电力变压器在电厂有着很重要的作用,?然而,?由于其结构、工艺以及运行维护等多方面的原因,?变压器故障在电厂频繁发生,?大大影响了电厂的正常生产。因此,?加强变压器的定期维护,?采取切实有效的措施防止变压器故障的发生,?对确保变压器的安全稳定运行有重要的意义。
1?变压器常见的故障现象分类及原因
(?1)?变压器本身出厂时就存在的问题。如端头松动、垫块松动、焊接不良、铁心绝缘不良、抗短路强度不足等。
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(?2)?线路干扰。线路干扰在造成变压器事故的所有因素中属于最重要的。主要包括:?合闸时产生的过电压,?在低负荷阶段出现的电压峰值,线路故障,?由于闪络以及其他方面的异常现象等。这类故障在变压器故障中占有很大的比例。因此,?必须定期对变压器进行冲击保护试验,?检测变压器抗励磁涌流的强度。
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(?3)?由于使用不当造成的变压器绝缘老化的速度加快。一般变压器的平均寿命只有17.8?年,?大大低于预期为35～40?年的寿命。
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(?4)?遭雷击造成过电压。
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(?5)?过负荷。过负荷是指变压器长期处于超过铭牌功率工作状态下的变压器。过负荷经常会发生在发电厂持续缓慢提升负荷的情况下,?冷却装置运行不正常,?变压器内部故障等等,?最终造成变压器超负荷运行。由此产生过高的温度则会导致绝缘的过早老化,?当变压器的绝缘纸板老化后,?纸强度降低。因此,?外部故障的冲击力就可能导致绝缘破损,?进而发生故障。
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(?6)?受潮:?如有洪水、管道泄漏、顶盖渗漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及绝缘油中存在水分等。
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(?7)?没有进行正确的维护。
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2?变压器运行中常见故障分析及处理措施
(?1)?绕组的主绝缘和匝间绝缘故障。变压器绕组的主绝缘和匝间绝缘是容易发生故障的部位。主要原因是:?由于长期过负荷运行、或散热条件差、或使用年限长,?使变压器绕组绝缘老化脆裂,?抗电强度大大降低;变压器多次受到短路冲击,?使绕组受力变形,?隐藏着绝缘缺陷,?一旦遇有电压波动就有可能将绝缘击穿;?变压器油中进水使绝缘强度大大降低而不能承受允许的电压,?造成绝缘击穿;?在高压绕组加强段处或低压绕组部位,?由于绝缘膨胀,?使油道阻塞,?影响了散热,?使绕组绝缘由于过热而老化,?发生击穿短路;?由于防雷设施不完善,?在大气过电压作用下,?发生绝缘击穿。
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(?2)?变压器套管故障。主要是套管闪络和爆炸,?变压器高压侧一般使用电容套管,?由于套管瓷质不良或者有沙眼和裂纹,?套管密封不严,?有漏油现象;?套管积垢太多等都有可能造成闪络和爆炸。
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(?3)?铁心绝缘故障。变压器铁芯由硅钢片叠装而成,?硅钢片之间有绝缘漆膜。由于硅钢片紧固不好,?使漆膜破坏产生涡流而发生局部过热。同理,?夹紧铁心的穿心螺丝、圧铁等部件,?若绝缘损坏也会发生过热现象。此外,?若变压器内残留有铁屑或焊渣,?使铁芯两点或多点接地,?都会造成铁芯故障。
