1缺陷及运维概述
试验专业在110kV某变电站110kV#2主变油色谱试验中发现#2主变油中乙炔含量为5.53μL/L,超出规定不超过5μL/L#2主变型号为SZ10-50000/110,厂家为沈阳变压器厂。随后对#2主变下部进行了改造。.中部和油枕进行色谱比炔含量为4.93μL/L,中乙炔含量为4.76μL/L,油枕乙炔含量为48.65μL/L,三部分其他气体成分含量无异常,不符合设备内部故障时的产气特性。
2原因分析
2.周围环境空气中乙炔对变压器油的影响
焊接作业、吸烟环境空气和汽车尾气均含有乙炔,其中最高烟雾乙炔为3.14μL/L,经现场验证,近两年车站无焊接作业,周围空气乙炔含量很低,近半年变压器密封良好,漏油少,不足以使变压器油暴露在空气中,因此周围环境空气中乙炔对变压器油无影响。
2.2变压器内部故障
变压器油在热和电故障条件下会产生乙炔,如变压器内高能电弧放电.低能放电如火花放电.局部过热等。乙炔的产生一般为800-1200℃当温度下降时,反应迅速被抑制,作为重新化合的稳定产物积累。因此,大量乙炔是在电弧的弧线中产生的。但根据试验研究所的反复测试和#2主变下部.中部和油枕进行色谱比对试验,发现下部乙炔含量为4.93μL/L,中乙炔含量为4.76μL/L,油枕乙炔含量为48.65μL/L,三部分其他气体成分的含量无异常。油枕中的油乙炔含量远远大于本体油含量,表明本体油中的乙炔是由油枕油中的乙炔扩散到本体的,不是设备内部故障引起的。
2.主变本体油位低补油工艺及工艺
(1)变压器油不合格
本次工作补充的变压器油为试验合格的新油,包括微水.耐压性和含气量均在试验合格范围内,确认不存在油质不合格的问题。
(2)油管.管子没有清洗干净
团队配备了一套主变压器油处理作业的油管和油泵。本次作业前,油管已用合格的变压器油清洗,油管头、进油管道、出油管道已清洗干净,消除残油变质的影响因素。
(3)油泵选择和使用不正确
这次用两相齿轮油泵补油,新油通过油管.油泵本体到油枕。齿轮泵的结构如图1所示。当泵的主动齿轮按照图中箭头的方向旋转时,齿轮泵右侧(吸油腔)的齿轮脱离啮合,齿轮的齿轮脱离齿间,增加密封容积,形成局部真空。在外部大气压的作用下,油箱中的油通过吸油管道.吸油腔进入齿间。随着齿轮的旋转,吸入齿间的油被带到另一侧,进入压油腔。此时,齿轮进入啮合,密封容积逐渐减小,齿轮之间的油被挤出,形成齿轮泵的压油过程。
图1齿轮泵的工作原理
制造精度低或装配工艺差、齿轮泵老化,在运行过程中可能发生机械碰撞.产生局部高温或火花,导致变压器油裂解产生乙炔,导致油中乙炔含气量超标。拆卸分析当前操作中使用的两相齿轮泵,发现齿轮有明显的划痕,表面有发黑碳化的迹象,判断了油泵的质量问题。
当团队选择两相齿轮泵时,油泵转轴和叶片没有事先进行维护。检查后,油泵电机转轴偏移,磨损严重,叶片摩擦泵内壁,泵油加热产生火花,导致乙炔含量超标,泵油过程中未使用滤油器,直接将乙炔含量超标的油注入油枕。同时,油泵速度达到2800r/min,怀疑高速导致泵油过程中产生乙炔。
为了验证油泵质量问题是否是乙炔超标的主要因素,进行了一系列实验。主要实验对象:本次补油工作中使用的油泵称为1号泵、对照实验泵、2号泵,转速也为2800r/min,两桶干净的新油分别被记录为A.B。
共进行了6组实验:
①用1号泵抽A油,循环8分钟,然后对A油进行色谱分析;
②用1号泵抽取A油,循环8分钟,然后对A油进行色谱分析;
③让一号泵空转一分钟后,再抽A油,循环8分钟,再对A油进行色谱分析;
④让一号泵空转三分钟,抽A油,循环40分钟,然后对A油进行色谱分析。
⑤用二号泵抽取B油,循环8分钟,然后对B油进行色谱分析;
⑥让二号泵空转一分钟,再抽B油,循环8分钟,然后对B油进行色谱分析。
实验结果表明,使用1号泵和2号泵抽油时会产生乙炔。随着油泵的重复使用和空转次数的增加,油中的乙炔逐渐增加,因此可以判断油中的乙炔是油泵产生的。由于1号泵和2号泵已使用一次,乙炔含量与油泵的质量差异和磨损程度有关。因此,怀疑新油泵在抽油时会产生更多的乙炔,因为齿轮没有润滑。
基于以上分析,#2主变乙炔含量超标的直接原因是使用有质量问题的油泵补充主变油,导致主变油枕油乙炔含量远远大于本体油,油枕油中高浓度乙炔会逐渐扩散到本体,导致本体油中乙炔含量逐渐增加。间接原因是团队未能正确控制油泵的选择.未采用更可靠的真空滤油器注油方式,油泵使用过程未控制注油过程,最终导致#2主变本体油乙炔含量超标。
3预防措施
1.提高采购标准,建议选择转速不超过700r/min低磨损齿轮泵。新采购的油泵或滤油器应进行油处理试验。具体方法是用新油泵抽一小时的清洁油润滑内部齿轮,然后抽一桶新油分析这桶油的色谱,油质合格后才能使用。
2.油处理操作指南修订不够详细,指导不强。进一步完善操作指导,编制油处理操作流程和规范。
3.开展油泵使用培训,每年定期维护一次。包括清洁油泵外观,检查电机,清洁电机端子,检查接线螺钉是否松动.燃烧损坏,检查油泵的整体绝缘性能,确保电机绕组保持干燥。
4.主变本体补油工作应采用合格的滤油器,避免乙炔进入主变本体绝缘油。