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智能伺服变压器:一文精讲变压器渗漏油的原因及解决方法

2018-06-30 09:19:57 德州信平电子有限公司 阅读

变压器

变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。

按用途可以分为:电力变压器和特殊变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。电路符号常用T当作编号的开头.例: T01, T201等。变压器外部结构如下图所示:

一文精讲变压器渗漏油的原因及解决方法


变压器油

1变压器油的物性

纯净的变压器油是无色透明的液体,其绝缘强度比空气大很多,可以充满油箱内各部件之间的空气隙,使其内部的绝缘介质保持良好的化学和物理性能,保护金属防止腐蚀,保持变压器良好的绝缘状态,此外变压器油还具有良好的散热作用,油循环使得绕组和铁芯得到充分冷却,改善运行条件,是变压器安全稳定运行的重要环节。 通常,变压器油在20℃时的密度为0.84~0.91,一般不超过0.9。变压器油的密度越小,油中的杂质和水分越容易沉淀,对电气设备的安全稳定运行越有好处。例如,在低温时,变压器油中如果存在水分,则有可能结冰,冰的密度为0.92。如果油的密度大于0.92,则冰就会在油中浮起,成为放电通道,引发电力事故。

2变压器油类型

在我国,变压器油的牌号是以凝点为基础划分的的,分别为DB-10、DB-25、DB-45,其中D代表“电力用油”,B代表”变压器油”,后面的数字表示三类变压器油的凝点分别为-10℃、-25℃、-45℃。对于最低气温不低于-10℃的地区,采用DB-10的变压器油,对于最低气温低于-10℃的地区,采用DB-25或DB-45的变压器油。

3变压器油质量的判定

变压器油的质量要求等级很高,不经过耐压试验和化学实验是很难确定油是否合格,但不合格的油一般可以从外观加以鉴别。

1) 油的颜色:正常油的颜色为微黄,若油色变为红棕色,甚至发黑时,则应怀疑油已经劣化,应对油进行取样试验;

2) 透明度:新油在玻璃瓶中是透明的,并带有蓝紫色的荧光,若失去荧光和透明度,则说明油中含机械杂质和游离碳;

3) 气味:未变质的变压器油没有气味,或带有一点煤油味,如有异味,说明油质变坏。例如:烧焦味—油温过高;酸味—油严重老化;乙炔味—由内产生过电弧;其他异味—与容器反应产生。

4变压器渗漏油的危害

目前,我国对渗漏油尚没有明确量的规定,一般认为有油迹者为渗油,有油珠下滴者为漏油。一旦变压器出现渗漏油,其后果是十分严重的,不仅影响外观,污染环境,而且会使油位降低,引起低油位告警;甚至会使带电接头、开关处在无油绝缘的状况下运行,从而导致绝缘降低、击穿、短路、烧损,甚至爆炸。

渗漏油还会使变压器由密封状态变为非密封状态,长此以往,对变压器的绝缘品质和使用寿命都会产生不利影响。此外还会使站场巡检人员或检修人员对变压器储油柜内胶囊的密封良好性、油位表指示的正确性等作出错误分析。由于变压器渗漏油本身已对变压器的安全运行形成了威胁,而与此同时还往往伴随着吸潮现象的发生,且难以察觉,由此容易形成新的故障隐患,从而影响输油站场电力系统的安全可靠。

因此,对变压器的渗漏油问题应给予充分重视,并充分分析和研究渗漏的原因,采取必要的措施以杜绝渗漏油现象的发生。

变压器漏油原因分析

1温度影响

变电所所在地四季温差较大,夏季气温最高可达40℃以上,而冬季的气温又可降到-25℃以下,因此器身金属的膨胀及收缩变形较大,尤其在冬季,昼夜温差极大,夜间气温极低,变压器各连接处密封圈垫弹性降低,体积收缩,从而导致渗漏油。这种情况与原本运行时不漏的变压器,停电后由于温度降低反而产生渗漏的道理是一样的。

