摘要:变压器是核电厂电力系统中的核心设备之一,一旦其绕组出现缺陷将会对变压器乃至核电厂的运行安全产生极大的影响,因此需要定期通过预防性试验对变压器绕组的直流电阻、绝缘、介损等数据进行检测和分析,以及时发现变压器存在的问题,将缺陷消除在萌芽阶段。导致变压器绕组直流电阻超标的原因比较复杂,因此需要对其进行全面的分析,并在准确判断超标原因的基础上及时采取处理措施,保证核电厂生产运营安全。
关键词:变压器;高压绕组;直流电阻;超标原因;处理措施
由于核电厂装机容量比较大,变压器运行电压较高,因此对变压器设备的稳定性和安全性提出了很高的要求。为了保证变压器运行状态能够满足核电厂生产运营的要求,必须定期开展预防性试验来检测设备的各项指标参数,其中绕组直流电阻的检测是变压器预防性试验中的一个重要项目,也是及时发现设备缺陷的重要途径。而一旦在试验中发现直流电阻存在超标现象时,应结合实际情况准确分析判断超标原因,并采取有针对性的处理措施,从而为核电厂的安全运行提供可靠的保障。
一、分析变压器高压绕组直流电阻超标原因的主要方法
(一)结合实际情况排除影响因素
在发现变压器高压绕组直流电阻超标时,应结合实际情况对超标原因进行分析,首先应进行复测,并对试验仪器设备的精度以及灵敏度进行检查,同时要复核试验人员读数和抄录数据的准确性,以便排除设备以及人为因素造成的数据超标。此外,试验时还要对被试变压器的顶层油温进行准确读取和记录。这主要是因为变压器在出厂试验和预防性试验时变压器的油温存在差异,检测数据无法进行直接比对,因此在试验中测得的数据需要先将其换算到同一温度条件下,之后再与出厂数据进行比对分析,检查其偏差是否满足国标要求,以便准确分析数据超标的原因[1]。
(二)结合实践经验进行数据分析
造成变压器高压绕组出现直流电阻超标的原因有很多,较为常见的原因是紧固件松动或者开关触头氧化等接触不良相关问题,紧固件处以及开关触头接触电阻的增加将直接导致此类部位出现过热,从而对变压器的使用寿命造成不良影响。特别是在切换开关的触头部位,变压器在进行有载调压时,触头之间会不断磨损并产生电腐蚀现象,导致接触电阻不断变大,当负载电流较大时,长期的过热会导致弹簧弹力逐渐变弱,从而导致动静触头间的压力降低,发热也将导致触头表面氧化加速并出现形变,接触电阻进一步增大,最终导致直流电阻超标。因此在分析超标原因时要注意总结实践经验,对变压器设备的运输、存放、检修、运行等各环节的影响因素进行综合性的分析判断,以提高原因分析的效率和准确性。
二、某核电厂变压器高压绕组直流电阻超标检查、原因分析及处理
某核电厂在对变压器进行预防性试验过程中发现高压绕组在试验时存在直流电阻超标现象,高压绕组直流电阻在每一步的偏差均超过了±2%的允许范围,因此必须找出超标原因,并采取相应的处理措施,以保证变压器投运后的运行安全。
(一)变压器高压绕组直流电阻超标检查及原因分析
在分析超标原因时,首先根据检测数据以及油样检测结果可以初步排除变压器高压绕组存在断股、焊接不牢以及匝间短路等缺陷,因此需要重点对绕组引线处相关部件的连接情况以及调压开关内部进行检查分析。根据高压绕组直流电阻数据的异常变化进行分析,初步判断可能在A相存在接触不良现象,据此进行了以下的检查和分析。
1、检查套管将军帽
试验人员首先对变压器A相高压套管将军帽进行了检查,确认各紧固件无松动情况。然后将将军帽拆除,并对将军帽和穿缆引线接头之间的直流电阻进行检测,均未发现异常,说明该部分无缺陷存在。
2、检查有载分接开关
