宋念達(dá)

(江蘇省宏源電力建設(shè)監(jiān)理有限公司， 江蘇 南京 210024)

220kV電力變壓器監(jiān)理抽檢控制關(guān)鍵點(diǎn)研究

宋念達(dá)

(江蘇省宏源電力建設(shè)監(jiān)理有限公司， 江蘇 南京 210024)

摘 要：從電力變壓器常見故障出發(fā)，通過對多次電力變壓器監(jiān)理抽檢后反饋的問題進(jìn)行分析，提出電力變壓器抽檢過程中應(yīng)加強(qiáng)控制的關(guān)鍵點(diǎn)，并最終提高電力變壓器抽檢質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：變壓器；監(jiān)理；抽檢；關(guān)鍵點(diǎn)

0 引 言

電力變壓器是整個(gè)變電站中最核心的電氣設(shè)備，對電網(wǎng)安全運(yùn)行具有重要影響。抽檢是甲方委托設(shè)備監(jiān)理對電力變壓器質(zhì)量控制的一種重要方式。各級電力公司一直重視變壓器抽檢工作。筆者長期從事江蘇省內(nèi) 220 kV 變壓器監(jiān)理抽檢，2012 年至 2013 年期間，共發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題共計(jì) 700 余條，信息量龐大。通過對抽檢過程中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題統(tǒng)計(jì)分析，并對抽檢控制點(diǎn)進(jìn)行研究，提出電力變壓器抽檢控制關(guān)鍵點(diǎn)改進(jìn)方法，將對提高電力變壓器抽檢質(zhì)量具有十分重要的意義。

1 監(jiān)理抽檢整體情況

抽檢通常分為三個(gè)步驟。第一步對產(chǎn)品進(jìn)行隨機(jī)抽樣并現(xiàn)場封樣，每個(gè)參檢企業(yè)抽取 3 臺變壓器樣品，1 臺進(jìn)行電氣試驗(yàn)、1 臺進(jìn)行密封試驗(yàn)和外觀檢查、1 臺進(jìn)行吊心檢查。第二步按照工作合同和工作細(xì)則的要求對樣品進(jìn)行例行試驗(yàn)、型式試驗(yàn)、密封試驗(yàn)及外觀和吊芯檢查，并形成完整的試驗(yàn)、檢查記錄，經(jīng)相關(guān)各方簽字后密封存檔。第三步對試驗(yàn)、檢查記錄進(jìn)行綜合歸納得出最終結(jié)論。

參檢的企業(yè)共 7 家，其中江蘇 4 家，浙江 1 家，重慶 1家，山東 1 家。一定程度上反映了目前江蘇電網(wǎng)所用變壓器生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)狀，且具有一定的代表性。2012 年至 2013 年抽檢的 73 臺樣品中，全部電氣試驗(yàn)結(jié)果符合國家標(biāo)準(zhǔn)的有 68臺，達(dá)標(biāo)率為 93%；全部電氣試驗(yàn)結(jié)果符合用戶技術(shù)協(xié)議的有 59 臺，達(dá)標(biāo)率為 80%?？傮w來看，目前 220 kV 變壓器生產(chǎn)企業(yè)在電氣絕緣性能等方面做得比較好，但在節(jié)能指標(biāo)、密封性能和加工工藝等方面有待進(jìn)一步提高。

2 主要質(zhì)量問題原因分析

220 kV 變壓器供應(yīng)商制造水平較配變高，產(chǎn)品指標(biāo)性能方面存在問題相對較少。抽檢發(fā)現(xiàn)問題主要是工藝控制和原材料—組部件問題。

2.1 電氣性能試驗(yàn)分析

2.1.1 局部放電測量

局部放電測量是 220 kV 變壓器產(chǎn)品的例行試驗(yàn)。變壓器產(chǎn)品在長期掛網(wǎng)運(yùn)行過程中，其內(nèi)部絕緣的某些薄弱部位在高場強(qiáng)作用下發(fā)生局部放電，從而導(dǎo)致絕緣性能下降，直至造成擊穿，影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。

抽檢的 73 臺樣品中僅有 1 臺變壓器產(chǎn)品的局部放電指標(biāo)不符合國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)協(xié)議要求，另有 1 臺變壓器局部放電試驗(yàn)未能一次順利通過，但經(jīng)過簡單處理后通過。