2设计结构的影响

由于变压器本体油箱与散热器为两个相对独立系统。散热器与油箱上的密封法兰配合,通过横向连管等连接件联接固定在本体油箱之上,二者之间的进出油管道通过变压器专用蝶阀相连通。由于散热器本身及内部变压器油的总重达数千千克,连接法兰、蝶阀承受很大的重量,且不同部位的所受到的力不严格一致,这种情况很有可能使本体油箱法兰与散热器法兰不平行,造成各处密封垫受力不均匀,使两法兰间隙小的地方压缩量较大,间隙大的地方压缩量较小,不易做到做到均匀压缩,随着密封材质的老化变质,容易渗漏。

3振动频率的影响

由于本体与冷却器分为两个相对独立的部分,因此其机械振动(变压器内部硅钢片磁致伸缩引起的铁芯振动,硅钢片接缝处和叠片间的漏磁引起的振动,绕组负荷电流漏磁引起的绕组和油箱壁的振动)频率不一致,而使其连接部分的振动频率发生不规则变化,导致变压器在经过了长时间的运行后,连接法兰的螺丝松动,产导致渗漏油。

4密封结构及密封件问题

由于变压器上使用密封件随着使用时间的增加会出现老化变质的问题,极易变硬、破裂,同时,由于部分管路的密封采用平面法兰对接,造成安装过程中的密封圈压缩量过大,导致整体密封不良,管路松动。密封问题造成渗漏油的主要原因有以下几种:

密封结构差

密封结构是决定变压器是否渗漏的重要因素之一。变压器常见的密封结构主要分为两种:

A、有密封槽或有限位圆钢(方钢)结构

B、平板对接无限位结构

相对而言,如果密封面采用第一种方式,并且选用合适的、合格的密封件,不仅有利于现场的安装及检修,而且也容易控制密封件的压缩量。其渗漏油的可能性就会减小,密封件的使用年限也会延长。若采用制造工艺粗糙的无限位密封结构, 在焊接和装配过程中又没有认真清理焊渣,或随意用金属物敲击密封面,导致密封面凸凹不平,产生幅向沟痕,则极易引起渗漏。

密封件选用不当

密封件的质量好坏也是影响变压器渗漏的重要因素。更换密封件时应对应选择耐油、抗氧化能力好、耐高温的材料,并在选用时仔细检查,一般应使用硬度适中的密封圈,且要保证密封圈的压缩量在30%左右,避免因过量压缩而使其寿命缩短。变压器的密封圈应尽量选择平板密封圈,尤其是对于高压、低压套管等大面积密封的地方应选择平板无接头密封圈,这对密封面质量不太好的法兰尤为重要。

密封件老化

一些新安装或新检修的变压器,密封圈的弹性还较好,真空验漏时未出现异常情况。但运行几年后,密封圈的弹性减弱,密封失效,潮气甚至是雨水直接进入变压器本体,此类渗漏现象往往是由密封件老化引起的,如不及时处理它将引起绝缘物的结构强度降低,发生放电现象,对变压器产生极大的危害。

5焊缝与焊接质量

焊接工艺,焊接质量差等问题,也是变压器渗漏油的重要原因。

焊缝出现裂纹

变压器油箱出厂试漏时,一般很少发现渗漏现象,但在使用现场,渗漏较为普遍,其主要原因之一是焊缝周围出现了裂纹。焊接应力产生裂纹情况有两种:

(1) 焊接应力与外应力叠加。

焊件在焊接成型的过程中经受很大的温度变化。在焊缝上,最高温度可达材料沸点,而离开热源,温度则急剧下降。这种温度的变化将产生内应力,也必然影响到整个焊接过程中的应力分布,引起应力集中,不仅导致工艺缺陷,而且在一定条件下将直接影响构件的承载能力,如强度,刚度,受压稳定性等。变压器油箱是结构复杂,焊道纵横交错,产生大量的焊拉应力,造成应力集中,应力值甚至可达到屈服极限以上。变压器出厂时的吊装和运输,实质上是给变压器油箱施加一种外载。这种外应力与焊接应力相叠加,达到或超过材料强度极限,就会使原有隐裂继续扩展或加深,甚至产生新的裂纹而导致渗漏。

