有载开关窜油缺陷分析处理

引言

某公司所属220kV某变电站,有载开关发油位异常告警信号,现场检查发现有载开关油位表指示油位降至0,发信正确。检修人员当天对有载开关进行补油工作,油位恢复正常。为了确定是否为发生窜油的问题,还委托试验所对主变本体绝缘油进行成分分析试验。一个月后,油位再次出现异常,检查变压器外部,没有严重的渗漏油。利用连通器原理及水平法测量,本体油位与有载开关油位大致相同。因此,判断该站#1主变压器有载开关有内部窜油的嫌疑。

通过对220kV某站#1主变压器有载开关油位异常的处理消缺维护工作,发现真正导致有载开关油位异常的原因是:在主变运行时,开关油枕油位与本体油枕油位存在高度差(有载油位高于本体油位）,因为压力的作用,有载油枕的油通过密封不良的点进入本体,有载油位不断下降,直到与本体油位持平或差很少,这也就解释了在外部无明显渗漏油的情况下,有载开关里油的去向。而主变本体油进行化学成分试验未检测出有关烃含量超标,也可能是因为有载开关本身动作次数就不多,开关油的烃含量低,窜入到本体的含量就更少,所以在试验时,虽有微量的数据被检测到,但远未达到超标数据的地步。

在临界油位时,有载开关会出现类似220kV某站那样密封圈损坏情况下的窜油。本文提出通过调低有载开关油枕的高度,使得本体油位始终比有载油位高,有载油(受污染的油）不会窜到本体去,只有本体油窜到有载开关,不至于污染本体。结合现场实际检查结果以及对主变本体绝缘油的跟踪试验成分分析论证,总结出该方法对有载调压开关窜油的处理合理有效。

1缺陷分析及处理

1.1缺陷分析

为防止工作过程中非电量保护误发信号,将#1主变压器有载重瓦斯跳闸投入压板及#1主变压器本体重瓦斯跳闸投入压板退出,并断开非电量保护电源空气开关。连接油管,将有载开关油枕及有载开关器室内的油排出。

检查有载开关油位表、油管、本体油位表及其他相关部件,并未发现异常。将有载开关调至中间位置,拆卸有载开关传动轴,打开顶盖并吊出切换开关检查器室。此时,主变本体内充满变压器油,而有载开关器室内无油,两者间有油压差,发现开关器室顶部法兰处有明显渗油现象,两个定位销处因无螺帽锁紧,渗油尤为明显,如图1所示。

图1渗油处

开关器室顶部法兰处有明显渗油现象,则可能为密封胶圈有问题。关闭本体油枕与主变本体间的阀门,打开本体有载呼吸器,排出部分主变本体油,至本体油位低于有载开关检修托架以下。为确认油位具体位置,用一根细管进行测量,如图2所示。

图2测量本体内实际油位

对主变压器有载开关进行吊检,用如图3所示专用工具将开关器室与本体分离,下放到开关器室的检修托架上,如图4所示。

1.2缺陷处理

在临界油位时,会出现像220kV某站那样密封圈损坏情况下的窜油。如果调低有载开关油枕的高度,就算密封圈损坏了,因为本体油位始终比有载油位高,有载油(受污染的油）也不会窜到本体去,只有本体油窜到有载开关,不至于污染本体。原有载调压主变结构如图5所示,主变油枕与有载开关油枕在同一高度,由于油位的高度差存在,当有载开关的油枕密封圈损坏时,有载开关油枕的油会窜入主变本体。而改进思路是将有载开关的油枕调整到主变本体上方,使其高度低于本体油枕的高度,确保本体油位低也高于有载油位,消除有载开关油枕里油位与本体油枕油位的压力差。改进后有载调压主变结构如图6所示。

如图7所示,根据设计要求安装有载调压油枕,并对开关器室进行清洗后,将开关切换芯子吊回器室内,恢复开关整体复装工作,如图8所示。

安装工作完成后,重新对有载开关注入新的绝缘油,并对所有放气阀如散热片、油管、升高座、本体瓦斯、本体油枕等地方多次进行放气,待主变本体及有载开关油静置后,取油样进行试验,各项数据均达标,符合投运条件。

2缺陷处理后的检查与验证

2.1缺陷处理后的加压检查

进行处理后,通过加压对有载桶进行进一步检查,以确保万无一失。通过加压至0.03MPa检查筒内有无渗漏,如图9所示。加压结果为无渗漏,如图10所示。

2.2油位表校验

2.2.1有载开关油箱油位表

通过排尽油及注油过程检验其动作正确,报警值正常。

2.2.2本体油箱油位表

通过排尽油及注油过程检验其动作正确,报警值正常。注油后充氮气排出油枕内的空气,确保油位指示真实性。

2.3补油记录及有载油箱容量计算

2.3.1补油记录

220kV某站#1主变有载开关分别在2017年2月2日、12月27日、2018年1月22日、2月13日处理油位低缺陷,对有载开关油箱进行补油。

2.3.2有载油箱容量及补油量、窜油量的计算

按有载油箱直径大约600mm、高度大约250mm计算,3.14×3002×250≈70L,油箱容量大概70L,按每次补油容量为油箱的2/3计算,70×0.6=42L,每次补油大约40L,四次共补160L,换算成变压器油的容量为:160×0.895(变压器油密度）≈140kg:窜油量为:140-20(油箱中剩油）=120kg。

2.4油中溶解气体浓度分析判断

根据有载开关油样色谱试验结果,变压器油中溶解气体乙炔含量为150uL/L,而根据原变压器油样色谱试验结果,变压器油中溶解气体乙炔含量为0uL/L。

处理缺陷前补充过四次变压器油,估算窜油量为120kg,即含乙炔浓度为150uL/L的劣质油渗窜到变压器本体油箱内。计算其对本体变压器油中溶解气体含乙炔气量的影响(本体油按50t计算）:120×150÷(50000＋120）≈0.36uL/L。主变本体油中溶解气体乙炔量会上升至0.36uL/L左右。

根据以往经验,隔离故障源后变压器油中溶解气体没有增长量,经过长时间的溶合后,含气量会有所下降。也就是说,本体油试结果含乙炔0.36uL/L,这个含气量数值是切换开关油箱内劣质油与本体油混合后比较合理的数值。

这次220kV某站#1主变压器,因为切换开关油箱密封不良,造成变压器油中溶解气体乙炔含量上升。现在#1主变压器切换开关油箱窜油缺陷已消除,所以变压器油中溶解气体乙炔含量在0.36uL/L左右,在这个基数上不会再产生含气量增长的情况,具体变化数值应结合大修前后试验数据进行比对、验证。

3结语

在实际生产工作中,有载开关渗油的缺陷虽不是特别常见,但也并非极少出现。在天气冷热交替或是主变负荷过高、油温过高时更容易引起密封的老化。变压有载分接开关常渗油的部位有:油室的上、下法兰连接处,油室绝缘筒上的关盖密封处,油室内及底部结合处。造成渗油的原因也是多方面的:既有开关本身产品制造质量和出厂装配的因素,也有安装、维护、检修不到位的原因。而通过调低有载开关油枕的高度,使得本体油位始终比有载油位高,保证了有载油(受污染的油）不会窜到本体去,只有本体油窜到有载开关,也不至于污染本体。

经过一段时间的试点考究,对实施前后的成效进行对比,结果说明该改进方法具有一定的适用性、科学性、有效性、可操作性,且其以创新优势为主变有载开关窜油缺陷处理带来了更好的帮助,提升了电网质量整体效能。