基于變壓器的運(yùn)行維護(hù)和故障處理方案

電力變壓器在電廠有著很重要的作用,?然而,?由于其結(jié)構(gòu)、工藝以及運(yùn)行維護(hù)等多方面的原因,?變壓器故障在電廠頻繁發(fā)生,?大大影響了電廠的正常生產(chǎn)。因此,?加強(qiáng)變壓器的定期維護(hù),?采取切實(shí)有效的措施防止變壓器故障的發(fā)生,?對(duì)確保變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要的意義。
1?變壓器常見(jiàn)的故障現(xiàn)象分類及原因
(?1)?變壓器本身出廠時(shí)就存在的問(wèn)題。如端頭松動(dòng)、墊塊松動(dòng)、焊接不良、鐵心絕緣不良、抗短路強(qiáng)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(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓,?在低負(fù)荷階段出現(xiàn)的電壓峰值,線路故障,?由于閃絡(luò)以及其他方面的異?，F(xiàn)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(duì)變壓器進(jìn)行沖擊保護(hù)試驗(yàn),?檢測(cè)變壓器抗勵(lì)磁涌流的強(qiáng)度。
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(?3)?由于使用不當(dāng)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(yù)期為35～40?年的壽命。
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(?4)?遭雷擊造成過(guò)電壓。
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(?5)?過(guò)負(fù)荷。過(guò)負(fù)荷是指變壓器長(zhǎng)期處于超過(guò)銘牌功率工作狀態(tài)下的變壓器。過(guò)負(fù)荷經(jīng)常會(huì)發(fā)生在發(fā)電廠持續(xù)緩慢提升負(fù)荷的情況下,?冷卻裝置運(yùn)行不正常,?變壓器內(nèi)部故障等等,?最終造成變壓器超負(fù)荷運(yùn)行。由此產(chǎn)生過(guò)高的溫度則會(huì)導(dǎo)致絕緣的過(guò)早老化,?當(dāng)變壓器的絕緣紙板老化后,?紙強(qiáng)度降低。因此,?外部故障的沖擊力就可能導(dǎo)致絕緣破損,?進(jìn)而發(fā)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(méi)有進(jìn)行正確的維護(hù)。
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2?變壓器運(yùn)行中常見(jiàn)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(fā)生故障的部位。主要原因是:?由于長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、或散熱條件差、或使用年限長(zhǎng),?使變壓器繞組絕緣老化脆裂,?抗電強(qiáng)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(dòng)就有可能將絕緣擊穿;?變壓器油中進(jìn)水使絕緣強(qiáng)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(qiáng)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(guò)熱而老化,?發(fā)生擊穿短路;?由于防雷設(shè)施不完善,?在大氣過(guò)電壓作用下,?發(fā)生絕緣擊穿。
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(?2)?變壓器套管故障。主要是套管閃絡(luò)和爆炸,?變壓器高壓側(cè)一般使用電容套管,?由于套管瓷質(zhì)不良或者有沙眼和裂紋,?套管密封不嚴(yán),?有漏油現(xiàn)象;?套管積垢太多等都有可能造成閃絡(luò)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(chǎn)生渦流而發(fā)生局部過(guò)熱。同理,?夾緊鐵心的穿心螺絲、圧鐵等部件,?若絕緣損壞也會(huì)發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象。此外,?若變壓器內(nèi)殘留有鐵屑或焊渣,?使鐵芯兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地,?都會(huì)造成鐵芯故障。
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(?4)?分接開(kāi)關(guān)故障。變壓器分接開(kāi)關(guān)是變壓器常見(jiàn)故障之一。由于開(kāi)關(guān)長(zhǎng)時(shí)間靠壓力接觸,?會(huì)出現(xiàn)彈簧壓力不足,?使開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)在運(yùn)行中發(fā)熱損壞。分接開(kāi)關(guān)接觸不良,?經(jīng)受不住短路電流的沖擊而造成分接開(kāi)關(guān)燒壞而發(fā)生故障;?在有載調(diào)壓的變壓器,?分接開(kāi)關(guān)的油箱與變壓器油箱一般是互不相通的。若分接開(kāi)關(guān)油箱發(fā)生嚴(yán)重缺油,?則分接開(kāi)關(guān)在切換中會(huì)發(fā)生短路故障,?使分接開(kāi)關(guān)燒壞。
