電力變壓器在電廠有著很重要的作用,?然而,?由于其結構、工藝以及運行維護等多方面的原因,?變壓器故障在電廠頻繁發生,?大大影響了電廠的正常生產。因此,?加強變壓器的定期維護,?采取切實有效的措施防止變壓器故障的發生,?對確保變壓器的安全穩定運行有重要的意義。
1?變壓器常見的故障現象分類及原因
(?1)?變壓器本身出廠時就存在的問題。如端頭松動、墊塊松動、焊接不良、鐵心絕緣不良、抗短路強度不足等。
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(?2)?線路干擾。線路干擾在造成變壓器事故的所有因素中屬于最重要的。主要包括:?合閘時產生的過電壓,?在低負荷階段出現的電壓峰值,線路故障,?由于閃絡以及其他方面的異常現象等。這類故障在變壓器故障中占有很大的比例。因此,?必須定期對變壓器進行沖擊保護試驗,?檢測變壓器抗勵磁涌流的強度。
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(?3)?由于使用不當造成的變壓器絕緣老化的速度加快。一般變壓器的平均壽命只有17.8?年,?大大低于預期為35～40?年的壽命。
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(?4)?遭雷擊造成過電壓。
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(?5)?過負荷。過負荷是指變壓器長期處于超過銘牌功率工作狀態下的變壓器。過負荷經常會發生在發電廠持續緩慢提升負荷的情況下,?冷卻裝置運行不正常,?變壓器內部故障等等,?最終造成變壓器超負荷運行。由此產生過高的溫度則會導致絕緣的過早老化,?當變壓器的絕緣紙板老化后,?紙強度降低。因此,?外部故障的沖擊力就可能導致絕緣破損,?進而發生故障。
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(?6)?受潮:?如有洪水、管道泄漏、頂蓋滲漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及絕緣油中存在水分等。
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(?7)?沒有進行正確的維護。
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2?變壓器運行中常見故障分析及處理措施
(?1)?繞組的主絕緣和匝間絕緣故障。變壓器繞組的主絕緣和匝間絕緣是容易發生故障的部位。主要原因是:?由于長期過負荷運行、或散熱條件差、或使用年限長,?使變壓器繞組絕緣老化脆裂,?抗電強度大大降低;變壓器多次受到短路沖擊,?使繞組受力變形,?隱藏著絕緣缺陷,?一旦遇有電壓波動就有可能將絕緣擊穿;?變壓器油中進水使絕緣強度大大降低而不能承受允許的電壓,?造成絕緣擊穿;?在高壓繞組加強段處或低壓繞組部位,?由于絕緣膨脹,?使油道阻塞,?影響了散熱,?使繞組絕緣由于過熱而老化,?發生擊穿短路;?由于防雷設施不完善,?在大氣過電壓作用下,?發生絕緣擊穿。
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(?2)?變壓器套管故障。主要是套管閃絡和爆炸,?變壓器高壓側一般使用電容套管,?由于套管瓷質不良或者有沙眼和裂紋,?套管密封不嚴,?有漏油現象;?套管積垢太多等都有可能造成閃絡和爆炸。
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(?3)?鐵心絕緣故障。變壓器鐵芯由硅鋼片疊裝而成,?硅鋼片之間有絕緣漆膜。由于硅鋼片緊固不好,?使漆膜破壞產生渦流而發生局部過熱。同理,?夾緊鐵心的穿心螺絲、圧鐵等部件,?若絕緣損壞也會發生過熱現象。此外,?若變壓器內殘留有鐵屑或焊渣,?使鐵芯兩點或多點接地,?都會造成鐵芯故障。
