岸桥和门机高压变压器典型故障及维护措施

沈洲

岸桥和门机是集装箱码头前沿重要的装卸设备，其动力源为移动高压电源。岸桥和门机上的高压变压器将高压降为设备使用的低压，因此，高压变压器状态稳定对确保岸桥和门机持续运行至关重要。广州港南沙港区一期集装箱码头（以下简称“南沙一期码头”）自投产以来，发生多起岸桥和门机高压变压器故障。本文分析岸桥和门机高压变压器典型故障，并提出相应的维护措施。

1 南沙一期码头岸桥和门机高压变压器

使用概况

南沙一期码头的岸桥和门机均采用10 kV高压供电，并配置高压变压器，其中：1～19号岸桥各配置1台主变压器和1台辅助变压器，变压器容量见表1;1～12号门机各配置1台容量为500 kV稟的高压变压器。岸桥和门机配置的高压变压器均为缠绕式环氧树脂干式变压器。变压器铁心采用硅钢片，表面涂有防锈涂料。变压器线圈为圆筒式，采用缠绕玻璃纤维丝加强的树脂包封，其中：低压线圈为铜箔绕制，高压线圈为漆包铜线绕制。经过工艺处理后，高压线圈与低压线圈形成堅固的整体，具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄等性能。与油浸式变压器和充气式变压器相比，干式变压器的日常维护工作量较小。

2 南沙一期码头岸桥和门机高压变压器

典型故障

南沙一期码头岸桥和门机高压变压器故障包括变压器因频繁通断电而短路烧毁、变压器线圈绝缘老化、变压器引线端和接线柱烧蚀、变压器温控数据线短路等，其中前两类为典型故障。

2.1 变压器因频繁通断电而烧毁

变压器空载合闸会产生相当于其额定电流7～8倍的涌流（涌流大小与铁心设计和线圈结构有关，通常大容量变压器的涌流较小，小容量变压器的涌流较大），进而产生巨大的机械冲击力。此时如果变压器线圈内部绝缘有缺陷，例如匝间、层间浇注树脂渗透欠佳等，可能会导致线圈内部被击穿。

变压器在短时间内频繁通断电不仅对变压器自身有害，对其配套电路也会产生较大危害，这是因为：在频繁通断电的情况下，线圈的储能特性使得线圈两端产生瞬间高压脉冲;当通断电达到一定频率时，会产生高压和反向电动势，导致配套电路和变压器受损。

综上所述，当变压器因高压回路故障而无法合闸时，不能频繁通断电，而应当至少间隔5～10 min，以免损坏变压器。

2.2 变压器线圈绝缘老化

变压器线圈绝缘老化分为电老化、热老化和局部放电老化：（1）电老化，即变压器线圈在电场的长期作用下逐渐发生物理、化学变化，导致线圈松动，部分线匝随电流频率而振动，进而磨损绝缘层，造成短路;（2）热老化，即变压器在运行过程中发热，导致线圈绝缘材料在较高温度下老化、开裂，进而造成匝间短路;（3）局部放电老化，即环氧树脂绝缘材料受材料质地、浇注工艺等因素的影响而存在气泡，导致绝缘材料局部放电。

线圈绝缘老化造成匝间短路后，短路电流上升，与变压器同路的高压真空开关瞬间断开以保护变压器。需要注意的是：高压真空开关断开后，变压器外观可能并无异常;此时需要借助直流电阻测试仪检测线圈直流电阻，判断线圈是否存在匝间短路。

3 岸桥和门机高压变压器维护措施

（1）日常巡检 日常巡检主要项目包括：检查变压器是否存在异物进入、雨水滴入或人为污染等问题;检查温度是否正常;检查风机冷却装置是否正常;检查变压器有无异常响声或震动，包括外壳和基座的共振声以及接地不良引起的放电声等;检查变压器附着的脏物或绝缘件是否发出焦臭味。

（2）年度保养 年度保养的主要任务是清洁和紧固，包括以下检查项目：检查变压器套管和线圈绕组绝缘层是否清洁以及有无爬电痕迹和碳化现象;检查变压器高低压套管引线接地是否紧密以及有无发热、开裂或放电等现象;检查紧固件、连接件、导电零件和其他零件等有无生锈、腐蚀等现象以及导电零件是否接触良好;检查电缆和母线有无异常情况;检查变压器底座、栏杆、电缆接地线等有无异常情况。

（3）高压线路继电器保护和预防性试验 高压线路继电器保护是检测高压线路保护功能的重要手段，而预防性试验有助于及时发现、诊断设备绝缘缺陷。岸桥和门机高压供电系统应当每隔2年实施1次继电器保护和预防性试验，主要项目包括：针对高压变压器，全面检查外观，测量直流电阻和绝缘电阻，紧固各处，清洁本体;针对高压电压互感器柜，检查电接点接触状况、绝缘电阻、电流互感器特性、电压互感器特性、断路器特性、避雷器特性等，清洁保养柜体;针对高压馈线柜，检查电接点接触状况、绝缘电阻、电流互感器特性、电压互感器特性、断路器特性、避雷器特性，实施继电保护装置电气试验，清洁保养柜体。

（编辑：张敏 收稿日期：2018-11-15）