王建偉，于 強(qiáng)，張麗瑾

（國網(wǎng)山西省電力公司晉中供電公司，山西晉中 030600）

某110 kV變壓器運(yùn)行噪聲異常的處理

王建偉，于 強(qiáng)，張麗瑾

（國網(wǎng)山西省電力公司晉中供電公司，山西晉中 030600）

為了貫徹國家電網(wǎng)公司“三個不發(fā)生”工作方針，加強(qiáng)變壓器全過程運(yùn)行管理，杜絕變壓器設(shè)備事故和大面積停電事故，以某臺110 kV變壓器運(yùn)行噪聲異常的處理為例，揭示了變壓器運(yùn)行噪聲異常能夠反映變壓器深層缺陷和事故隱患，分析了噪聲異常的原因，提出了監(jiān)控人員要關(guān)注變壓器運(yùn)行噪聲，發(fā)現(xiàn)異常要及時正確處理，防止變壓器故障和停電事故發(fā)生。

變壓器；運(yùn)行噪聲；故障

0 引言

《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》9.1.1條要求：“加強(qiáng)變壓器選型、定貨、驗(yàn)收及投運(yùn)的全過程管理”。電力變壓器在運(yùn)行過程中，會有發(fā)熱、發(fā)噪聲等征狀，這些狀態(tài)參數(shù)若在允許范圍內(nèi)，變壓器就可以按設(shè)計壽命長期運(yùn)行。若任何一項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)，變壓器內(nèi)部材料就會受到熱的或機(jī)械力的快速破壞，造成變壓器故障，影響電網(wǎng)可靠供電。國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求110 kV變壓器，運(yùn)行噪聲應(yīng)不高于65 dB。居民區(qū)，國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，夜間噪聲應(yīng)不高于45 dB。若變壓器運(yùn)行噪聲異常，產(chǎn)生噪聲污染，將影響人民生活。所以關(guān)注變壓器運(yùn)行噪聲，有利于人民生活、有利于電網(wǎng)供電、有利于設(shè)備安全。

1 某110 kV變壓器運(yùn)行噪聲超標(biāo)

2009年9月某變電站運(yùn)行人員反映某110 kV變壓器運(yùn)行噪聲突然增大了，有連續(xù)的異物震動聲。檢修人員會同變壓器專家到現(xiàn)場測試變壓器噪聲達(dá)到91 dB，及時報告了電力調(diào)度，在調(diào)度協(xié)調(diào)下倒換變壓器負(fù)荷，對異常變壓器進(jìn)行了停電檢查處理。

異常變壓器型號：SFSZ7-20000/110，1992年2月生產(chǎn)出廠，1992年12月投運(yùn)，運(yùn)行6 a后于1999年5月進(jìn)行過標(biāo)準(zhǔn)大修。此后該變壓器受到過多次10 kV側(cè)出線短路沖擊，嚴(yán)重的是2002年1月20日和2006年7月5日曾受到近區(qū)10 kV開關(guān)柜內(nèi)部三相短路沖擊（變壓器開關(guān)跳閘），變壓器未在當(dāng)時受到損壞，一直帶電安全運(yùn)行。

2 變壓器噪音異常原因分析

110 kV變壓器在正常運(yùn)行中噪聲測試，要求不超過65 dB，而某臺變壓器運(yùn)行噪聲達(dá)到91 dB。因此認(rèn)為變壓器存在嚴(yán)重缺陷。分析變壓器噪聲增大原因有以下幾方面。

a）穿心螺栓松動，或墊塊錯位，鐵芯夾件松動，造成鐵芯磁滯伸縮加劇，鐵芯疊片震動振幅加大，噪聲增大。

b）變壓器內(nèi)部引線綁扎松動，主繞組或調(diào)壓繞組支撐件脫落，捆扎部件松動，繞組在漏磁通電動力作用下震動加劇。

c）分接開關(guān)固定松動，發(fā)生共振，產(chǎn)生異常噪聲?；蜩F心多點(diǎn)接地，渦流電磁發(fā)聲。

d）變壓器外部附件松動或變形，震動發(fā)聲。如變壓器冷卻風(fēng)扇固定松動或葉片變形，異常震動發(fā)聲。

e）送電沖擊或大負(fù)荷設(shè)備啟動時，電動沖擊發(fā)聲，變壓器過負(fù)荷。如變壓器帶有電爐、硅整流等非線性設(shè)備，產(chǎn)生高次諧波，發(fā)出高分貝噪聲。

