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高原地區(qū)配電變壓器常見故障分析及預(yù)防知識

2009年12月10日 09:07 www.ttokpm.com 作者:佚名 用戶評論(0
高原地區(qū)配電變壓器常見故障分析及預(yù)防知識

  配電變壓器的運行條件一般都比較簡陋,露天放置且要經(jīng)受高溫、嚴(yán)寒、風(fēng)吹日曬的考驗,尤其是在高原地區(qū)的使用過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)擊穿、爆炸等事故,現(xiàn)就其故障現(xiàn)象、形成原因及預(yù)防措施分析如下:

  一、 運行聲音異常:

  1.清脆的“噼啪”聲。這是由于變壓器內(nèi)部缺油,箱體內(nèi)的高壓引線,通過空氣對變壓器外殼的放電聲。

  原因分析:由于變壓器在運行中出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象、溫度過低而油枕儲油量不足,未及時補充而發(fā)生的缺油。如不及時處理,會加速油溫升高和油的氧化速度,絕緣性能降低,影響繞組間、繞組對地間的絕緣強度,易造成絕緣擊穿。應(yīng)及時補充試驗合格、相同油號的變壓器油。

  預(yù)防措施:對運行中的變壓器尤其是滲漏油的變壓器應(yīng)密切觀察油位變化,發(fā)現(xiàn)缺油應(yīng)及時補充。

  2.沉悶的“噼啪”聲。這是由于變壓器油中含有水分絕緣油受潮引起的高壓引線通過變壓器油而對外殼放電現(xiàn)象。

  原因分析:變壓器注油時未排凈水份或密封不嚴(yán)導(dǎo)致變壓器油受潮。如不及時處理,變壓器絕緣水平會急劇降低,引起匝間短路、線圈燒毀等嚴(yán)重后果。應(yīng)請專業(yè)班組排除變壓器油內(nèi)的水分,放電嚴(yán)重時應(yīng)更換變壓器油。

  預(yù)防措施:加強變壓器吸濕器工作情況檢查維護(hù)工作。運輸和運行時應(yīng)注意防潮,定期檢查變壓器密封情況。

  3.含有金屬響聲的“滋拉滋拉”聲。這是由于變壓器本體可能遺留小件金屬物質(zhì)引起。

  原因分析:由于組裝或檢修時的疏忽大意,在變壓器本體中遺留下的金屬導(dǎo)體,如焊渣等小金屬異物。會產(chǎn)生局部放電或絕緣磨損現(xiàn)象,在發(fā)生過電壓時或正常工作電壓下就有可能引起絕緣擊穿損壞。

  預(yù)防措施:新裝或大修后過變壓器投運后應(yīng)及時觀測響聲是否正常。如有類似響聲應(yīng)及時進(jìn)行檢查。

  4.“咕嘟咕嘟”的沸騰聲。是變壓器線圈發(fā)生相間或匝間短路,短路電流驟增,或鐵心產(chǎn)生強熱,導(dǎo)致起火燃燒,致使絕緣物被燒環(huán),產(chǎn)生噴油,冒煙起火。

  原因分析:發(fā)生相間或匝間短路是因為線路上或變壓器內(nèi)部產(chǎn)生較大短路故障,保險未及時斷開導(dǎo)致絕緣擊穿。

  預(yù)防措施:按照變壓器容量合理配備高低壓保險絲、保險片,定時測量變壓器接地電阻并保證合格。線路開關(guān)應(yīng)按照負(fù)荷情況及時調(diào)整定值,保證在短路事故第一時間斷開電源,避免事故擴大。

  二、溫度過熱

  1.溫度異?,F(xiàn)象及原因

  運行中的變壓器在負(fù)荷、散熱條件和環(huán)境溫度都變化不大的情況下,溫度異常升高,且變化不平衡。用測溫儀等儀器可測得運行溫度接近或超過允許值,此時變壓器運行聲音也產(chǎn)生異常,說明變壓器存在明顯故障,應(yīng)立即退出運行,安排檢修人員處理。

  原因分析:引起溫度異常升高的原因有:設(shè)備老化或發(fā)生事故導(dǎo)致匝間、層間、股間短路;變壓器鐵芯局部短路;因漏磁或渦流引起油箱、箱蓋等發(fā)熱;長期過負(fù)荷運行;散熱條件受到影響等。變壓器溫度異常,反應(yīng)出變壓器一定存在某種性質(zhì)的故障,如不能引起運行人員的足夠重視,會使變壓器絕緣老化,甚至短路、擊穿等事故,最終導(dǎo)致變壓器嚴(yán)重?fù)p壞。

  2.溫度異常預(yù)防措施

  通過檢測和分析變壓器外殼的溫升,可在故障早期或萌發(fā)階段及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)防??梢酝ㄟ^監(jiān)測變壓器狀態(tài)、控制工作條件、及時采取有效措施來預(yù)防故障的發(fā)生或擴大。如對于負(fù)荷重、電流大的變壓器,采用提高冷卻能力,加強降溫效果等方法。選擇能代表變壓器正常運行狀態(tài)典型部位,對溫度參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,可以發(fā)現(xiàn)運行中的溫度異常變化,所引起的發(fā)熱量增加、傳熱情況的改變等。但在線監(jiān)測的主要困難在于發(fā)熱點通常處在高電位的位置,普通的溫度傳感方法受到限制;電力變壓器內(nèi)部有大量的點需要監(jiān)測,但傳感器的安裝受絕緣、變壓器結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟性的限制,不可能安裝大量的結(jié)構(gòu)復(fù)雜或價格昂貴的傳感器。并且眾多的傳感器本身又有可能產(chǎn)生附加故障。

