一起主变储油柜胶囊破损的共性问题分析

郭晗，郭顺楠，李学良

(1.福建福清核电有限公司，福建福州350318;2.国网厦门供电公司，福建厦门361000; 3.国网冀北香河县供电有限公司，河北廊坊065400)

一起主变储油柜胶囊破损的共性问题分析

郭晗1，郭顺楠2，李学良3

(1.福建福清核电有限公司，福建福州350318;2.国网厦门供电公司，福建厦门361000; 3.国网冀北香河县供电有限公司，河北廊坊065400)

本文结合一起500kV主变的三台单相变压器均发现胶囊破损的共性事件，分析了胶囊破损原因及可能的危害，并提出相关防范措施及改进建议，为今后主变的安装工序提供必要的参考依据。

变压器;油枕;胶囊;真空注油

1 引言

电力变压器作为电能的传输、转换的核心设备，在电网中发挥重大作用，该设备的安全、稳定、可靠运行不仅关系到变压器本身，而且还关系到整个电网，其安装和检修质量对设备的运行状况有至关重要的影响。

国标GBJ148－90《电气装置安装工程:电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》中规定: 220kV及以上变压器、电抗器必须真空注油［1］。本文通过分析一起500kV主变的三台单相变压器均发现胶囊破损的共性事件，提出变压器抽真空注油工序及油位计设计等方面的不足，并提出鉴别胶囊破损的新方法。

2 事件背景

某发电厂500kV主变型号为DFP410000/500，冷却方式为ODAF，接线组别为I i，三相联接组别为YNd11，由三台单相变压器组成，储油柜为胶囊式。

该500kV主变于2013年开始投入运行，2015年巡检发现，该主变C相油位与其他两相有较大的偏差，且油位偏低。现场排查，未发现变压器存在渗漏油现象。翻阅巡检记录，发现该主变C相油位投运至今呈下降趋势，结果如表1所示。

表1 主变油位检查记录

根据现场故障处理预案(类似相关规程)，检修人员在带电情况下对该主变C相油位计进行检查，未发现异常情况，由此排除表记故障造成的示数异常，初步判断该主变C相储油柜内部存在异常。通过现场取样，该变压器油样分析结果正常，该缺陷暂不影响主变正常运行，故决定待大修期间对该问题进行排查处理。

3 事件处理

2015年11月，变压器大修期间，在对该油位缺陷进行排查过程中，打开C相主变储油柜顶罩，发现胶囊内部存在充油现象，同时对A、B相主变储油柜进行排查，均发现胶囊内部存在充油现象，且C相胶囊内部油量最多，A相最少。判断为胶囊存在破损缺陷或安装时胶囊内误打入变压器油所致。

根据3个胶囊均出现内部充油的异常情况，决定首先对充油量最多C相胶囊进行更换。检查更换下的胶囊，发现胶囊存在约3.5cm的破口，如图1所示。

后续对A、B相胶囊也进行了更换处理，发现三个胶囊的破口均位于油位计浮子转向板附近，如图2所示。

4 胶囊破损原因分析

该起主变三台变压器均出现了胶囊破损的情况，且破口均在油位计浮子转向板附近，为共性问题，经现场检查和分析，推断可能原因如下:

(1)安装不当所致。油位计浮球连杆通过螺栓固定在浮子转向板上，浮子杆固定部位存在四角尖端，除此之外，油枕内并无其他尖端。该破口可能为安装过程中，注油操作不当导致尖端划破胶囊。即安装时采用全抽真空注油方式，本体与胶囊一同抽真空。抽真空注油过程中，变压器内未充油部分，相对压力较低，可能出现实际油位低于油位计显示油位的情况。若破真空过早，储油柜内实际未充油，而破真空阀门打开过快，则容易造成胶囊迅速膨胀，与浮子转向板的尖端强烈碰撞，产生破口。

(2)运行过程中所致。当本体油温变化较快，变压器油热胀冷缩，胶囊随本体变压器油呼吸时多次上下运动，胶囊与浮子转向板的四角尖端发生碰撞，经多次撞击后，造成胶囊破损。但由于变压器储油柜具有低油位报警功能，运行历史中并未出现低油位报警，日常巡检中也未发现油位降至0点，故判断运行中发生碰撞所致的可能性很小。

(3)胶囊的制造材料和工艺问题。即胶囊的制造材料和工艺达不到要求，耐油性和耐高温性能较差，在变压器油的长期浸泡和应力作用下，发生老化和内部龟裂，最后发展为破损缺陷。但观察更换下来的胶囊，由于破口并不是胶囊粘粘处，且胶囊并未出现老化现象，该可能性可基本排除。