2.1.2 空載損耗測量

空載損耗是變壓器不帶負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的損耗，主要與鐵心硅鋼片的磁滯損耗和渦流損耗有關(guān)。本次檢測空載損耗以國家標(biāo)準(zhǔn)考核，所有樣品都符合要求，達(dá)標(biāo)率為 100%。

以技術(shù)協(xié)議進(jìn)行考核，不符合要求的樣品共有 10 臺，占14%。從對 7 家企業(yè)樣品用戶技術(shù)協(xié)議的統(tǒng)計(jì)來看，用戶制定的空載損耗要求值比國家標(biāo)準(zhǔn)平均低 23%。本次檢測空載損耗實(shí)測值比國家標(biāo)準(zhǔn)要求的損耗值平均低 31%，比技術(shù)協(xié)議要求的損耗值平均低 7.6%。

2.1.3 負(fù)載損耗測量

負(fù)載損耗是指變壓器在額定電流下通過繞組電阻產(chǎn)生熱效應(yīng)而導(dǎo)致的損耗和漏磁場產(chǎn)生的各種附加損耗。本次檢測負(fù)載損耗以國家標(biāo)準(zhǔn)考核，不符合標(biāo)準(zhǔn)的樣品有 2 臺，占3%。以技術(shù)協(xié)議進(jìn)行考核，不符合要求的樣品有 7 臺，占10%。從對 7 家企業(yè)樣品用戶技術(shù)協(xié)議的統(tǒng)計(jì)來看，用戶制定的負(fù)載損耗要求值比國家標(biāo)準(zhǔn)平均低 4%。本次檢測負(fù)載損耗實(shí)測值比國家標(biāo)準(zhǔn)要求的損耗值平均低 3.1%，比技術(shù)協(xié)議要求的損耗值平均低 1.2%。

2.1.4 絕緣試驗(yàn)

220 kV 電力變壓器的絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目包括工頻耐壓試驗(yàn)、感應(yīng)耐壓試驗(yàn)和雷電沖擊試驗(yàn)(全波和截波)。這些試驗(yàn)是確定變壓器能否承受操作過電壓和大氣過電壓的主要指標(biāo)，絕緣試驗(yàn)不合格的產(chǎn)品不可以掛網(wǎng)運(yùn)行。所有的抽檢樣品均一次性通過所有的絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目。

2.2 溫升試驗(yàn)

變壓器的溫升直接關(guān)系到變壓器的超銘牌容量運(yùn)行能力和運(yùn)行壽命，是電力變壓器一項(xiàng)重要的型式試驗(yàn)項(xiàng)目。在 7家參檢企業(yè)產(chǎn)品中，有 31 臺產(chǎn)品的技術(shù)協(xié)議溫升值較國家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，占受檢產(chǎn)品的 42%。檢測結(jié)果顯示，所有參檢企業(yè)的溫升測量值均符合國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)協(xié)議要求。

2.3 密封試驗(yàn)

變壓器油滲漏會造成變壓器油的加速老化，影響變壓器運(yùn)行壽命，污染環(huán)境。本次檢測按國家標(biāo)準(zhǔn)要求施加 50 kPa壓力，72 h 內(nèi)不應(yīng)有任何滲漏。檢測結(jié)果為 1 家企業(yè)的產(chǎn)品有滲漏油現(xiàn)象，占 14.3%，其他企業(yè)的產(chǎn)品都達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。本次檢測密封試驗(yàn)不符合要求的主要原因是企業(yè)外購的法蘭密封圈存在質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致滲漏。

2.4 外觀及吊芯檢查分析

吊芯和外觀檢查對變壓器安全運(yùn)行起著非常重要的作用。本次檢測發(fā)現(xiàn)有 2 家企業(yè)的樣品油箱或器身上存在金屬異物；另外，7 家企業(yè)的樣品普遍存在螺母或膠木螺母松動、螺桿與螺母配合有效螺紋不夠、繞組墊塊松動、鐵心墊塊松動以及絕緣件松動等缺陷。

3 抽檢的常見問題檢測方法

3.1 檢查和檢測變壓器異常的一般方法

(1)聽：有無機(jī)械響聲，叮當(dāng)、呼呼聲，叭、叭爆裂聲，吱、吱聲，轟轟聲，尖叫聲，咕嘟聲等。

(2)觀：負(fù)荷電流的大小及擺動幅度，三相電流是否均勻；油色的變化；外表有無異常情況。

(3)測：測量三相直流電阻值；測試三相電流的平衡度及大??；測試絕緣電阻值。

3.2 變壓器聲音異常

變壓器發(fā)出的異常聲音因素很多，故障部位也不盡相同，只有不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，才能作出準(zhǔn)確判斷，進(jìn)行處理。用木棒的一端頂在變壓器的油箱上，另一端貼近耳邊仔細(xì)聽，據(jù)其異常聲音可判斷故障。