试验人员首先检查了切换开关。在将切换开关吊出后,对各触头是否存在磨损、氧化或灼伤现象进行了检查,未发现异常,检查所有连接件的稳固性以及软连接的完好性、对切换开关的所有回路直流电阻进行检测,均未发现异常,说明切换开关完好无缺陷。其次检查了动静触头。试验人员对高压绕组套管将军帽与有载分接开关所有动静触头之间的接触电阻进行了检测,并与带切换开关状态下的检测数据进行对比分析,均未发现异常,说明动静触头间接触面无异常[2]。最后检查了选择开关,检查中虽然没有发现接触部分存在磨损或者灼伤现象,不过发现在高压绕组的引线、分接电缆头连接选择开关位置以及有载分接开关静触头与选择开关上的引线接头连接位置均有个别螺栓存在松动情况。试验人员对所有螺栓进行紧固处理后,对直流电阻进行了复测,发现直流电阻偏差虽然出现有所下降,不过其仍然超过了2%的标准,因此说明螺栓松动不是导致变压器高压绕组直流电阻超标的根本原因。
3、检查套管引线以及高压绕组
根据前面的检查分析结果,基本可以推测在高压套管穿缆引线和高压绕组间可能存在缺陷,因此将高压绕组临近套管穿缆引线一侧的绝缘层剥开,并对其直流电阻进行检测,发现A相引线间直阻存在超标现象,说明在高压绕组或者其引线连接套管穿缆引线位置存在缺陷。在将高压绕组A相套管吊出后,检测发现绝缘纸在与引线相邻位置有较为明显的碳化现象,在剥去出现碳化的绝缘纸后,发现接头处有发黑现象,且接触电阻较大,对接头处螺栓力矩进行校验发现,螺栓出现了松动现象,从而基本确定了变压器高压绕组直流电阻的超标原因。为了确保检查分析结果的准确性,有对高压绕组的其他相分别进行相关检查,均未发现异常。
(二)变压器高压绕组直流电阻超标缺陷处理
由于本次变压器高压绕组直流电阻的主要超标原因是套管穿缆引线连接高压绕组引出线接头处螺栓出现松动,导致接头处出现过热情况,因此,首先使用百洁布以及酒精对接头部位进行了彻底的擦拭清洗,清除了长期过热产生的污垢,清除污垢后对接头检查无异常,重新将接头连接紧固后,使用力矩扳手按标准力矩对螺栓紧固力矩进行了校验[3]。在完成处理并恢复接头连接后,对接头接触电阻进行了复测,发现接触电阻改善明显。对高压侧绕组各相分别进行直流电阻检测,并对不同挡位条件下的偏差进行计算分析,发现对比出厂数据,偏差均降至0.2%到0.4%之间,满足国标要求,说明该变压器高压绕组直流电阻超标问题得到了有效的处理。
(三)提高变压器直流电阻超标问题的分析和处理效率
由于核电厂变压器设备需要长期连续运行,为避免因变压器绕组出现缺陷导致变压器停运,必须严格按照维修大纲的要求,定期对变压器绕组进行直流电阻、绝缘、介损等预防性试验检测工作,以便及时掌握变压器运行状态。一旦在试验中发现存在数据超标情况时,试验人员应结合油色谱数据、各项试验数据以及现场检查情况进行综合分析,及时找到缺陷根本原因并进行处理。确保核电厂的长期安全和稳定运行。
三、总结
在核电厂的生产经营过程中,为了保证变压器设备的连续稳定运行,需要定期对变压器的进行预防性试验,以及时发现变压器存在的隐蔽性缺陷并加以处理。由于造成变压器高压绕组直流电阻超标的原因十分复杂,且存在诸多的影响因素,因此在试验中一旦发现数据出现超标等异常情况时,应从设备结构原理、运行状况、各项检测数据上综合着手,合理分析,排除无关因素的干扰,提高故障查找和原因分析的效率和准确性,并及时根据原因分析结果采取相应的干预和处理措施,为核电厂变压器的安全稳定运行提供可靠的保障。
参考文献:
[1]徐鹏,董正杰,肖玲,曹雅榕,甘强.变压器绕组直流电阻测试方法的优化[J].绝缘材料,2019,52(4):86-92.
[2]宋文翠,陈朋,孙成田,吕超.变压器绕组直流电阻异常的分析与处理[J].变压器,2017,54(5):66-69.
[3]唐林.核电厂主变压器的运行维护与故障处理[J].科技视界,2016(25):350+339.