(4)安装前已破损。该主变胶囊是在变压器厂内完成组装，连同储油柜一同运输入厂。在现场并未对胶囊进行单独检查，存在安装前已破损的可能性。

5 胶囊的作用及破损危害分析

当变压器油的体积随油温的升降而膨胀或缩小时，储油柜起着储油和补油的作用，以保证变压器器身永远浸在油内。变压器储油柜胶囊的主要作用是防止变压器油与外界潮湿的空气直接接触，减少或防止水分和空气等杂质进入变压器，延缓变压器油老化。

在该起事件处理中，通过对变压器油位异常的现象进行分析，利用窗口进行排查，并根据分析结果及时更换胶囊，变压器本体油样未受影响。但胶囊存在破口，如未能及时处理，时间一长，将对变压器的使用寿命和安全运行造成很大威胁。

(1)变压器油受潮。胶囊一旦出现破口，变压器由密封状态变为非密封状态，储油柜油面与外界气压平衡，变压器油通过呼吸器与外界空气直接接触，存在外界水分和潮气直接进入油内的风险。在500kV变压器中，油中水分要求很高(＜15ppm)，若变压器油受潮，溶解在变压器油中的水在强电场作用下易向绕组聚集，使变压器绕组的纸质绝缘吸收水后造成绝缘性能降低，引起线圈对地击穿或线圈匝间短路，造成设备损坏。

(2)假油位。胶囊有破口，造成胶囊内部充油下沉，下压浮球，使油位计不能正确指示真实油位，影响运行检修人员对变压器油位的跟踪判断。对变压器的正常运行造成危害。

(3)堵塞本体呼吸通道。胶囊破损进油后，在重油的作用下，胶囊有可能堵塞油枕通至本体的油路管道，导致油只能留在油枕而不能回流到本体，本体内逐渐形成负压、瓦斯内少油或无油，造成轻瓦斯和重瓦斯动作［2］。

6 防范措施及建议

根据分析结果，针对该主变三台单相变压器均出现胶囊破损的共性问题，提出以下几点建议:

(1)变压器抽真空注油过程中，需确定变压器油已进入油枕，至一定油位后再破真空，且破真空过程要缓慢进行，防止胶囊迅速膨胀，与浮子转向板的尖端发生强烈碰撞。

(2)该变压器采用大连世有生产的YZF3－186* 296(TH)型油位计，该油位计的浮子转向板上存在尖端。该设计虽已广泛应用，但在特殊情况下，存在与胶囊发生强烈碰撞，导致胶囊破损的可能。建议后续对该设计进行改进:油枕内针对该转向板增设防护板，避免胶囊与转向板尖端直接碰撞;对该油位计转向板进行改进，可将尖端处进行倒角处理，以保证油枕内壁无尖角、毛刺。

(3)若胶囊在变压器厂内既已完成装配，运输到厂后，需打开储油柜端盖，展平、检查胶囊，并进行油位计安装。同行电厂曾经因直接从储油柜下部安装油位计，导致胶囊未展平，浮球及连杆被胶囊包住，在运行过程中，发生浮球捅破胶囊的事件。

(4)当变压器出现油位异常，怀疑胶囊破损时，可通过储油柜集气室引下的储油柜注放油阀进行取油样，若该油样水分远高于本体水分，可初步判断胶囊可能存在破口。

7 总结

该文结合一起500kV主变的三台单相变压器均出现胶囊破损的共性事件，通过分析排查，对变压器油位计的浮子转向板的设计提出改进意见，并对变压器抽真空注油工序进行完善，最后提出一种新的方法，即通过油样与油位分析，综合判断储油柜胶囊是否存在破口缺陷。

［1］GBJ148－90，电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范［S］.北京:中华人民共和国建设部，1990.

［2］孙威，方毅平，刘秋平，等.500kV鹅城换流变油枕胶囊破坏原因分析［J］.湖南电力，2013，33(5):30－32.

The Common Problem Analysis of the Breakdown of Transformer's Conservator Capsule

GUO Han1，GUO Shun-nan2，LI Xue-liang3
(1.Fujian Fuqing Nuclear Power Station，Fuzhou 350318，China;2.State Grid Xiamen Electric Power Supply Company，Xiamen 361000，China;3.State Grid Jibei Xianghe Power Supply Co.ltd，Langfang 065400，China)

This paper is combine with a common event that three single phase transformer's conservator capsule of a 500kV transformer are all broken to analysis the reason and the harm of the conservator capsule's damage.The preventive measures and improved opinion are proposed to provide necessary basis for the installation procedure of the transformer.

transformer;conservator;capsule;vacuum oiling

TM41

B

1004－289X(2016)04－0106－03

2016－01－26

郭晗(1988－)，女，助理工程师，从事核电厂电气调试维修工作;郭顺楠(1988－)，男，助理工程师，从事变电站运维工作。