变压器油,工业白油,抗磨液压油专业厂家—淄博勤润

主变压器是电力系统的主要组成部分，也是大型泵站工程的主要设备之一，主变压器的安全、稳定运行十分重要，其一旦发生故障，将造成泵站主机组无法运行，工程效益无法得到及时发挥。作为变压器的主保护之一，瓦斯保护可分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护，其中轻瓦斯保护动作于信号告警，重瓦斯保护动作于跳闸。
本文叙述了该种安全风险管控模式的主要内容和措施。通过该模式可以及时辨别潜在的危险源并动态实时更新，科学评价风险等级，建立风险预警机制，制定有效的管控措施和应急预案，同时能够落实责任主体，将故障扼杀在萌芽中，有效降低水电设施故障发生率，可为管理者在建立水电设施事前安全风险管控体系提供参考与借鉴。
1 工程概况
太浦河泵站工程含有一座35kV变电站，配备SZ9-12500/35有载调压油浸式主变压器一台，主要技术指标见表1。
2 故障现象
2021年5月10日，运行人员在日常巡视检查中发现，35kV主变进线开关柜仪表室面板继电保护装置“本体轻瓦斯告警”指示灯点亮。查看主变压器油枕油位正常，油位较之前未发生大幅变化(见图1);上层油温正常，油温较之前也未发生大幅变化(见图2);本体气体继电器内部充满淡黄色油，集气盒内未见明显气体(见图3);现场运行声音为平稳且规律的“嗡嗡”声；未发现明显异常气味；油箱及散热器外部未发现渗漏油情况。
3 轻瓦斯告警工作原理
轻瓦斯告警信号是通过安装在油箱和油枕之间管路上的气体继电器来实现的。气体继电器一般由探针、气塞、重锤、上下浮子、磁铁、上盖、弹簧、干簧接点、挡板及接线端子组成。变压器正常运行时，气体继电器内是充满变压器油的(见图4)。
当变压器在运行过程中出现轻微故障时，油箱内部的变压器润滑油在电弧的作用下将分解产生多种小分子碳氢气体，包括CH4、C2H4、C2H2等；或者外部气压过低，润滑油中溶解的低分子量碳氢化合物析出。上述原因产生的碳氢游离气体向上运行，逐渐集聚在气体继电器顶部，迫使气体继电器内部油面下降(见图5),当下降到限定位置使油面低于上浮子时，上浮子随着油面落下带动磁性开关元件动作，使信号接点1、2接通(见图6),发出报警信号，报警信号传输至35kV主变进线开关柜仪表室面板继电保护装置经定义的开关量输入接点DI6(见图7),进而触发继电保护装置“本体轻瓦斯告警”指示灯点亮。
4 故障原因
导致变压器本体轻瓦斯告警信号动作的原因有很多，本文仅针对性地描述太浦河泵站工程运行管理中常见的故障原因。
4.1 内部轻微故障
主要为变压器内部故障，如因匝间短路、绝缘损坏、接触不良、铁芯多点接地等导致出现电或热现象，在电或热的催化下导致变压器油箱内部的绝缘油发生化学反应，从而产生不溶于绝缘油的游离气体，游离气体随着油流向上攒动，逐渐集聚在气体继电器顶部，导致发出变压器本体轻瓦斯告警信号。
4.2 本体结构件漏气
变压器箱体或各种附件如冷却器、散热器、潜油泵、氮气阀、安全阀、继电器及各种连接口密封不严实，使空气进入油箱内部，空气随着油流集聚在气体继电器顶部，同样可能导致发出变压器本体轻瓦斯告警信号。
4.3 操作不当进气
作业人员在进行与绝缘油有关的工作时，如缺油时的补油、新安装变压器时的注油、长期运行后的滤油、电气预防性试验时的取油等，如果操作不当，均可能导致外部空气进入油箱内部，发出本体轻瓦斯告警信号[1]。
4.4 油面下降
当气温骤降变压器油热胀冷缩，或者变压器箱体、各种附件及焊缝接口等处出现渗漏油情况时，引起油面下降，使上浮子或下浮子随着油面下落带动磁性开关元件动作，使信号接点1、2或者3、5接通，可能导致发出本体轻瓦斯告警信号，甚至重瓦斯保护跳闸(见图8)。
4.5 呼吸器堵塞