(1)變壓器發(fā)出很高而且沉重的“嗡嗡”聲，這是由于過負(fù)荷引起的，可以從電流表判斷出來。

(2)變壓器發(fā)出“叮叮當(dāng)當(dāng)”的敲擊聲或“呼……呼……”的吹風(fēng)聲以及“吱啦吱啦”的如磁鐵吸動小墊片的聲音，而變壓器的電壓、電流和溫度卻正常，絕緣油的顏色、溫度與油位也無大變化。可能是個(gè)別零件松動如鐵芯的穿芯螺絲夾得不緊或有遺漏零件在鐵芯上，這時(shí)應(yīng)停止變壓器運(yùn)行，進(jìn)行檢查。

(3)變壓器發(fā)出“咕嚕咕?！钡拈_水沸騰聲?？赡苁抢@組有較嚴(yán)重的故障，分接開關(guān)的接觸不良而局部點(diǎn)有嚴(yán)重過熱或變壓器匝間短路，使其附近的零件嚴(yán)重發(fā)熱而油氣化。應(yīng)立即停止變壓器運(yùn)行，進(jìn)行檢修。

(4)變壓器發(fā)出“噼啪”或“吱吱”既大又不均勻的聲，可能是變壓器的內(nèi)部接觸不良，或絕緣有擊穿現(xiàn)象。應(yīng)將變壓器停止運(yùn)行，進(jìn)行檢修。

(5)變壓器發(fā)出“嘶嘶”或“哧哧”的聲音，可能是變壓器高壓套管臟污，在氣候惡劣或夜間時(shí)，還可見到藍(lán)色、紫色的小火花，此時(shí)，應(yīng)清理套管表面的臟污，再涂上硅油或硅脂等涂料。

(6)變壓器發(fā)出像青蛙的“唧哇唧哇”的叫聲，外部線路斷線或短路；變壓器發(fā)出“轟轟”的聲音，低壓線路發(fā)生接地或出現(xiàn)短路事故；變壓器發(fā)出像老虎的吼叫聲，短路點(diǎn)較近。

(7)變壓器發(fā)出連續(xù)的、有規(guī)律的撞擊或摩擦聲，可能是變壓器某些部件因鐵芯振動而造成機(jī)械接觸，或是因?yàn)殪o電放電引起的異常響聲，而各種測量表計(jì)指示和溫度均無反應(yīng)，這類聲音雖然異常，但對運(yùn)行無大危害，不必立即停止運(yùn)行，可在計(jì)劃檢修時(shí)予以排除。

(8)變壓器發(fā)出的聲音較平常尖銳，可能是電網(wǎng)發(fā)生單相接地或產(chǎn)生諧振過電壓。應(yīng)該隨時(shí)監(jiān)測。

(9)變壓器瞬間發(fā)出“哇哇”聲或“咯咯”間歇聲，此時(shí)有大容量的動力設(shè)備起動，負(fù)荷變化較大，使變壓器聲音增大。

(10)變壓器發(fā)出“噼啪”噪音，嚴(yán)重時(shí)將會有巨大轟鳴聲，系統(tǒng)可能有短路或接地。

3.3 分接開關(guān)故障

變壓器油箱上有“吱吱”的放電聲，電流表隨聲音發(fā)生擺動，瓦斯保護(hù)可能發(fā)出信號，油的閃點(diǎn)降低，都可能是分接開關(guān)故障。故障原因如下。

(1)分接開關(guān)觸頭彈簧壓力不足，使有效接觸面積減少以及嚴(yán)重磨損等引起分接開關(guān)燒毀。

(2)分接開關(guān)接觸不良，經(jīng)受不起短路電流的沖擊而發(fā)生故障。

(3)切換分接開關(guān)時(shí)，由于分頭位置切換錯(cuò)誤，引起開關(guān)燒壞。

(4)相間距離不夠或絕緣材料性能降低，在過電壓作用下短路。

測量分接頭的直流電阻，若完全不通，是分接頭全部燒壞；若分接頭直流電阻不平衡，是個(gè)別觸頭燒壞。分接頭全部燒壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換。