f）電網(wǎng)產(chǎn)生過電壓、單相接地，或者系統(tǒng)短路，會發(fā)出沉重的“嗡嗡”聲。

3 試驗(yàn)查找變壓器噪聲異常原因

檢查故障錄波、電器儀表指示和繼電保護(hù)運(yùn)行情況，均未發(fā)現(xiàn)異常。據(jù)此分析認(rèn)為變壓器無外部電路故障，無外部沖擊性負(fù)載，無過電壓等異常情況。變壓器外部冷卻系統(tǒng)檢查也未見異常，決定通過停電高壓試驗(yàn)和色譜分析來檢查變壓器內(nèi)部噪聲增大原因，必要時變壓器進(jìn)行吊罩檢查。

3.1 變壓器油色譜試驗(yàn)合格

高壓試驗(yàn)人員于2009年9月16日對變壓器進(jìn)行了取油樣色譜分析，9月16日油樣色譜分析數(shù)據(jù)以及當(dāng)年第一、第二季度的油樣色譜分析數(shù)據(jù)羅列見表1。

分析表1數(shù)據(jù)，乙烯有緩慢增加趨勢，分析變壓器內(nèi)部可能存在局部過熱，該變壓器1999年5月大修以來，受到數(shù)次沖擊，從色譜數(shù)據(jù)分析，變壓器油樣中無乙炔，所以該變壓器內(nèi)部無放電現(xiàn)象，無貫穿性絕緣的損壞。

3.2 變壓器高壓試驗(yàn)合格

電力變壓器高壓試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)異常。與歷史數(shù)據(jù)比較，該變壓器繞組無明顯變形，鐵芯絕緣電阻達(dá)到900MΩ，不存在鐵芯多點(diǎn)接地現(xiàn)象。鐵芯無短路。夾件松動或鐵芯墊塊滑落等內(nèi)部應(yīng)力缺陷，高壓試驗(yàn)無法測出，需要吊罩檢查處理。

4 吊罩檢查處理

4.1 變壓器吊罩檢查

吊罩檢查發(fā)現(xiàn)：變壓器有載分接開關(guān)固定部件未松動；變壓器鐵芯墊塊未發(fā)生移位脫落；變壓器繞組絕緣電纜紙包扎良好；變壓器調(diào)壓繞組引線固定木質(zhì)支架木螺栓螺桿斷裂4條，典型螺栓螺桿斷裂圖片見圖1。

4.2 木螺栓螺桿斷裂原因分析

表1 某110 kV變壓器色譜試驗(yàn)記錄 μL/L

圖1 變壓器調(diào)壓繞組固定木質(zhì)支架螺栓螺桿斷裂典型圖片

a）設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理，SFSZ7-20000/110型變壓器，110 kV調(diào)壓繞組引線靠木板、木螺栓固定，如圖1所示，這種設(shè)計不科學(xué)，木質(zhì)螺栓螺桿本身強(qiáng)度很低，不能保證承受持久強(qiáng)勁的機(jī)械力，抗沖擊電動力差，變壓器在運(yùn)輸中也容易使夾件受力形變，木螺桿斷裂。

b）制造工藝粗糙，從圖1可以看出110 kV分接線圈引線的綁扎情況，引線綁扎不直、不勻，木質(zhì)螺栓長期受力，變壓器繞組在工頻電動力作用下，容易把額外的力傳遞給夾件和木螺栓螺桿。

c）木螺栓螺桿材料不合格，從斷裂的木螺桿看，材料密度小，抗彎強(qiáng)度極低。安裝過程中也容易使木螺栓受傷，帶病運(yùn)行。

d）運(yùn)行中，短路沖擊電動力的作用，使繞組瞬時形變增大，使木螺栓斷裂。

e）至于變壓器油中少量的乙烯增加，原因可能是木質(zhì)螺栓斷裂后，變壓器繞組引出線發(fā)生重力位移，影響了引出線與有載開關(guān)的震動連接，使連接部位振幅增大，使電阻增大了發(fā)熱所致。引線位移也影響了繞組散熱。所以，重新固定繞組引線，減小震動幅度，降低震動電阻，不顯著的發(fā)熱缺陷應(yīng)會自動消失。