(2) 焊接应力与腐蚀共同作用。

焊接应力与腐蚀共同作用也能产生裂纹。这是因为变压器油中含有水分,有机酸、无机酸以及过氧化物,这些物质会对油箱产生腐蚀作用,与油箱材料在承受的焊拉应力相叠加,就可能出现裂纹。

焊接质量问题

一台16000KVA的主变,密封焊接口的数量很大,焊点多、焊缝长、焊接难。由于厂家焊接设备、人员技术水平、检漏手段等诸多因素影响,常常造成接口处(直缝与横缝、立缝结合处、换焊条结合处等)焊接不良或烧透形成砂眼、气孔。另外,有时钢材本身也存在气孔,这些缺陷因有焊渣、油漆等附着,在运行初期表现不明显,但随着变压器的电磁、机械振动及油温升高变稀,油逐渐从这些沙眼、气孔、裂纹中渗漏出来。

渗漏点的查找方法

变压器渗漏油的原因很多,表现出来的现象也各有不同。

顺藤摸瓜法—适用于比较明显的漏油。

查看设备时,首先观察变压器安装位置的地面基础上有无明显的新油迹,如果有,要顺着油迹的上方查看,并并应注意排除一些中间漏油的假象点,顺藤摸瓜,一般可以找到真正的渗漏原点,如套管CT接线柱、套管帽、焊接沙眼、管根等处。

观察分析法—对介于渗与漏之间的渗漏点查找。

这种渗漏点一般不向下滴油或很长时间才向下滴一滴。因此地面上无新油迹,但渗漏点附近一般有一片油污,且有较明显的油迹或油泥,并在渗漏点处较为集中。因此只要把油迹或油泥处擦净,用截断锯条或其他工具将渗漏点外面的油漆、焊药皮除掉,一般能较快的查出渗漏点。

寻根朔源法—对渗油点的查找。

渗油一般比较缓慢,多为焊接的细小砂眼、裂纹、管缝开裂等,渗点的周围一般有一小片浮土和浮土密集区。对此类渗点一般可用截断锯或其他工具对浮土密集区进行挖根找点,除掉其油漆、焊药皮,如果发现焊接接口凹处,尤其是平直焊缝交接处的凹坑,一般可认为此处即为渗点,再配合显像剂,很快就能找到渗油位置。化学显像法—对于没有浮土密集区的渗点。

对浮土区下常易发生渗油的部位进行清理挖点,并将该点用丙酮擦拭,干燥后喷上显像剂(显像剂为液体,喷出时呈雾状,可粘附与渗点的各种复杂表面,经风一吹即可将其附着的表面包括凹坑变为白色),经过一段时间,渗油处的白色将变暗发黑,渗点即刻显现。显像剂法不受环境、渗点位置的影响,附着时间长且容易清除,是寻找渗漏点的较佳途径。

漏油改进措施

根据渗漏部位不同,一般应实行以焊为主、焊堵结合等多种处理措施。

1焊接

对因焊接或钢材本身缺陷造成的渗漏油,可使用补焊的方法进行处理。带油焊接应在漏油不显著的情况下进行,且施焊部位必须在油面以下。否则应采用抽真空排油法形成负压后焊接,负压的真空度不宜过高。以内外压力相等为宜以避免吸入铁水。带油补焊一般禁止使用气焊,焊接选用较细的焊条为宜,补焊时应将施焊部位的油迹清除干净,施焊过程中要注意防止穿透和着火。当焊接时间较长时,应采用断续、快速点焊。燃弧时间应控制在10s-20s之内。绝对不允许长时间连续焊接。以防止焊穿。补焊渗漏油较严重的孔隙时,可先用铁线等堵塞或铆后再施焊。在靠近密封橡胶垫圈或其它易损部件附近施焊时,应采取冷却和保护措施。

