電力變壓器有載調壓開關油中含水量超標處理案例分析

黃身銀，黃 明，熊冰川，趙勇超

（福建寧德核電有限公司，福建 寧德 352000）

0 引 言

MR公司生產的有載調壓開關在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用，日常主要監(jiān)控有載分接開關油的耐壓值和含水量指標（R型：含水量＜40 ppm、耐壓值＞30 kV/2.5 mm）等。含水量和耐壓值超標，則需選擇合適的窗口進行處理。

某電廠的廠用變壓器（68 MVA，24 kV/6.6 kV）配置R型（RIII 1200Y、開放式油枕）有載調壓開關。運行期間發(fā)現(xiàn)，調壓開關油中含水量超標，經歷了閉鎖調壓、換新油、在線濾油及吊芯處理過程。

1 案例背景

在機組移交商運后，進行首次預防性油樣化驗時發(fā)現(xiàn)，油樣結果不合格（含水量：50.5 ppm、耐壓值24.7 kV）。有載分接開關油室的油樣色譜分析數(shù)據(jù)顯示，沒有內部過熱及放電特征氣體C2H4、C2H2。與投運時的油樣數(shù)據(jù)比對，僅含水量和耐壓值發(fā)生變化。經綜合分析后，定位含水量超標可能原因為呼吸器回路密封不嚴。在變壓器運行期間采取密封處理油管路，閉鎖調壓功能，持續(xù)跟蹤并擇機處理的方式。

2 水分超標處理經過

2.1 首次檢修更換新油

在機組首次大修期間，技術人員對調壓開關注放油管路、呼吸器管路查漏，結果密封良好；對調壓開關進行5次排空換新油的處理，測量油樣數(shù)據(jù)合格后送電，送電前油樣含水量10.5 ppm、耐壓值73.2kV。

在送電后第10天取樣，分析發(fā)現(xiàn)油中含水量有了較大增長，油樣數(shù)據(jù)為：含水量31.1ppm、耐壓值54.2kV?？紤]到機組在運行期間一直沒有調壓的需求和在線濾油作業(yè)的風險，現(xiàn)場采取閉鎖調壓功能、持續(xù)跟蹤油樣的措施，等待停電窗口繼續(xù)處理。首次檢修后，主要的跟蹤水分和耐壓值數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 首次大修前后含水量、耐壓值

2.2 在線濾油處理

在第2次機組大修期間，再次檢查調壓開關油相關回路的正壓、負壓密封有無異常，還采取油室排油、橡膠管伸入切換開關底部抽油、油室抽真空除水分、熱油循環(huán)和輔助在線濾油的處理方案，同時更換呼吸器硅膠為5 kg，處理后油樣數(shù)據(jù)合格。經送電后第13天，油樣化驗的結果再次顯示油中含水量增長，處理前后主要的水分和耐壓值數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 第二次大修前后含水量、耐壓值

經綜合評估，認定水分的增長趨勢已基本穩(wěn)定，運行期間可采取在線濾油裝置（專用工具）實施在線濾油處理。結合濾油機的除濕效果、油中含水量飽和度、油中水分析出時間、運行中變壓器油溫等多種因素，按照每兩周進行一次8 h在線濾油的方式開展工作。持續(xù)兩個多月的濾油工作后，油樣跟蹤主要數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 在線濾油后含水量值

2.3 吊芯檢修

基于含水量超標的根本原因不明，無法評估長時間水分超標對調壓開關的影響。為保證設備的可靠，電廠決定在第3次檢修時對調壓開關吊芯檢查。

經吊芯檢查發(fā)現(xiàn)，廠用變壓器三相分接開關油室中A相、B相油室底部邊緣壓圈不銹鐵材質構件出現(xiàn)較為嚴重的浮銹，如圖1所示，而C相則僅有局部輕微的銹跡。經整體除銹、更換新油及真空處理后，變壓器正常送電，油中水分超標問題得到解決。

圖1 切換開關油室上銹跡位置

3 油中含水量超標原因分析

案例中，因過程數(shù)據(jù)不全，油中含水量超標原因未能有確切依據(jù)，通過歷史情況進行可能性分析。

原因1：運輸、安裝過程可能進水并處理，導致構件銹蝕并殘留水分。

MR廠家介紹，根據(jù)同類缺陷經驗，反饋其銹蝕程度可能為進水造成，為最后注油前進水。因為注油后受潮引起沉淀底部的水分含量不會出現(xiàn)大面積銹蝕，且三相可能是相同的銹蝕程度，不會產生現(xiàn)狀較大差別的現(xiàn)象。受潮引起的含水量增加，油置換處理后不會出現(xiàn)較大的含水量增長。所以，運輸、安裝過程可能進水，造成油中含水量超標的可能性很高。

原因2：運行期間調壓開關呼吸器回路及調壓開關外部油管路密封不良。

安裝投運時油樣數(shù)據(jù)合格，油管路一直未發(fā)現(xiàn)滲油。首次發(fā)現(xiàn)后進行各法蘭面密封，通過呼吸器受潮不足，導致不銹鐵材料生銹。C相與A、B相銹蝕程度差別非常大，所以造成油中含水量超標原因可能性很低。

4 油中水分飽和度試驗

為探究變壓器油中水分在不同溫度下溶解飽和度情況，在廠內試驗室進行了不同溫度下油中含水量的飽和度試驗，數(shù)據(jù)結構如表4所示。

表4 油中水分飽和度試驗數(shù)據(jù)

5 建 議

綜上所述，提出以下幾點建議：

（1）采購時優(yōu)先選擇帶膠囊的油枕，及時跟蹤調壓開關呼吸器效果。在雨季多、濕度大的環(huán)境下，對開放式油枕的小油室影響較大。關注油中含水量的飽和度，避免出現(xiàn)進水情況后誤判為受潮。

（2）在線濾油對于調壓開關油中含水量處理效果較好且風險可控，采用多次在線濾油的方法，可以逐步析出水分。對于運行中調壓頻繁的維護單位，建議增加在線濾油裝置。

（3）如遇分接開關油室進水，建議采取吊芯檢查的措施。因排油管與油室底部約有15 mm的距離，無法通過直接排油、抽真空的方式析出油室底部沉積水分。針對MR廠家R型的有載調壓開關內存在兩處不銹鐵材質構件。如遇進水情況建議擇機盡早吊芯檢查、處理，避免缺陷擴大。

6 結 論

在調壓開關吊芯檢查現(xiàn)場，通常受露空時間約束，調壓開關內的銹跡清除效果很難恢復原狀。在遇到同類問題時，要盡早投入在線濾油過濾水分。