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(?4)?分接开关故障。变压器分接开关是变压器常见故障之一。由于开关长时间靠压力接触,?会出现弹簧压力不足,?使开关连接部分的有效接触面积减小,?以及接触部分镀银层磨损脱落,?引起分接开关在运行中发热损坏。分接开关接触不良,?经受不住短路电流的冲击而造成分接开关烧坏而发生故障;?在有载调压的变压器,?分接开关的油箱与变压器油箱一般是互不相通的。若分接开关油箱发生严重缺油,?则分接开关在切换中会发生短路故障,?使分接开关烧坏。
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(?5)?瓦斯保护故障。瓦斯保护是变压器的主保护,?轻瓦斯作用于信号,?重瓦斯作用于跳闸。下面分析瓦斯保护动作的原因及处理办法:?第一,?轻瓦斯保护动作后发出信号。其原因是:?变压器内部有轻微故障;?变压器内部存在空气;?二次回路故障等。运行人员应立即检查,?如未发现异常现象,?应进行气体取样分析。第二,?瓦斯保护动作跳闸时,?可能变压器内部产生严重故障,?引起油分解出大量气体,?也可能二次回路故障等。出现瓦斯保护动作跳闸,?应先投备用变,?然后进行外部检查。检查油枕防爆门,?各焊接缝是否裂开,?变压器外壳是否变形;?最后检查气体的可燃性。
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(?6)?变压器自动跳闸的处理。当变压器各侧断路器自动跳闸后,?首先将跳闸断路器的控制开关操作至跳闸后的位置,?并迅速投入备用变压器,?调整运行方式和负荷分配,?维持运行系统和设备处于正常状态。再检查保护动作情况,?进行外部检查。经检查不是内部故障而是由于外部故障(?穿越性故障)?或人员误动作等引起的,?则可不经内部检查即可投入送电。如属差动、重瓦斯、速断等主保护动作,?应对该保护范围内的设备进行全部检查。在未查清原因前,?禁止将变压器投入运行。
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(?7)?变压器着火也是一种危险事故。由于变压器套管的破损或闪络,使油在油枕油压的作用下流出,?并在变压器顶盖上燃烧;?变压器内部发生故障,?使油燃烧并使外壳破裂等。因变压器有许多可燃物质,?不及时处理可能引起爆炸或使火灾扩大。发生这类事故时,?变压器保护应动作使断路器断开。若因故断路器未断开,?应手动立即断开断路器,?拉开可能通向变压器电源的隔离开关,?并迅速投入备用变,?恢复供电,?停止冷却设备的运行,?进行灭火。变压器灭火时,?最好用泡沫式灭火器或者干粉灭火器,?必要时可用沙子灭火。
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3?变压器的正常运行的巡视
为了解变压器的运行状态,?应定期检查变压器的运行情况,?以便在变压器有异常情况发生时能及早发现、及时处理。变压器的巡视检查项目有:?第一,?检查变压器声音是否正常。第二,?检查油枕和充油套管的油位、油色是否正常,?各部位有无渗漏油现象。第三,?变压器的上层油温是否正常。变压器冷却方式不同,?其上层油温也不同,?但上层油温不应超过规定值。运行人员巡视检查时,?除应注意上层油温不超过规定值以外,?还应根据当时的负荷情况、环境温度及冷却装置投入情况,?与以往数据进行比较,?以判明温度升高的原因。第四,?检查变压器套管是否清洁,?有无破损、裂纹和放电痕迹。第五,?检查引线接头接触是否良好。各引线接头应无变色、无过热、发红等现象。接头接触处的示温片应无溶化现象。用红外线测温仪测试,?接触处温度不得超过70?℃。第六,?检查呼吸器是否正常完好,?硅胶是否有变色现象,?如果硅胶失效应及时更换。第七,?防爆隔膜应完好无破裂。第八,?变压器的冷却器应运行正常。投入的冷却器数目是否正确,?油泵和风扇运行是否正常,?有无异音,?油流指示器是否指示在“流动位置”。第九,?检查气体继电器。第十,?检查变压器铁芯接地线和外壳接地线,?接地应良好,?无断线。第十一,?检查调压分接头位置是否正确。第十二,?天气有变化时,?应重点进行特殊检查。大风时,?检查引线有无剧烈摆动,?变压器顶盖、套管引线处应无杂物;?大雪天,?各部触点在落雪后,?不应立即融化或有放电现象;?大雾天,各部有无火花放电现象等。
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4?变压器日常的维护工作