2粘堵

有些渗漏部位不宜或不能用电焊补焊。这就需要使用快速堵漏胶等进行封堵。堵漏胶可以在带油、带压情况下处理设备渗漏故障,使用简便、适应性强,可以节省大量人力、物力。在使用堵漏胶堵漏时,应注意以下几点:

1) 要掌握堵漏剂的性能、配合比例和操作要领;

2) 要根据设备的渗漏情况及处理渗漏时的温度,适当调整配合比例或加添快速固化剂;

3) 对需要粘堵的渗漏部位应清擦打磨干净,不能有油泥、漆皮等;

4) 对漏油点不能堵上了事,而应用粘有丙酮的脱脂纱布将胶堆起,把漏点盖住,直至胶变硬固化,没有油渗出为止。

3更换

变压器密封件材质的好坏对渗漏油的影响很大,不耐油胶垫用不了几年就会发胖、变软,失去密封作用而漏油。对这种材质不佳的胶垫要找机会更换为合格的密封胶垫。除胶垫材质外,密封垫的尺寸大小、厚薄对渗漏亦有较大影响。现在用的橡胶垫压缩率一般为35%--40%,从外观上检查,原为直角的胶垫变为圆弧形才能真正起到密封作用。对尺寸不合格的胶绳、胶垫、“O”型圈均应进行更换,当没有合适规格时,应重新设计加工,保证它们起到密封作用。

渗漏油的预防手段

严把材料关

1) 在对变压器的密封垫进行更换时,应选用正规厂家的产品,弹性、硬度、吸油率、抗老化性能等应符合质量标准;

2) 严禁使用厚薄不均,表面有气泡、起层、有杂质的密封垫;

3) 更换用的螺栓丝扣应均匀、光滑、无毛刺;

4) 备齐各种规格的密封垫配件。

严把安装工艺关

变压器在维修、更换零部件以及拆装螺栓法兰时要注意以下事项:

5) 选择合适、合格的密封垫,拧紧时保证压缩在35%-40%;

6) 安装前要用白布将密封垫及上下接触面擦拭干净;

7) 安装完毕充油前,要对所有的螺栓检查、紧固;

8) 所有螺栓要紧固,表面粗糙、密封不良的要在螺栓上涂一层胶粘剂;

9) 大型检修时密封垫应当全部更换;

10) 法兰联接时,要清除异物,擦拭干净。旧法兰面不平,应打磨或用速效堵漏胶填平;更换密封垫,涂密封胶;压紧螺栓要均匀对称拧紧,上下螺栓固定时应均匀用力,密封垫不得偏斜或窜位。

及时发现问题并处理

经常巡检变压器各部位,加强变压器运行管理,严格按规章操作,发现焊缝、铸件、阀门等处渗漏油要及时处理;发现变压器严重漏油,使油面迅速下降时,应立即采取止漏措施,情况严重时应立即汇报调度停止该变压器运行;运行中密切注视分接开关储油柜油位,当油位异常升高或降低时,则应检查切换开关油室是否渗漏油;对变压器定期取油样,若发现主变的色谱分析氢、乙炔和总氢含量异常超标,也应检查切换开关油室是否渗漏油,以便及时处理,随时把事故消除在萌芽状态。

德州信平电子有限公司,历经20多年发展至今成为集研发、生产、销售为一体的科技型企业,同时通过了变压器行业 CQC 认证体系、ISO9001质量管理体系、欧盟CE认证及获得了多项外观设计专利证书等。

主要经营各类变压器产品,包括:EI 变压器、灌封变压器、电感变压器、BK、JBK 变压器、环形变压器、智能伺服变压器、开关电源变压器、三相干式变压器、QZB 变压器、特种变压器等。

公司位于山东德州,现有职工 400 多人其中各类专业技术人员占员工总数15%,工厂占地 80 亩,建筑面积 30000 余平方米。距离济南机100 公里,距离京沪高铁德州站 3 公里,濒临沿海发达城市,历史悠久,地理位置优越。


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