油浸变压器不排油更换阀门技术现场应用

摘要：大型电力变压器通常配备各种功能的阀门，如事故放油阀、注油阀、抽真空阀等，大部分阀门没有二道阀门，一旦阀体出现裂纹等故障，会造成绝缘油大量泄漏、油质被污染，严重影响变压器甚至电网的安全运行。过去更换阀门往往要将变压器内的绝缘油排至阀门以下，不但工作量大，而且对绝缘油的油质以及绕组的保护要求很高，工艺较为繁琐，所以不排油更换阀门的方法呼之欲出。本文作者通过亲自试验，证明了变压器不排油更换阀门技术是科学、可行的方法。
关键词：变压器；阀门；不排油更换阀门；
0 引言：
以某电厂2号主变为例，型号为（DFP-240000/500）单相变压器，每一相额定容量240MVA，每相底部设计安装有2个注油阀门，阀门型号为DN100黄铜球阀，运行中2个注油阀门处于关闭状态。
该主变A相在运行中底部其中一个注油阀门阀体开裂，裂口长度约300mm，目前虽未发现绝缘油渗漏，但是已经留下严重的安全隐患。（如图）
1 旧工艺方法的弊端
按照以前的工艺要求， 在运行中如发现变压器阀门破裂或者渗漏油，必须将变压器退出运行，把本体内的油放至需更换的阀门以下。如果是更换位于变压器底部的阀门，需放掉几乎全部油，再拆除组件（如风冷器、联管等）更换阀门。
该主变本体内的油有35.2吨，因此在更换注油阀前不但要准备好滤油机，还需要至少一个容积为40吨的油罐，并且要清洁油罐内壁，否则会使变压器油绝缘性能下降。按照这种方法更换注油阀至少需3 人～4 人耗费3天的时间，更换完成后还要重新注油、热油循环、静放，并按照变压器大修后的标准进行相关试验，如果试验不合格还需要继续滤油、热油循环，直到合格。因此，如果采用以前的工艺方法更换破裂的注油阀门，就会把小问题复杂化，有可能会引发绕组受潮，绝缘油油质下降等重大问题，所以不予采纳。
2 新工艺方法的实施
经过研究，我们决定采用排除部分变压器油采用抽真空负压方式更换铜阀方案。但是真空度达到多少变压器油就不在更换过程中流出，需要经过计算确定。
根据流体静力学的基本方程可知， 保证更换蝶阀过程中油不从管接头流出的力学条件为：
P真=P气ρ油·g·h
换算为真空表的读数值为：
P表'=P气-P真=ρ油·g·h
为保证工作的可靠性，抽真空需考虑安全系数K，即实际上真空表的读数值应为：
P表=K·P表'
一般情况下K 取1.3～1.4
其中
P真---真空部分的真空度
P气---标准大气压强，0.101MPa
ρ油---20℃时的变压器油密度，882kg /m3
g---重力加速度9.807m/s2
h---油面到需更换蝶阀的高度，m
P表、P表'---真空表读数
现场测得油面到需要更换的阀门高度为，所以通过计算可以得出：
P表=K·P表'
=1.3×ρ油·g·h=0.022 Mpa（真空表为负值）
操作流程：
1、停电并做好相应安全措施。
2、连接真空滤油机、油罐排油管路。
3、关闭储油柜下部阀门及瓦斯继电器两端阀门，从油箱底部另一个完好的注放油阀处，通过真空滤油机，将变压器油放入该相储油柜中，将油面降低到距离箱盖100-200mm。
4、从变压器上部主联管端部蝶阀处（抽真空专用蝶阀）对本体抽真空，真空度-0.03MPa左右。
5、对角松开开裂阀门的螺栓，松动螺栓的同时试着搬动阀门，观察阀体是否受真空的影响，同时，观测开裂部位的漏油状态，确认阀门受到吸力后，拆卸阀门的安装螺栓，只预留阀门最底端的螺栓，并使其松动。如果此时漏油量较大，无法继续施工，则进行放油更换。
6、向外撬动阀体，同时迅速的将钢板插入阀体与油箱侧安装法兰之间，确认抽力吸住钢板后，松动预留螺栓，拆除开裂阀门。此时，应注意使钢板均匀受力，避免破坏真空而漏油。（如图）
7、将新阀门的密封垫粘到阀体密封法兰处，开始安装阀体最底端的螺栓，轻微移动钢板，再安装距离最近的一个螺栓，确认可以固定阀体后，迅速抽出钢板，同时，推动阀体使其与油箱处法兰密封，安装并紧固所有螺栓。
8、继续抽真空，将真空度提高到-0.1 MPa，根据处理的时间及进气情况，决定保持此真空且连续抽真空的时间：2-4小时。
9、停止抽真空，关闭抽空阀门，缓慢开启储油柜下部及瓦斯继电器两端阀门，将储油柜中的变压器油放入变压器内，并调整油位到合适位置。补油结束后，打开套管升高座、联管等上部的放气塞进行放气，待油溢出时关闭塞子。
10、产品静放72小时：静置过程中定期打开套管升高座、联管等上部的放气塞进行放气，待油溢出时关闭塞子。
3 注意事项
1、整个更换阀门过程中滤油机、真空泵、电源箱必须设专人看守，密切关注滤油机和真空泵的运行状态，发现异常立刻向工作负责人汇报。
2、注放油以及抽真空過程中操作任何蝶阀、放油阀等阀门时必须轻开轻关，防止用力过猛造成阀门损坏。
3、准备更换的新阀门必须提前做金属探伤试验，确定阀门无缺陷。
4、提前将新阀门的密封胶垫用胶粘在阀门密封垫槽中，确认粘贴牢固。
5、器身内的油在注入储油柜时必须先将输油管路内的空气排净再将管路连接至储油柜注油阀，防止气体进入储油柜。
6、放油过程中密切观察储油柜和器身的油位，确保绕组不暴露在空气中。
7、拆卸旧阀门时，最下部一条螺栓不能拆掉，在旧阀门不离开法兰的情况下安装新阀门，待新阀门能够固定在法兰上时，再将旧阀门拆除，防止抽真空过程中突然漏油，新旧阀门都不在法兰上，造成大量绝缘油泄漏。
4 结束语
实践证明， 采用该方法更换蝶阀简便易行，效果良好，能够方便、迅速地在现场更换漏油的蝶阀，在缩短检修周期、降低成本方面效果显著，具有推广价值。