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(?5)?瓦斯保護(hù)故障。瓦斯保護(hù)是變壓器的主保護(hù),?輕瓦斯作用于信號(hào),?重瓦斯作用于跳閘。下面分析瓦斯保護(hù)動(dòng)作的原因及處理辦法:?第一,?輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作后發(fā)出信號(hào)。其原因是:?變壓器內(nèi)部有輕微故障;?變壓器內(nèi)部存在空氣;?二次回路故障等。運(yùn)行人員應(yīng)立即檢查,?如未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象,?應(yīng)進(jìn)行氣體取樣分析。第二,?瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí),?可能變壓器內(nèi)部產(chǎn)生嚴(yán)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(xiàn)瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘,?應(yīng)先投備用變,?然后進(jìn)行外部檢查。檢查油枕防爆門,?各焊接縫是否裂開(kāi),?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(dòng)跳閘的處理。當(dāng)變壓器各側(cè)斷路器自動(dòng)跳閘后,?首先將跳閘斷路器的控制開(kāi)關(guān)操作至跳閘后的位置,?并迅速投入備用變壓器,?調(diào)整運(yùn)行方式和負(fù)荷分配,?維持運(yùn)行系統(tǒng)和設(shè)備處于正常狀態(tài)。再檢查保護(hù)動(dòng)作情況,?進(jìn)行外部檢查。經(jīng)檢查不是內(nèi)部故障而是由于外部故障(?穿越性故障)?或人員誤動(dòng)作等引起的,?則可不經(jīng)內(nèi)部檢查即可投入送電。如屬差動(dòng)、重瓦斯、速斷等主保護(hù)動(dòng)作,?應(yīng)對(duì)該保護(hù)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行全部檢查。在未查清原因前,?禁止將變壓器投入運(yùn)行。
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(?7)?變壓器著火也是一種危險(xiǎn)事故。由于變壓器套管的破損或閃絡(luò),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(nèi)部發(fā)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(zhì),?不及時(shí)處理可能引起爆炸或使火災(zāi)擴(kuò)大。發(fā)生這類事故時(shí),?變壓器保護(hù)應(yīng)動(dòng)作使斷路器斷開(kāi)。若因故斷路器未斷開(kāi),?應(yīng)手動(dòng)立即斷開(kāi)斷路器,?拉開(kāi)可能通向變壓器電源的隔離開(kāi)關(guān),?并迅速投入備用變,?恢復(fù)供電,?停止冷卻設(shè)備的運(yùn)行,?進(jìn)行滅火。變壓器滅火時(shí),?最好用泡沫式滅火器或者干粉滅火器,?必要時(shí)可用沙子滅火。
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3?變壓器的正常運(yùn)行的巡視
為了解變壓器的運(yùn)行狀態(tài),?應(yīng)定期檢查變壓器的運(yùn)行情況,?以便在變壓器有異常情況發(fā)生時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理。變壓器的巡視檢查項(xiàng)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(wú)滲漏油現(xiàn)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(yīng)超過(guò)規(guī)定值。運(yùn)行人員巡視檢查時(shí),?除應(yīng)注意上層油溫不超過(guò)規(guī)定值以外,?還應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的負(fù)荷情況、環(huán)境溫度及冷卻裝置投入情況,?與以往數(shù)據(jù)進(jìn)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(wú)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(yīng)無(wú)變色、無(wú)過(guò)熱、發(fā)紅等現(xiàn)象。接頭接觸處的示溫片應(yīng)無(wú)溶化現(xiàn)象。用紅外線測(cè)溫儀測(cè)試,?接觸處溫度不得超過(guò)70?℃。第六,?檢查呼吸器是否正常完好,?硅膠是否有變色現(xiàn)象,?如果硅膠失效應(yīng)及時(shí)更換。第七,?防爆隔膜應(yīng)完好無(wú)破裂。第八,?變壓器的冷卻器應(yīng)運(yùn)行正常。投入的冷卻器數(shù)目是否正確,?油泵和風(fēng)扇運(yùn)行是否正常,?有無(wú)異音,?油流指示器是否指示在“流動(dòng)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(yīng)良好,?無(wú)斷線。第十一,?檢查調(diào)壓分接頭位置是否正確。第十二,?天氣有變化時(shí),?應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行特殊檢查。大風(fēng)時(shí),?檢查引線有無(wú)劇烈擺動(dòng),?變壓器頂蓋、套管引線處應(yīng)無(wú)雜物;?大雪天,?各部觸點(diǎn)在落雪后,?不應(yīng)立即融化或有放電現(xiàn)象;?大霧天,各部有無(wú)火花放電現(xiàn)象等。
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4?變壓器日常的維護(hù)工作
