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摘要:

鑒于廠用變壓器作為水力發電系統中重要一次設備，其運行情況將直接影響整個系統的安全運行，針對銅街子水電站干式廠用變壓器運行后線圈均出現整體下沉的現象，分別從廠用變壓器的生產、安裝、使用情況等多方面入手，逐項剖析故障產生的原因并提出了解決方案。

關鍵詞:

干式變壓器;支撐絕緣子;線圈下沉;故障診斷;對策

銅街子水電站于1985年開工，1992年投產發電。原廠用變壓器為油浸自冷式，因變壓器已經連續運行近20年，設備絕緣出現老化現象，加之銅街子電站機組增容改造之后廠用系統負荷增大，現有廠用變壓器容量已經不能滿足設備安全運行需求［1］，因此決定于2013年開始對廠用變壓器逐步進行更換。由于油浸式變壓器運行維護工作量大，出現故障后有污染環境的風險，而干式變壓器防火性能好，基本免維護，不污染環境，經過對比分析，決定將原油浸式變壓器改為干式變壓器，新干式變壓器型號為SCLB12－2000/13．8，容量為2000kV•A，首臺干式廠用變壓器于2014年5月投入運行。銅街子水電站11F、14F機組分別在2014、2015年完成增容改造，廠用變壓器均由油浸式更換為干式，原型號為S7—1600∕15，容量為1600kV•A，更換后型號為SCLB12－2000/13．8，容量為2000kV•A，2臺新廠用變壓器為同一型號，均為上海富士電機變壓器有限公司生產制造。2015年11F機組按照檢修計劃退出運行狀態轉為檢修狀態，檢修人員對1號廠用變壓器進行檢查時發現，變壓器線圈上端部分支撐絕緣子松動，通過進一步核查發現，變壓器線圈下端部支撐絕緣子墊塊被壓縮變形傾斜，線圈出現整體下沉現象，鑒于此情況，檢修人員著手對14F機組4號廠用變壓器進行了全面檢查，發現4號廠用變壓器線圈同樣下沉，情況與1號廠用變壓器相同。

1變壓器線圈下沉的原因

1)環境因素。因干式變壓器在帶電運行過程中，鐵芯片及線圈在電磁力的作用下，會出現一定程度的電磁震動，長期震動可能會使支撐絕緣子墊塊壓縮變形，同時由于變壓器運行過程中線圈的銅損以及鐵芯的鐵損會產生熱量發熱，正常工作時線圈溫度能夠達到65℃，而變壓器工作環境溫度約為36℃，使得線圈下方的支撐絕緣子墊塊溫度升高，長期運行后絕緣子墊塊逐漸軟化傾斜，最后導致線圈整體下沉。

2)材質及結構。由于上海富士電機變壓器有限公司屬于日資企業，廠家在設計變壓器時會根據用戶使用地點的地質結構使用不同強度的支撐絕緣子墊塊，本產品按照日本(ATN)指導設計，支撐絕緣子墊塊標準線圈自重的應力小于29N/cm2。絕緣子墊塊(HT)直徑60mm，面積2828mm2，絕緣子墊塊(LT)直徑45mm，面積1590mm2，高壓線圈(相)重量為420kg，低壓線圈(相)重量為190kg，原墊塊(HT與下夾件之間)每相5塊，線圈自重應力為4200/28．28/5=29．7N/cm2。原墊塊(LT與下夾件之間)每相4塊，線圈自重應力為1900/15．90/4=29．9N/cm2。通過計算發現，計算值與設計標準值(29N/cm2)非常接近，絕緣子墊塊裕量較小，原墊塊安裝如圖1所示。綜上所述，廠用變壓器絕緣子墊塊因設計裕度較小加之墊塊在工作溫度影響下發生軟化，使得變壓器線圈在自重力的作用下發生下沉。

2處理方法與結果

1)方法。變壓器線圈下沉的原因分析清楚后，制定了變壓器線圈下沉的處理方案:把變壓器線圈支撐絕緣子墊塊更換為強度更高的支撐絕緣子墊塊，并在高壓側線圈(相)與夾件之間增加一組支撐絕緣子及墊塊，在低壓側線圈(相)與夾件之間增加兩組支撐絕緣子及墊塊，如圖2所示。按照處理方案增加墊塊:高壓側線圈(相)與夾件之間增加一組支撐絕緣子及墊塊，低壓側線圈(相)與夾件之間增加兩組支撐絕緣子及墊塊。高壓側計算應力為4200/28．28/6=24．8N/cm2，低壓側計算應力為1900/15．90/6=19．9N/cm2。計算值滿足線圈自重的應力小于設計值(29N/cm2)的要求。

2)結果。通過采取更換支撐絕緣墊塊材料、增加墊款數量的方式對變壓器進行處理后，對變壓器進行了相關試驗，試驗結果均無異常［2］。經過長時間運行觀察，目前設備運行良好，線圈未出現下沉的情況。

3結語

近年來，因干式變壓器結構穩定、免維護等優點，其普及率越來越高，而變壓器作為重要的一次設備，常規的維護檢查工作能夠及時發現問題，確保設備的安全運行，銅街子電站2臺廠用變壓器線圈下層問題的解決方案，為其他電站干式變壓器的維護檢查提供了思路。

參考文獻:

［1］王田，萬亞濤．水布埡水電站發變組保護的應用及改進［J］．水電與新能源，2011(5):21－25

［2］秦斌，涂圣勤，余惠芳．隔河巖電廠線路及發變組保護動作信號分析［J］．水電與新能源，2011(3):58－60

作者:馬建軍 楊桃 劉巍 單位:國電大渡河檢修安裝有限公司