核電廠主變壓器的運行維護與故障處理

唐林

（中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽314300）

核電廠主變壓器的運行維護與故障處理

唐林

（中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽314300）

核電廠的主變壓器出現故障，很容易直接導致反應堆停堆和汽輪機停機，嚴重影響到核電廠的安全性和可靠性。提高核電廠主變壓器的運行維護質量，可以及時消除不安全的隱患；快速準確的故障處理，可以減少損失，提高運行的可靠性。本文基于秦山核電廠CP1000機組（方家山核電工程機組），首先對核電廠主變壓器的結構進行了介紹，其次闡述了核電廠主變壓器的運行維護事項，然后通過對主變壓器常見故障的原因分析，提出了處理方法和步驟。

核電廠；主變壓器；運行維護；故障處理

1 秦山核電廠CP1000機組主變壓器概述

秦山核電廠CP1000機組（方家山核電工程機組）裝設兩臺1000MWe級核電發電機組（方家山1#、2#機組）。發電機出口電壓為24kV，通過主變壓器升高至500kV，并與500kV電網相連。每臺機組設三臺單相變壓器，共計六臺單相變壓器，另外設一臺單相變壓器作為備用。三臺單相變壓器之間設有防火隔墻，布置在每臺機組的汽機廠房外側。每臺單相變壓器的變比為500/24kV，額定容量為410MVA，主變壓器的冷卻方式為強迫油循環風冷。主變壓器高壓繞組為星形連接，低壓繞組為三角形連接。變壓器高壓繞組為無載調壓，中性點直接接地，保留經小電抗接地的可能。

1.1 秦山核電廠CP1000機組主變壓器結構簡介

1.1.1 箱體內部鐵心及繞組

鐵心采用無孔綁扎單相四柱式結構，鐵心疊片采用6級階梯接縫，夾件為板式，用低磁鋼帶緊固鐵軛。全部繞組采用銅繞組。器身采用雙柱并聯結構，每柱容量 205MVA，以降低線圈的縱向漏磁密度和短路發生力。

1.1.2 油箱

變壓器箱體的結構形式為鐘罩式（帶人孔），箱沿焊死結構。機械強度承受住33Pa的真空強度和正壓98kPa機械強度。油箱內壁裝設磁屏蔽，有效降低油箱中的雜散損耗。

1.1.3 引線結構

高壓出線通過油-SF6套管引出。低壓出線通過銅管和接線片接至低壓套管，離相封母垂直引出。

1.1.4 無勵磁分接開關

操動機構與開關本體通過齒輪傳動軸連接，操動機構中設置有工位顯示、定位自鎖及限位裝置等。開關本體采用絕緣筒隔離。

1.1.5 冷卻器本體

冷卻器是將鍍鋅翅片插在冷卻管上，保證了良好的導熱性。另外在鍍鋅翅片上設置了溝槽，提高了空氣一側的熱傳導率。

1.1.6 瓦斯繼電器

瓦斯繼電器的工作原理是檢測變壓器內部產氣、油位過低和嚴重故障引起油的大量分解等。在出現過熱故障時，絕緣材料因溫度過高而分解產生氣體，少量氣體能溶解在變壓器油中，當產生的氣體過多，變壓器油不能溶解所產生的氣體量時，氣體就上升到油箱上部，通過連管進入到繼電器中，繼電器的設計使得該部分氣體能存留在繼電器中，這時繼電器的上浮子位置逐漸下降，液面下降到對應繼電器整定的容積時，浮子上的磁鐵使繼電器內的干簧接點動作，繼電器給出信號。在變壓器出現漏油或其他故障時，引起油枕內的油通過連管流出，油位下降，上浮子動作給出信號。

2 核電廠主變壓器的運行維護

2.1 主變壓器的運行維護

2.1.1 變壓器本體

1）變壓器送電前必須試驗合格，各項檢查項目合格，各項指標滿足要求，保護按整定配置要求投入，并經驗收合格，方可投運。

2）變壓器的運行電壓一般不應高于該運行分接額定電壓的105%。

3）強迫油循環風冷變壓器的最高上層油溫一般不得超過85℃。

4）當變壓器有較嚴重的缺陷（如冷卻系統不正常、嚴重漏油、有局部過熱現象，油中溶解氣體分析結果異常等）或絕緣有弱點時，不宜超額定電流運行。

5）變壓器過負荷運行時，應投入全部冷卻器（包括備用冷卻器）。

6）對中性點接地方式的規定：變壓器高壓側的中性點可靠接地。

7）環境溫度或負荷異常升高時，必需縮短巡視周期，發現異常及時上報。

2.1.2 變壓器油

嚴禁不同種類或不同用處的油混合使用。需用添加油時，盡量使用同油源同牌號的合格油，或必要時先做混油試驗確認可行后方可添加。對油中氣體色譜的分析應符合GB/T7252的規定。