變壓器日常的維護(hù)工作包括:?第一,?檢查套管和磁裙的清潔程度并及時(shí)清理,?保持磁套管及絕緣子的清潔,?防止發(fā)生閃絡(luò)。第二,?冷卻裝置運(yùn)行時(shí),?應(yīng)檢查冷卻器進(jìn)、出油管的蝶閥在開(kāi)啟位置;?散熱器進(jìn)風(fēng)通暢,入口干凈無(wú)雜物;?檢查潛油泵轉(zhuǎn)向正確,?運(yùn)行中無(wú)異音及明顯振動(dòng);?風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)正常;?冷卻器控制箱內(nèi)分路電源自動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合良好,?無(wú)振動(dòng)及異常聲音;?冷卻器無(wú)滲漏油現(xiàn)象。第三,?保證電氣連接的緊固可靠。第四,?定期檢查分接開(kāi)關(guān),?并檢查觸頭的緊固、灼傷、疤痕、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性及接觸的定位。第五,?每3?年應(yīng)對(duì)變壓器的線圈、套管以及避雷器進(jìn)行檢測(cè)。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(yīng)盡可能短。旱季應(yīng)檢測(cè)接地電阻,?其值不應(yīng)超過(guò)5?Ω。第七,?更換呼吸器的干燥劑和油浴用油。第八,?定期試驗(yàn)消防設(shè)施。
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5?變壓器工作中需要注意的問(wèn)題
(?1)?滲漏處理。變壓器的滲漏分油側(cè)滲漏和氣側(cè)滲漏兩種,?通常所說(shuō)的滲漏油,?是油箱(?或套管)?內(nèi)的油向大氣中滲漏,?屬于油側(cè)滲漏;?大氣向油箱或套管內(nèi)滲漏,?則為氣側(cè)滲漏。凡是充有油的部分,?均可能發(fā)生油側(cè)滲漏。油側(cè)滲漏的特征是滲漏處出現(xiàn)殘油痕跡,?污染變壓器的外觀形象。當(dāng)滲漏處的油壓大于油溶液(?污染了的油)?的滲透壓時(shí),?大氣中的水分、氣體和其他雜質(zhì)不能侵入油箱內(nèi)部;?當(dāng)滲漏處的油壓小于油溶液的滲透壓時(shí),?發(fā)生分子間的互相滲透,?大氣中的水分、氣體和其他雜質(zhì)便可能侵入油箱內(nèi)部。氣側(cè)滲漏發(fā)生在變壓器內(nèi)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(yùn)輸變壓器頂部留的氣腔,?儲(chǔ)油柜油室的上部,?強(qiáng)油循環(huán)的負(fù)壓區(qū),?套管儲(chǔ)油柜的上部。氣側(cè)滲漏的特點(diǎn)是由于存留氣體的熱脹冷縮,?在滲漏處進(jìn)行“呼吸”。在吸進(jìn)大氣時(shí)把大氣中的水分、氣體和其他雜質(zhì)吸進(jìn)油箱或套管的內(nèi)部。特別是雨雪天氣,?一次就可能吸進(jìn)許多水分,?引起絕緣局部受潮,?使絕緣的耐壓強(qiáng)度下降,?導(dǎo)致?lián)舸┓烹?。由于氣體滲漏不像滲漏油那樣留有痕跡,?肉眼不能發(fā)現(xiàn),?所以引發(fā)事故的幾率很大,?后果特別嚴(yán)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(qiáng)度和大氣條件無(wú)關(guān)”,?所以屬于“內(nèi)部絕緣”。當(dāng)發(fā)生氣側(cè)滲漏或油側(cè)滲漏,?其電氣強(qiáng)度和大氣條件有關(guān)。因此變壓器或套管的滲漏,?是對(duì)內(nèi)部絕緣的一種破壞。滲漏引起的絕緣強(qiáng)度下降,?甚至喪失,?則是對(duì)內(nèi)部絕緣更為嚴(yán)重的破壞。
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(?2)?膠袋密封油枕的維護(hù)。為了減緩變壓器油的氧化,?在油枕的油面上放置一個(gè)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(shí),?應(yīng)注意盡量將膠囊外面與油枕內(nèi)壁間的空氣排盡,?否則,?會(huì)造成假油位及瓦斯繼電器動(dòng)作,?故應(yīng)全密封加油。油枕加油時(shí),?應(yīng)注意油量及進(jìn)油速度要適當(dāng),?防止油速太快,?油量過(guò)多時(shí),?可能造成防爆管噴油,?壓力釋放器發(fā)信號(hào)或噴油。
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(?3)?凈油器的運(yùn)行維護(hù)。在變壓器箱殼的上部和下部,?各有一個(gè)法蘭接口,?在此兩法蘭接口之間裝有一個(gè)盛滿硅膠或活性氧化鋁的金屬桶。其維護(hù)工作主要有:?變壓器運(yùn)行時(shí),?檢查凈油器上下閥門在開(kāi)啟位置,?保持油在其間的通暢流動(dòng)。凈油器內(nèi)的硅膠較長(zhǎng)時(shí)間使用后應(yīng)進(jìn)行更換,換上合格的硅膠。凈油器投入運(yùn)行時(shí),?先打開(kāi)下部閥門,?使油充滿凈油器,?并打開(kāi)凈油器上部排氣小閥,?使其內(nèi)空氣排出,?當(dāng)小閥門溢油時(shí),?即可關(guān)閉小閥門,?然后打開(kāi)凈油器上閥門。
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6?結(jié)語(yǔ)
變壓器能否正常運(yùn)行不但取決于變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝,?而且與日常的運(yùn)行、維護(hù)管理等方面有很大關(guān)系,?變壓器故障對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行危害極大,?為避免事故的發(fā)生,?應(yīng)加強(qiáng)日常運(yùn)行巡視管理和制訂有效的維護(hù)措施,?以保證變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。