呼吸器的主要作用是清除和干燥。由于变压器油温变化而进入油枕胶囊内的杂质和潮气，以免变压器受潮。当变压器受热膨胀时，呼出油枕内胶囊中多余的空气；当变压器油温降低收缩时，吸入外部空气。呼吸器堵塞后，遇到气温降低，油箱内部绝缘油收缩导致油箱内部形成负压，加之低温使绝缘油中气体溶解度下降，引起油中气体析出并在气体继电器顶部集聚，导致发出本体轻瓦斯告警信号[2]。
4.6 电气二次回路故障
若气体继电器接线端子—变压器本体接线端子箱—35kV主变进线开关柜仪表室接线端子排—继电保护装置接线端子这一段电气二次回路出现短路故障或多点接地等情况，可能导致发出气体继电器轻瓦斯告警信号。
4.7 继电保护装置本身故障
若继电保护装置内部软件或硬件自身发生故障，可能导致发生变压器本体轻瓦斯告警信号，此种情况极易在电气试验后出现。
4.8 气体继电器本身故障
气体继电器本身结构组成复杂，不同厂家不同型号的气体继电器内部结构相差甚大。就QJ型气体继电器而言，其一般由探针、气塞、重锤、浮子、磁铁、上盖、弹簧、干簧接点、挡板及接线端等组成。如果气体继电器本身内部结构件发生故障，则可能导致信号接点误接通，发出轻瓦斯告警信号。
4.9 变压器进水受潮
变压器进水受潮后，水和金属发生锈蚀反应，进而发生电极化反应，产生H2或者O2;或者受潮后引起局部放电，导致油纸绝缘发生分解反应，产生C2H2或H2,进而导致发出轻瓦斯告警信号[3]。
4.10 变压器高压侧油气套管内渗
若发生主变压器高压侧套管内气侧和油侧内渗，当油温低于35℃时，套管内气侧的SF6气体向油侧灌气，导致发出轻瓦斯告警信号[4]。
4.11 变压器铁芯多点接地
若油箱底部磁屏蔽焊接不牢固，脱落的焊点在油流的作用下洒落在变压器铁芯、油道、油箱底部等处，会造成铁芯多点接地，形成环流而发热，变压器油局部裂变，产生游离气体，导致发出轻瓦斯告警信号动作[5-6]。
4.12 断流阀断流值设置不合理
断流阀的作用是在火灾情况下及时关断油箱和油枕的通路，防止火情扩大。当其断流值设置过低时，在冷热交错较大季节油流明显超过断流阀断流流量时，容易产生误动作[7]。
5 故障分析
通过上述故障现象的描述，当35kV主变进线开关柜仪表室面板继电保护装置“本体轻瓦斯告警”指示灯点亮后，查看主变压器油枕油位正常，油位较之前未发生大幅变化，说明本体油箱及附件无渗漏油现象；上层油温正常，油温较之前也未发生大幅变化，说明未发生内部故障；本体气体继电器内部充满淡黄色油，集气盒内未见明显气体，说明未发生漏气、进气、进水、呼吸器堵塞及内部轻微故障等情况；现场运行声音为平稳且规律的“嗡嗡”声，未发现明显异常气味，说明变压器本体运行正常。则由上述故障原因分析，故障可能出在电气二次回路、继电保护装置及气体继电器本身，应对此三处进行重点排查。
6 故障处置
6.1 电气二次回路
运行人员拆开35kV主变进线开关柜仪表室面板继电保护装置DI6接线端子，使用绝缘电阻表测量气体继电器接线端子至继电保护装置DI6端子之间的回路绝缘电阻，发现相对地、相对相之间绝缘电阻均大于1MΩ,排除了电气二次回路故障可能。
6.2 气体继电器本身
运行人员来到35kV主变压器接线端子箱，拆开气体继电器信号接点1、2号端子，拨至万用表蜂鸣档位，使用红黑表笔分别接触气体继电器信号接点1、2号端子，万用表未发出蜂鸣声，说明气体继电器信号接点1、2号并未接通，即气体继电器本身并未发出轻瓦斯告警信号。这一测试也符合上述故障现象的判断，即轻瓦斯告警信号动作后油枕油位正常、上层油温正常、集气盒内未见气体、运行声音平稳、无明显异常气味、无渗漏油情况。由此可初步判断继电保护装置出了故障[8]。
6.3 继电保护装置
