核電站主變壓器的安全可靠運行對核電生產安全至關重要,各核電站已將主變壓器按核級設備管理。秦山二期主變壓器由三臺單相500kV變壓器組成,型號為DFP-250000/500TH,Y/Δ接線。該變壓器地處華東地區,隨著直流落地點的增加,直流偏磁已多次引起主變振動增加,且該變壓器已運行近15年,為掌握主變壓器的振動情況,在空載合閘和額定運行情況下對其振動特性進行了測試分析。試驗采用ADRE-Sxp24通道高精度振動測試儀及9200振動傳感器。
變壓器振動主要由本體振動及冷卻系統振動兩部分組成。本體振動包括鐵心振動及繞組振動,主要來源有:①硅鋼片磁致伸縮引起的周期性振動。②硅鋼片接縫處和疊片之間的電磁吸引力引起的鐵心振動。③漏磁引起的油箱振動。④負荷電流通過繞組時,在繞組間、線餅間及匝間產生動態電動力,引起的繞組振動。冷卻系統的振動由潛油泵及冷卻風機振動引起。
運行中的變壓器持續振動,其危害主要包括:①磁致伸縮導致鐵心振動增加,硅鋼片蠕動增強,表面絕緣漆膜磨損,引起鐵心渦流損耗增加。②鐵心結構件緊固螺栓松動,使結構件接觸面導通不良,形成懸浮放電,引起油色譜異常。③繞組壓緊力不足,電磁導線表面絕緣紙磨蝕,繞組軸向逐漸松弛;④絕緣件移位及斷裂,如線餅換位墊塊徑向凸出及引線支架膠木螺栓斷裂。⑤引起繞組變形,降低變壓器抵御短路電流沖擊的能力,誘發嚴重事故。⑥導致油箱密封邊界滲油。
在空載合閘送電時,變壓器勵磁涌流最大可達額定電流的6倍~8倍,振動值則更大,強烈的沖擊振動易誘發變壓器故障或損壞。為應對變壓器振動問題,建議:①定期對變壓器振動進行測試。當振動值與歷史值相比穩定相差10%~20%時,應引起重視;當振動增長超過20%,應綜合判定變壓器內部是否存在嚴重故障。②變壓器直流電阻測量應采用小電流,試驗后應進行退磁,減少剩磁,從而減少勵磁涌流。③變壓器送電后應及時進行油色譜分析。④內檢時加強變壓器內緊固件的檢查,發現松動及時糾正。⑤制造廠應采用高質量絕緣材料,提高絕緣緊固件的強度;改進變壓器鐵心墊腳絕緣工藝,提高變壓器抗振能力。