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(?4)?分接開關故障。變壓器分接開關是變壓器常見故障之一。由于開關長時間靠壓力接觸,?會出現彈簧壓力不足,?使開關連接部分的有效接觸面積減小,?以及接觸部分鍍銀層磨損脫落,?引起分接開關在運行中發熱損壞。分接開關接觸不良,?經受不住短路電流的沖擊而造成分接開關燒壞而發生故障;?在有載調壓的變壓器,?分接開關的油箱與變壓器油箱一般是互不相通的。若分接開關油箱發生嚴重缺油,?則分接開關在切換中會發生短路故障,?使分接開關燒壞。
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(?5)?瓦斯保護故障。瓦斯保護是變壓器的主保護,?輕瓦斯作用于信號,?重瓦斯作用于跳閘。下面分析瓦斯保護動作的原因及處理辦法:?第一,?輕瓦斯保護動作后發出信號。其原因是:?變壓器內部有輕微故障;?變壓器內部存在空氣;?二次回路故障等。運行人員應立即檢查,?如未發現異常現象,?應進行氣體取樣分析。第二,?瓦斯保護動作跳閘時,?可能變壓器內部產生嚴重故障,?引起油分解出大量氣體,?也可能二次回路故障等。出現瓦斯保護動作跳閘,?應先投備用變,?然后進行外部檢查。檢查油枕防爆門,?各焊接縫是否裂開,?變壓器外殼是否變形;?最后檢查氣體的可燃性。
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(?6)?變壓器自動跳閘的處理。當變壓器各側斷路器自動跳閘后,?首先將跳閘斷路器的控制開關操作至跳閘后的位置,?并迅速投入備用變壓器,?調整運行方式和負荷分配,?維持運行系統和設備處于正常狀態。再檢查保護動作情況,?進行外部檢查。經檢查不是內部故障而是由于外部故障(?穿越性故障)?或人員誤動作等引起的,?則可不經內部檢查即可投入送電。如屬差動、重瓦斯、速斷等主保護動作,?應對該保護范圍內的設備進行全部檢查。在未查清原因前,?禁止將變壓器投入運行。
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(?7)?變壓器著火也是一種危險事故。由于變壓器套管的破損或閃絡,使油在油枕油壓的作用下流出,?并在變壓器頂蓋上燃燒;?變壓器內部發生故障,?使油燃燒并使外殼破裂等。因變壓器有許多可燃物質,?不及時處理可能引起爆炸或使火災擴大。發生這類事故時,?變壓器保護應動作使斷路器斷開。若因故斷路器未斷開,?應手動立即斷開斷路器,?拉開可能通向變壓器電源的隔離開關,?并迅速投入備用變,?恢復供電,?停止冷卻設備的運行,?進行滅火。變壓器滅火時,?最好用泡沫式滅火器或者干粉滅火器,?必要時可用沙子滅火。
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3?變壓器的正常運行的巡視
為了解變壓器的運行狀態,?應定期檢查變壓器的運行情況,?以便在變壓器有異常情況發生時能及早發現、及時處理。變壓器的巡視檢查項目有:?第一,?檢查變壓器聲音是否正常。第二,?檢查油枕和充油套管的油位、油色是否正常,?各部位有無滲漏油現象。第三,?變壓器的上層油溫是否正常。變壓器冷卻方式不同,?其上層油溫也不同,?但上層油溫不應超過規定值。運行人員巡視檢查時,?除應注意上層油溫不超過規定值以外,?還應根據當時的負荷情況、環境溫度及冷卻裝置投入情況,?與以往數據進行比較,?以判明溫度升高的原因。第四,?檢查變壓器套管是否清潔,?有無破損、裂紋和放電痕跡。第五,?檢查引線接頭接觸是否良好。各引線接頭應無變色、無過熱、發紅等現象。接頭接觸處的示溫片應無溶化現象。用紅外線測溫儀測試,?接觸處溫度不得超過70?℃。第六,?檢查呼吸器是否正常完好,?硅膠是否有變色現象,?如果硅膠失效應及時更換。第七,?防爆隔膜應完好無破裂。第八,?變壓器的冷卻器應運行正常。投入的冷卻器數目是否正確,?油泵和風扇運行是否正常,?有無異音,?油流指示器是否指示在“流動位置”。第九,?檢查氣體繼電器。第十,?檢查變壓器鐵芯接地線和外殼接地線,?接地應良好,?無斷線。第十一,?檢查調壓分接頭位置是否正確。第十二,?天氣有變化時,?應重點進行特殊檢查。大風時,?檢查引線有無劇烈擺動,?變壓器頂蓋、套管引線處應無雜物;?大雪天,?各部觸點在落雪后,?不應立即融化或有放電現象;?大霧天,各部有無火花放電現象等。
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4?變壓器日常的維護工作
