張前
(江蘇省電力公司沛縣供電公司,江蘇 沛縣 221600)
變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備,在輸電、配電系統(tǒng)中起到了改變電壓和傳輸功率的作用。因此,作為維修電工應(yīng)對變壓器進行維護和定期檢查,以便發(fā)現(xiàn)故障,及時處理。
1.1 制造工藝存在缺陷。如設(shè)計不合理、材料質(zhì)量低劣以及加工不精細等。
1.2 缺乏良好的管理及維護。如檢修后干燥處理不充分,安裝不細心,以及由于檢測能力有限導(dǎo)致某些故障未能及時發(fā)現(xiàn)而繼續(xù)發(fā)展或故障設(shè)備修復(fù)不徹底等。
1.3 絕緣老化。變壓器在正常運行中,由于長期受到熱、電、機械應(yīng)力以及環(huán)境因素的影響,會發(fā)生一些不可逆的變化過程,使絕緣老化,通常這一過程非常緩慢,但當設(shè)備發(fā)生某些異常情況時,則會加速絕緣老化過程,迅速形成故障。
1.4 惡劣的環(huán)境和苛刻的運行條件,以及長期超過技術(shù)規(guī)定允許的范圍運行,往往是直接導(dǎo)致故障的起因。
2.1 類臨界性:變壓器性能輕度下降或輕度受損;
2.2 類致命性:變壓器性能嚴重下降或嚴重受損,必須立即停運
2.3 類災(zāi)難性:變壓器爆炸或完全損壞
2.4 類輕度性:不甚影響變壓器運行但要進行非計劃檢修。
3.1 變壓器故障按部位分類分析
變壓器故障按部位通??煞譃槊芊狻㈣F心、繞組、絕緣、分接開關(guān)、套管、引線等七類故障。
3.1.1 密封不良。變壓器密封不良主要是接頭處處理不好,如焊接質(zhì)量不良、螺栓亂扣以及法蘭不平等原因造成。其后果是漏油、漏氣,影響范圍大。故障模式有密封圈老化、瓷套脫落或破裂、箱體焊點裂紋、潛油泵處漏氣等。
這類故障通常不易被發(fā)現(xiàn),檢查中要特別注意。發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理:a.對密封圈老化要更換密封圈;b.屬瓷套破裂要更換瓷套;c.箱體焊點有裂紋須補焊;d.所有緊固螺栓必須擰緊。
3.1.2 鐵心故障分析。變壓器鐵心和繞組是傳遞、交換電磁能量的主要部件,要使變壓器可靠運行,除繞組質(zhì)量合格外,鐵心質(zhì)量好壞是決定正常運行的關(guān)鍵。鐵心的故障模式可分為:鐵心多點接地、鐵心接地不良、鐵心片間短路。其中鐵心多點接地可分為:鐵心動態(tài)性多點接地和牢靠性多點接地。
變壓器鐵心故障以鐵心多點接地出現(xiàn)較多,伴隨有鐵心局部過熱運行時間過長將會使油紙絕緣老化、絕緣墊塊碳化、鐵心片絕緣層老化,甚至使鐵心接地引線繞斷,這類故障屬臨界性故障。鐵心片間短路將會在強磁場中形成渦流使鐵心局部過熱,鐵心接地不良也會使鐵心局部過熱,同時出現(xiàn)介損超標現(xiàn)象。
3.1.3 繞組故障分析。變壓器繞組是變壓器的心臟,構(gòu)成變壓器輸入,輸出電能的電氣回路,其故障模式可分為:繞組短路、繞組斷路、繞組松動、變形、位移、繞組燒損。其中繞組短路又可分為:層間短路、匝間短路、股間短路等。
變壓器繞組故障除外在因素外,大部分是由于繞組本身結(jié)構(gòu)及絕緣不合理所引起,以繞組短路出現(xiàn)率最高,它不僅影響到繞組本身,而且對鐵心、引線、絕緣層等都有極大的影響。這種故障屬致命性的,此時變壓器內(nèi)部可能出現(xiàn)局部高溫或局部高能量放電現(xiàn)象,如不及時處理會導(dǎo)致變壓器繞組完全損壞,嚴重時其油溫聲速升高,體積膨脹,甚至導(dǎo)致變壓器爆炸,升級為災(zāi)害性故障。
對于變壓器繞組松動、變形、失穩(wěn),絕緣損傷現(xiàn)象,變壓器在這種情況下雖能運行,但實質(zhì)上內(nèi)部已受損,抗短路能力差,若外部短路或受到雷擊的影響進一步使繞組松散,內(nèi)部場強分布不均,極易導(dǎo)致局部放電進而損傷導(dǎo)線。另外松散導(dǎo)線也易在電磁力作用下產(chǎn)生振動,互相磨擦而劃破絕緣。繞組燒損是指繞組絕緣部分碳化,最終形成繞組短路,發(fā)展為致命性故障,因而這類故障屬于監(jiān)界性故障。對此一般處理方法為:a.修得變形部位,必要時應(yīng)更換繞組;b.擰緊壓圈螺訂,緊固松脫的襯墊、撐條;c.修復(fù)改善結(jié)構(gòu),提高機械強度,修補絕緣,并作浸漆干燥處理。