2.1.3 套管

純瓷套管（接地套管）的瓷套外表面應無損傷、爬電痕跡、閃絡等現象；電容式套管（高壓中性點套管）在運行時油表指針要求指示正常；并且運行時應確保套管的各部位密封良好。

2.1.4 無勵磁分接開關

運行維護、檔位調條必須嚴格參照說明書的要求，以防止開關切換不到位。在進行開關檔位的切換并鎖緊后，必須經電壓比和直流電阻測量合格后方可投入運行。無勵磁調壓分接開關如在某一檔位運行了較長時間，換檔運行時應先反復作全程操作，以便消除觸頭上的氧化膜，再切換到新的檔位，并且三相檔位必須確保一致。

2.1.5 冷卻裝置

冷卻器經長期運行后，可根據具體情況定期進行清洗。一般可用50kPa壓力的水進行沖洗，水洗后應起動風扇使冷卻器干燥。新安裝的油泵在半年內應加強巡視和檢查。若檢查發現有異?，F象時，如振動加劇、運行聲音異常、電流增大等，應及時處理。停放1年以上或檢修后的變壓器油泵，用500V絕緣搖表測變壓器油泵對地的絕緣電阻，其值不小于10MΩ，否則應烘干定子。應特別注意油泵停止運行時負壓區出現的滲漏油。如負壓區滲漏油，必須及時處理防止空氣和水分進入變壓器。新安裝的風扇在半年內應加強巡視和檢查。為保障變壓器風扇的安全運行，提高風扇的使用壽命，要定期維護、更換。停放一年以上或檢修后的變壓器風扇，用500V絕緣搖表測量變壓器風扇電動機對地的絕緣電阻，其值不小于1MΩ。油流繼電器每年應檢查一次。運行中繼電器的指針出現抖動現象，應盡快查明原因和處理，防止脫落的擋板進入變壓器本體內。

2.1.6 溫度計（測溫裝置）

變壓器必須定期檢查、記錄變壓器油溫及曾經到過的最高溫度值。應按照頂層油溫值來控制冷卻裝置的投切、溫度過高發信。確?，F場溫度計指示的溫度、監控系統的溫度基本保持一致，誤差一般不超過5℃。溫度計座內應注有適量的變壓器油。應結合停電，定期校驗溫度計。

2.1.7 氣體繼電器

氣體繼電器應結合變壓器停電進行二次回路電氣絕緣試驗及輕瓦斯動作準確度校驗。變壓器在運行時，繼電器應根據不同的運行、檢修方式（如進行油處理時）及時調整繼電器的保護方式，并盡快恢復原狀；當氣體繼電器發信或動作跳閘時，應進行相應電氣試驗，并取氣樣進行必要的分析，綜合判斷變壓器故障性質，決定是否投運。

2.1.8 壓力釋放閥

定期檢查壓力釋放閥的閥芯、閥蓋是否有滲漏油等異?，F象。定期檢查釋放閥微動開關的電氣性能是否良好，連接是否可靠，避免誤發信。結合變壓器大修應做好壓力釋放閥的校驗工作。釋放閥的導向裝置安裝和朝向正確，確保油的釋放通道暢通。運行中的壓力釋放閥動作后，應將釋放閥動作后的機械電氣信號手動復位。

3 核電廠主變壓器的常見故障原因分析和處理

3.1 主變壓器常見故障現象及處理為了正確的處理事故，應掌握變壓器的系統運行方式，負荷狀態，負荷種類；變壓器上層油溫，溫升與電壓情況等。表1以秦山核電廠CP1000機組主變壓器為例子，列舉出了主變壓器的常見故障現象、故障原因分析和處理步驟。

唐林（1984.07—），男，本科，中核核電運行管理有限公司，模擬機教員，從事核電廠操縱員培訓工作。