變壓器日常的維護工作包括:?第一,?檢查套管和磁裙的清潔程度并及時清理,?保持磁套管及絕緣子的清潔,?防止發生閃絡。第二,?冷卻裝置運行時,?應檢查冷卻器進、出油管的蝶閥在開啟位置;?散熱器進風通暢,入口干凈無雜物;?檢查潛油泵轉向正確,?運行中無異音及明顯振動;?風扇運轉正常;?冷卻器控制箱內分路電源自動開關閉合良好,?無振動及異常聲音;?冷卻器無滲漏油現象。第三,?保證電氣連接的緊固可靠。第四,?定期檢查分接開關,?并檢查觸頭的緊固、灼傷、疤痕、轉動靈活性及接觸的定位。第五,?每3?年應對變壓器的線圈、套管以及避雷器進行檢測。第六,?每年檢查避雷器接地的可靠性,?避雷器接地必須可靠,?而引線應盡可能短。旱季應檢測接地電阻,?其值不應超過5?Ω。第七,?更換呼吸器的干燥劑和油浴用油。第八,?定期試驗消防設施。
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5?變壓器工作中需要注意的問題
(?1)?滲漏處理。變壓器的滲漏分油側滲漏和氣側滲漏兩種,?通常所說的滲漏油,?是油箱(?或套管)?內的油向大氣中滲漏,?屬于油側滲漏;?大氣向油箱或套管內滲漏,?則為氣側滲漏。凡是充有油的部分,?均可能發生油側滲漏。油側滲漏的特征是滲漏處出現殘油痕跡,?污染變壓器的外觀形象。當滲漏處的油壓大于油溶液(?污染了的油)?的滲透壓時,?大氣中的水分、氣體和其他雜質不能侵入油箱內部;?當滲漏處的油壓小于油溶液的滲透壓時,?發生分子間的互相滲透,?大氣中的水分、氣體和其他雜質便可能侵入油箱內部。氣側滲漏發生在變壓器內存有氣體的部位,?如高壓套管穿纜銅管的上端、安全氣道的油面以上部分,?帶油運輸變壓器頂部留的氣腔,?儲油柜油室的上部,?強油循環的負壓區,?套管儲油柜的上部。氣側滲漏的特點是由于存留氣體的熱脹冷縮,?在滲漏處進行“呼吸”。在吸進大氣時把大氣中的水分、氣體和其他雜質吸進油箱或套管的內部。特別是雨雪天氣,?一次就可能吸進許多水分,?引起絕緣局部受潮,?使絕緣的耐壓強度下降,?導致擊穿放電。由于氣體滲漏不像滲漏油那樣留有痕跡,?肉眼不能發現,?所以引發事故的幾率很大,?后果特別嚴重。變壓器或套管的油紙絕緣,?是被密封后與大氣隔離的絕緣。由于“它的電氣強度和大氣條件無關”,?所以屬于“內部絕緣”。當發生氣側滲漏或油側滲漏,?其電氣強度和大氣條件有關。因此變壓器或套管的滲漏,?是對內部絕緣的一種破壞。滲漏引起的絕緣強度下降,?甚至喪失,?則是對內部絕緣更為嚴重的破壞。
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(?2)?膠袋密封油枕的維護。為了減緩變壓器油的氧化,?在油枕的油面上放置一個隔膜或膠囊(?又稱膠袋)?,?膠囊的上口與大氣相通,?而使油枕的油面與大氣完全隔離,?膠囊的體積隨油溫的變化增大或減小。在油枕加油時,?應注意盡量將膠囊外面與油枕內壁間的空氣排盡,?否則,?會造成假油位及瓦斯繼電器動作,?故應全密封加油。油枕加油時,?應注意油量及進油速度要適當,?防止油速太快,?油量過多時,?可能造成防爆管噴油,?壓力釋放器發信號或噴油。
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(?3)?凈油器的運行維護。在變壓器箱殼的上部和下部,?各有一個法蘭接口,?在此兩法蘭接口之間裝有一個盛滿硅膠或活性氧化鋁的金屬桶。其維護工作主要有:?變壓器運行時,?檢查凈油器上下閥門在開啟位置,?保持油在其間的通暢流動。凈油器內的硅膠較長時間使用后應進行更換,換上合格的硅膠。凈油器投入運行時,?先打開下部閥門,?使油充滿凈油器,?并打開凈油器上部排氣小閥,?使其內空氣排出,?當小閥門溢油時,?即可關閉小閥門,?然后打開凈油器上閥門。
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6?結語
變壓器能否正常運行不但取決于變壓器結構設計和制造工藝,?而且與日常的運行、維護管理等方面有很大關系,?變壓器故障對電網系統的運行危害極大,?為避免事故的發生,?應加強日常運行巡視管理和制訂有效的維護措施,?以保證變壓器的安全穩定運行。