繞組斷路,當高壓側(cè)有一相斷路時,變壓器將非在全相狀態(tài)下運行,變壓器低壓側(cè)三相電壓、電流呈現(xiàn)不平衡,三相直流電阻也不平衡;兩相斷路則變壓器不能運行;當?shù)蛪簜?cè)兩相斷路時,變壓器為單相負載運行,斷路的兩相無電壓輸出,因而變壓器斷路屬于致命性故障,為此須更換或修復(fù)繞組。
3.1.4 絕緣故障分析
變壓器內(nèi)部絕緣是變壓器質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵,大部分故障都是因絕緣性能不佳引起,因而絕緣的好壞是變壓器能否長期、安全可靠運行的基本保證。絕緣故障模式可分為:絕緣損傷、介損超標。
絕緣損傷與介損超標在短期內(nèi)變壓器仍能正常運行,但這些故障會使變壓器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電或局部輕度過熱現(xiàn)象,進一步損傷絕緣將導(dǎo)致變壓器內(nèi)繞組局部短路、絕緣件碳化等故障,屬輕度性故障。
一般處理方法有:a.對絕緣受潮要進行干燥處理;b.若變壓器油劣化則要更換或處理變壓器油;c.檢查油道是否堵塞,并清除油道中的雜物;d.若油面過低則應(yīng)檢查是否滲漏及增加油量至油面線。
變壓器運行中的故障,分為線圈故障、鐵芯故障及套管、分接開關(guān)等故障。
4.1 繞組線圈斷線
故障現(xiàn)象:斷線處有電弧,使變壓器內(nèi)有放電聲;斷線的相沒有電流。
產(chǎn)生原因:導(dǎo)線焊接不良;匝間、層間、相間短路造成斷線;搬運時強烈震動,或安裝套管時使引線扭曲斷線。
排除方法:采用吊芯處理,若因短路造成,應(yīng)重繞線圈,若引線斷線則重新接線。
4.2 分接開關(guān)觸頭表面熔化與灼傷
故障現(xiàn)象:油溫升高;高壓熔絲熔斷。
產(chǎn)生原因:開關(guān)配合裝配不當,造成接觸不良。
排除方法:定期在停電后將分接開關(guān)轉(zhuǎn)動幾周,使其接觸良好。
4.3 變壓器油質(zhì)變壞
故障現(xiàn)象:變壓器油色變暗。
產(chǎn)生原因:變壓器故障引起放電,造成油分解;變壓器油長期受熱氧化嚴重,油質(zhì)惡化。
排除方法:應(yīng)定期試驗、檢查,進行過濾或換油。
4.4 鐵芯片有不正常響聲
故障現(xiàn)象:有各種不同于正?!拔宋恕甭暤漠惓m懧暋?/p>
產(chǎn)生原因:鐵芯疊片錯誤;鐵片間有雜物;鐵芯緊固件松動;鐵片厚度不均勻。
排除方法:夾緊或進行重新疊片,消除發(fā)響的聲音。
4.5 繞組匝間短路
故障現(xiàn)象:變壓器異常發(fā)熱;油溫升高;油枕蓋有黑煙;氣體繼電器動作。
產(chǎn)生原因:變壓器進水,水浸入繞組;繞制時,導(dǎo)線及焊接處的毛刺使匝間絕緣破壞;油道內(nèi)掉入雜物;變壓器運行年久或長期過載造成絕緣老化,應(yīng)重繞線圈進行
4.6 套管間放電
故障現(xiàn)象:高壓熔絲熔斷。
產(chǎn)生原因:套管間有雜物;套管間有小動物。
排除方法:更換套管。
總而言之,變壓器的正常運行是對電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行的重要保證,必須最大限度地防止和減少變壓器故障和事故的發(fā)生。但由于變壓器長期運行,故障和事故總不可能完全避免,且引發(fā)故障和事故又出于眾多方面的原因。如外力的破壞和影響,不可抗拒的自然災(zāi)害,安裝、檢修、維護中存在的問題和制造過程中遺留的設(shè)備缺陷等事故隱患,特別是電力變壓器長期運行后造成的絕緣老化、材質(zhì)劣化及預(yù)期壽命的影響,已成為發(fā)生故障的主要因素。同時,部分工作人員業(yè)務(wù)素質(zhì)不高、技術(shù)水平不夠或違章作業(yè)等,都會造成事故或?qū)е率鹿实臄U大,從而危及電力系統(tǒng)的安全運行。
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[2]張冠軍,錢政,嚴璋,技術(shù)在電力變壓器絕緣故障診斷中的應(yīng)用與發(fā)展,1999.1
[3]趙家禮,張慶達,變壓器故障診斷與修理,機械工業(yè)出版社,2000