变压器日常的维护工作包括:?第一,?检查套管和磁裙的清洁程度并及时清理,?保持磁套管及绝缘子的清洁,?防止发生闪络。第二,?冷却装置运行时,?应检查冷却器进、出油管的蝶阀在开启位置;?散热器进风通畅,入口干净无杂物;?检查潜油泵转向正确,?运行中无异音及明显振动;?风扇运转正常;?冷却器控制箱内分路电源自动开关闭合良好,?无振动及异常声音;?冷却器无渗漏油现象。第三,?保证电气连接的紧固可靠。第四,?定期检查分接开关,?并检查触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。第五,?每3?年应对变压器的线圈、套管以及避雷器进行检测。第六,?每年检查避雷器接地的可靠性,?避雷器接地必须可靠,?而引线应尽可能短。旱季应检测接地电阻,?其值不应超过5?Ω。第七,?更换呼吸器的干燥剂和油浴用油。第八,?定期试验消防设施。
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5?变压器工作中需要注意的问题
(?1)?渗漏处理。变压器的渗漏分油侧渗漏和气侧渗漏两种,?通常所说的渗漏油,?是油箱(?或套管)?内的油向大气中渗漏,?属于油侧渗漏;?大气向油箱或套管内渗漏,?则为气侧渗漏。凡是充有油的部分,?均可能发生油侧渗漏。油侧渗漏的特征是渗漏处出现残油痕迹,?污染变压器的外观形象。当渗漏处的油压大于油溶液(?污染了的油)?的渗透压时,?大气中的水分、气体和其他杂质不能侵入油箱内部;?当渗漏处的油压小于油溶液的渗透压时,?发生分子间的互相渗透,?大气中的水分、气体和其他杂质便可能侵入油箱内部。气侧渗漏发生在变压器内存有气体的部位,?如高压套管穿缆铜管的上端、安全气道的油面以上部分,?带油运输变压器顶部留的气腔,?储油柜油室的上部,?强油循环的负压区,?套管储油柜的上部。气侧渗漏的特点是由于存留气体的热胀冷缩,?在渗漏处进行“呼吸”。在吸进大气时把大气中的水分、气体和其他杂质吸进油箱或套管的内部。特别是雨雪天气,?一次就可能吸进许多水分,?引起绝缘局部受潮,?使绝缘的耐压强度下降,?导致击穿放电。由于气体渗漏不像渗漏油那样留有痕迹,?肉眼不能发现,?所以引发事故的几率很大,?后果特别严重。变压器或套管的油纸绝缘,?是被密封后与大气隔离的绝缘。由于“它的电气强度和大气条件无关”,?所以属于“内部绝缘”。当发生气侧渗漏或油侧渗漏,?其电气强度和大气条件有关。因此变压器或套管的渗漏,?是对内部绝缘的一种破坏。渗漏引起的绝缘强度下降,?甚至丧失,?则是对内部绝缘更为严重的破坏。
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(?2)?胶袋密封油枕的维护。为了减缓变压器油的氧化,?在油枕的油面上放置一个隔膜或胶囊(?又称胶袋)?,?胶囊的上口与大气相通,?而使油枕的油面与大气完全隔离,?胶囊的体积随油温的变化增大或减小。在油枕加油时,?应注意尽量将胶囊外面与油枕内壁间的空气排尽,?否则,?会造成假油位及瓦斯继电器动作,?故应全密封加油。油枕加油时,?应注意油量及进油速度要适当,?防止油速太快,?油量过多时,?可能造成防爆管喷油,?压力释放器发信号或喷油。
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(?3)?净油器的运行维护。在变压器箱壳的上部和下部,?各有一个法兰接口,?在此两法兰接口之间装有一个盛满硅胶或活性氧化铝的金属桶。其维护工作主要有:?变压器运行时,?检查净油器上下阀门在开启位置,?保持油在其间的通畅流动。净油器内的硅胶较长时间使用后应进行更换,换上合格的硅胶。净油器投入运行时,?先打开下部阀门,?使油充满净油器,?并打开净油器上部排气小阀,?使其内空气排出,?当小阀门溢油时,?即可关闭小阀门,?然后打开净油器上阀门。
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6?结语
变压器能否正常运行不但取决于变压器结构设计和制造工艺,?而且与日常的运行、维护管理等方面有很大关系,?变压器故障对电网系统的运行危害极大,?为避免事故的发生,?应加强日常运行巡视管理和制订有效的维护措施,?以保证变压器的安全稳定运行。