3.4 三相電壓不平衡

(1)三相負(fù)載不平衡引起中性點(diǎn)位移。

(2)系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振。

(3)繞組局部發(fā)生匝間和層間短路。

4 監(jiān)理抽檢關(guān)鍵點(diǎn)建議

220 kV 變壓器供應(yīng)商技術(shù)水平較配變和低電壓等級變壓器高，但由于大型電力變壓器需求量大，造價(jià)要求高，對供應(yīng)商的技術(shù)水平和管理水平都提出了更高的要求。變壓器作為電網(wǎng)的核心設(shè)備之一，抽檢作為出廠前用戶的事前把關(guān)顯得非常重要。針對抽檢發(fā)現(xiàn)的問題提出關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置建議如下。

4.1 局放試驗(yàn)檢測關(guān)鍵點(diǎn)

(1)檢查變壓器器身存放環(huán)境，存放時(shí)間較長導(dǎo)致變壓器器身受潮。

(2)檢查安裝作業(yè)規(guī)范性，檢查安裝過程中是否由于真空處理不到位造成變壓器油中存在氣泡。

(3)檢查變壓器油產(chǎn)品合格證，質(zhì)保書，并確保變壓器油中無異物。

4.2 空載損耗測試關(guān)鍵點(diǎn)

由于抽檢結(jié)果顯示，檢測的空載損耗實(shí)測值普遍比國家標(biāo)準(zhǔn)要求的損耗值低，在技術(shù)協(xié)議中應(yīng)特別注明設(shè)備的空載損耗指標(biāo)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。在抽檢中也更應(yīng)關(guān)注也能指標(biāo)要求，而目前國內(nèi) 220 kV 變壓器廠家的制造能力完全可以達(dá)到此要求。

4.3 負(fù)載損耗測試關(guān)鍵點(diǎn)

(1)與駐廠監(jiān)理溝通，防止生產(chǎn)企業(yè)為了節(jié)約材料成本而導(dǎo)致負(fù)載損耗不合格。

(2)考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)裕度，并考慮原材料及生產(chǎn)工藝的偏差。

(3)對測試系統(tǒng)進(jìn)行了解，防止測試系統(tǒng)精度不高或試驗(yàn)人員對試驗(yàn)方法理解不全面，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，對抽檢人員造成誤導(dǎo)。

4.4 密封試驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)

變壓器的密封性是經(jīng)常出問題的一個(gè)環(huán)節(jié)，而密封問題常出現(xiàn)在變壓器本體與附件連接處及外購附件處。根據(jù)抽檢結(jié)果，應(yīng)重點(diǎn)檢查散熱器、蝶閥、密封圈及法蘭等。

4.5 外觀及吊芯檢查關(guān)鍵點(diǎn)

(1)外絕緣距離與圖紙是否要求相符。

(2)鐵心片角應(yīng)沒有損傷。

(3)避免繞組圍屏絕緣破損、端圈變形、壓板或墊塊撞傷及引線包扎絕緣損傷等問題。

(4)絕緣螺母或絕緣緊固件不應(yīng)松動。

(5)油箱內(nèi)或器身上是否存在金屬異物。

(6)不應(yīng)有油箱或散熱器表面存在撞痕、脫漆和漆瘤，銘牌信息不全或文字書寫不規(guī)范等問題。

5 結(jié) 語

本文的抽檢數(shù)據(jù)來自于江蘇省電力公司 2012 年至 2013年度對 220 kV 電力變壓器進(jìn)行的抽檢活動。這些數(shù)據(jù)基本能反映江蘇省內(nèi)近期新建 220 kV 變電站主變的制造水平?？傮w變壓器制造質(zhì)量水平滿足要求，但在產(chǎn)品外觀和吊芯檢查方面還有待進(jìn)一步提升。在今后的抽檢工作中應(yīng)結(jié)合之前抽檢經(jīng)驗(yàn)，對現(xiàn)期常見問題重點(diǎn)關(guān)注，持續(xù)改進(jìn)，進(jìn)一步提升變壓器制造水平。

中圖分類號：TU712

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1007-4104(2014)12-0058-03

收稿日期：2014-10-10

通信地址：江蘇省南京市北京西路22號 江蘇省宏源電力建設(shè)監(jiān)理有限公司。