4.3 隱患的嚴(yán)重性

變壓器內(nèi)部繞組或鐵芯的固定出現(xiàn)缺陷時，將嚴(yán)重降低變壓器抗擊短路沖擊的能力，增大變壓器事故損壞的風(fēng)險。

變壓器內(nèi)部部件固定損壞時，還會嚴(yán)重破壞變壓器絕緣。4根木螺栓螺桿斷裂，會把調(diào)壓繞組引出線的重量、電動力和內(nèi)部應(yīng)力轉(zhuǎn)移到其他未斷裂的木螺栓和支架上，增大其他木螺栓和支架的機(jī)械荷載，這樣會導(dǎo)致更多的木螺栓螺桿斷裂，使調(diào)壓繞組失去支撐，使變壓器繞組發(fā)生變形，破壞絕緣距離，破壞變壓器繞組絕緣，引起發(fā)熱和局部放電甚至短路故障，燒毀變壓器。

4.4 維修處理

為了提升固定螺栓和螺桿的機(jī)械強(qiáng)度，選擇高密度的環(huán)氧樹脂材料加工螺栓、螺桿，對關(guān)鍵受力部位，全部更換環(huán)氧樹脂螺栓、螺桿，對松動的夾件進(jìn)行了緊固處理，并用干燥白色棉布條對需要加固的部位進(jìn)行了綁扎處理。

測試?yán)@組直流電阻合格；測試變壓器鐵芯與繞組、鐵芯與夾件、繞組與夾件絕緣良好；對變壓器進(jìn)行了回裝。變壓器高壓試驗(yàn)合格。

大修后變壓器送電，經(jīng)過3次沖擊，變壓器聲音無異常，變壓器恢復(fù)運(yùn)行，噪聲低于63 dB。

通過變壓器噪聲判斷出變壓器內(nèi)部缺陷，及時進(jìn)行了加固處理，變壓器噪聲恢復(fù)正常，幾年來對變壓器油樣色譜跟蹤試驗(yàn)，油樣中乙烯含量不再增長，判斷變壓器局部發(fā)熱已消除。變壓器安全運(yùn)行至今。

5 結(jié)論

變壓器發(fā)生噪聲異常，一定有引發(fā)噪聲增大的原因，噪聲增大時，變壓器一定工作在非健康狀態(tài)。建議運(yùn)行監(jiān)控人員關(guān)注變壓器運(yùn)行噪聲，發(fā)現(xiàn)異常時，認(rèn)真分析處理。持續(xù)性的噪聲增大，大多是由于變壓器內(nèi)部外部部件機(jī)械缺陷所致，必須及時處理。變壓器偶爾間隙性的噪聲增大，大多是由于沖擊性負(fù)荷引起，對沖擊性負(fù)荷（如硅鐵廠、鋁廠電爐冶煉等負(fù)載）要采取減小沖擊的措施，如加裝限流電抗器等。

Treatment of Abnormal Noise of a 110 kV Transformer

WANG Jianwei，YU Qiang，ZHANG Lijin
（State Grid Jinzhong Power Supply Company，Jinzhong，Shanxi 030600，China）

In order to strengthen thewhole process operationmanagementof transformer and avoid transformer equipmentaccident and large-scale blackout accident,this study did some effort to avoid faults.According to the treatment of abnormal noise in a 110 kV transformer,it revealed thatabnormalnoise can reflectdefects and hidden trouble of transformer.Itanalyzed the causesofabnormalnoise, and puts forward suggestion thatmonitoring personnel should pay attention to the operation noise and handle the problem timely to avoid transformer faultand blackout.

transformer；operation noise；fault

TM401+.2

B

1671-0320（2015）06-0034-03

2015-08-15，

2015-10-13

王建偉（1968），男，山西平遙人，1993年畢業(yè)于葛洲壩水電工程學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)，高級工程師，從事電氣設(shè)備技術(shù)監(jiān)督管理工作；

于 強(qiáng)（1972），男，河北深澤人，1996年畢業(yè)于太原工業(yè)大學(xué)城鎮(zhèn)供電專業(yè)，高級工程師，從事電氣設(shè)備運(yùn)行監(jiān)督檢修管理工作；

張麗瑾（1972），女，山西祁縣人，1993年畢業(yè)于太原電力?？茖W(xué)校技術(shù)經(jīng)濟(jì)專業(yè)，高級經(jīng)濟(jì)師，從事輸變電技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理工作。