联想起2021年4月曾做过电气预防性试验，运行人员判断应该是继电保护装置出了故障。随即联系电气预防性试验机构和继电保护装置厂家，按照继电保护装置厂家建议对继电保护装置进行故障信息消除并复归、程序自检后，“本体轻瓦斯告警”指示灯熄灭；运行人员将本体轻瓦斯告警信号电气二次回路再次接通，对继电保护装置再次进行程序自检操作，“本体轻瓦斯告警”指示灯未点亮，其后也未再出现过“本体轻瓦斯告警”指示灯点亮的现象。
7 安全风险管控
7.1 查找危险源
对于水利水电工程，水工建筑物及设备种类繁多，其中存在形式各异的安全风险，将这些危险源及时、动态、分级地辨识出来并形成清单以便于统一分级管理，对水利水电工程管理者而言意义重大。危险源分重大危险源和一般危险源两种级别，对于本文故障而言，油浸式变压器故障后损失巨大，可认定为重大危险源(见表2)。
7.2 研判风险等级
对于一般危险源，应依据风险矩阵法(LS法),综合判定风险等级(低风险、一般风险、较大风险、重大风险),根据风险等级实施分级管控；而对于上述油浸式变压器这一重大危险源，可直接判定为重大风险，实行最严格的安全风险管控，即由管理单位主要负责人组织管控，上级主管部门重点监督检查，同时建立专项档案并报上级主管部门备案。
7.3 强化监测预警
建立健全风险监测监控体系，结合工程实际采取多样化、科学化、智能化监测预警手段，实现关键区域、关键部位、关键时段风险点监控全覆盖。同时畅通预警信息通道，预警条件触发后，能够第一时间将信息报送至主管部门，为迅速采取应急处置措施做好准备。
运行中的设备故障，均有提前的预兆。做好值班值守工作或特殊情况下加强巡视，对于提前发现故障尤其重要。如本文所述油浸式变压器故障案例，在冷热交替、狂风暴雨等恶劣天气，设备已出现轻微异常现象，施工作业期间等情况下，应加强对设备重要部位的巡视，如油箱、油枕、散热器、呼吸器、吸湿器、气体继电器、压力释放阀、套管、法兰连接等结构件；加密对设备重要数据的记录，如电流、电压、功率等电气量参数和环境温度、湿度、油温、油位、气体量、故障时间间隔等非电气量参数。
7.4 落实防范措施
针对不同危险源，应强化风险源头控制。落实有效的防范措施，主要技术措施包括消除、替代、封闭、隔离、移开等；主要管理措施包括制定作业指导书、遵守操作规程、减少或调整作业时间、强化监测监控、签订责任协议、购买保险等；其他措施主要包括日常巡查、定期检查、隐患排查、风险公告、教育培训、个体防护等。
对于本文案例而言，每次电气预防性试验后，运行人员应和试验人员共同对电气设备情况进行检查或试操作即是一种防范措施。如接线端子有无漏接和错接、设备表面有无击穿损坏、压力释放阀顶针是否复位、气体继电器气塞和探针是否复位、高压断路器能否成功合分闸、显示屏有无告警信息等。
7.5 快速应急处置
建立健全应急预案体系，包括综合应急预案、专项应急预案、现场处置方案、应急处置卡等，明确应急救援机构和队伍，储备必要的应急救援物资和装备，定期开展应急演练和评估，条件允许的话应鼓励管理单位同地方政府部门、社会专业化救援机构建立应急抢险协调机制。需要注意的是，对于重大危险源，应坚持“一源一案”。
7.6 落实主体责任
安全生产风险管控，人人有责。建立健全并落实全员安全生产责任制，包括主要负责人、安全生产管理人员、特种作业人员、劳务派遣人员以及其他任何从业人员等。对于本文所述油浸式变压器，管理单位应明确设备管理责任人，组织其定期接受针对性的教育培训并持证上岗，使其熟悉本岗位危险源所在、管控措施、应急措施，会使用现场的应急器材，能够宣讲本岗位风险防范措施。
8 结 语
目前，构建水利安全生产风险管控“六项机制”已成为有效防范化解水利安全生产风险的重要举措，同时作为当前和今后一段时间强化水利安全生产风险整治的重要内容，推动水电设施安全生产风险管控机制的建设具有重要的现实意义。本文仅针对油浸式变压器故障这一具体案例叙述了危险源管控的六项具体举措，可为国内水利工程(水电站、泵站，水闸、堤防、水库)管理者在管理各类水电设施方面提供经验与参考。