器专用防雨罩等防护措施,另一方面在日常检修时应重点检查油槽内部,使用专用清理装置进行彻底的清理、维护工作,消除油槽冻裂隐患,保证油温表测量精度,从而提高电力变压器运行的稳定性,为电网安全打下良好的基础。。
        参考文献:
        [1]张利萍.浅谈变压器绕组温度计的原理及测量方法[J].《宁夏电力》2011,(05):37-39
        [2]俞立凡,李慧蓉.变压器绕组温度计异常的原因及改进建议[J].杭州:变压器,20074(1):51-60
        [3]国家电网公司.国家电网公司变电检修管理规定第1分册油浸式变压器(电抗器)检修细则[S].北京:中国电力出版社.2017