為了及時監(jiān)控溫度平衡,建議采用以下的對策:(1)加強變壓器油位變化的觀測,發(fā)現(xiàn)缺油或油枕儲油量過低時應(yīng)及時補充。(2)密切觀察變壓器吸濕器工作情況,一旦發(fā)現(xiàn)受潮變色應(yīng)及時更換。(3)定期測量變壓器負(fù)荷情況,盡量不使變壓器過負(fù)荷運行,必要時應(yīng)更換容量合適的變壓器;并針對三相負(fù)荷平衡情況及時調(diào)整負(fù)荷,確保平衡率處于合格位置。(4)規(guī)范變壓器的巡視、測溫檢查,發(fā)現(xiàn)溫度變化異常時提前采取措施,避免情況進(jìn)一步惡化。(5)定期進(jìn)行變壓器預(yù)防性試驗,確保各項運行指標(biāo)正常。(6)加強外部運行條件的檢查,及時排除各種影響變壓器安全運行的影響。

  三、短路事故

  1.匝間短路:指由于導(dǎo)線本身的絕緣損壞,產(chǎn)生的匝間的短路故障。

  原因分析:變壓器過熱油溫增高;電源側(cè)電流略有增大;有時油中有吱吱聲和咕嘟咕嘟的冒泡聲;嚴(yán)重時油枕噴油。長期過載使匝間絕緣損壞,由于變壓器出口短路或其它故障使繞組受短路電流的沖擊而產(chǎn)生振動與變形而損壞匝間絕緣,油面降低使繞組露出油面線匝間絕緣擊穿:雷擊時大氣過電壓侵入損壞匝絕緣,繞組繞制不合格或線匝排列與換位、繞組壓裝不正確等,使匝間絕緣受到損壞。

  解決及預(yù)防措施:吊芯檢查,匝間短路處絕緣呈黑焦?fàn)?測繞組直流電阻,三相電阻不平衡;短路相電阻小;在低壓側(cè)繞組上施加10%~20%的額定電壓試驗,損壞點會冒煙。一般在后天運行中匝間短路較少,因此應(yīng)對新投運變壓器應(yīng)加強聲音及電壓、電流檢查,提早發(fā)現(xiàn)并處理。

  2.繞組接地:指繞組對接地部分短路。

  原因分析:油質(zhì)變壞,接地故障長時間持續(xù)、雷電大氣過電壓及操作過電壓的作用使繞組受短路電流的沖擊發(fā)生變形、主絕緣老化破裂、折斷;變壓器油受潮后絕緣強度降低、油面下降或絕緣老化。

  解決及預(yù)防措施:用搖表測量繞組的對地絕緣電阻,如阻值為零或接近零則為接地相。吊出器身檢查有無雜物,繞組與鐵芯間的絕緣套管、絕緣紙板,有否損壞;繞組有否變形。試驗油的擊穿電壓值是否合格。應(yīng)準(zhǔn)確保險絲容量、接地電阻合格,定期緊固密封螺栓。

  3.相間短路:繞組相間的絕緣被擊穿造成短路。

  原因分析:油溫劇增,油枕噴油,跌落熔斷器熔斷件熔斷。主絕緣老化,絕緣水平降低;變壓器油擊穿電壓偏低;或由其它故障擴大引起,如繞組有匝間短路或接地故障時,由于電弧及熔化了的銅(鋁)粒子四散飛濺,使事故蔓延擴大,發(fā)展為相間短路?;蚴怯捎趯?dǎo)線內(nèi)部焊接不良,過熱而熔斷或因匝間短路而燒斷,以及短路應(yīng)力造成的繞組折斷。

  解決及預(yù)防措施:吊出器身外觀檢查,相間短路處主絕緣燒毀呈燒焦?fàn)?測量絕緣電阻,相間阻值為零或接近零;測量繞組的直流電阻和變壓比,與出廠值或以往的測量記錄做比較,即可判斷出繞組的損壞情況。在變壓器設(shè)計階段應(yīng)注意繞組承受應(yīng)力方面的計算,選用承受短路能力強的材料。提高繼電保護(hù)裝置的正確動作率,保證在發(fā)生外部故障時及時切頓故障點,進(jìn)一步壓縮主變后備保護(hù)動作時間,減少短路電流沖擊。

  4.套管短路:套管破損、裂紋、閃絡(luò)和漏油等原因引起短路。

  原因分析:外力破壞;密封不嚴(yán),絕緣受潮劣化;套管積垢嚴(yán)重。或在運行過程中人為向套管拋擲金屬物,引起短路。

  解決及預(yù)防措施:外部檢查瓷套管破損、裂紋及積垢情況;用搖表檢查瓷套管與地間的絕緣電阻是否達(dá)到規(guī)定要求。對于發(fā)生外部短路的變壓器,應(yīng)進(jìn)行繞組變形測量試驗,對可能發(fā)較嚴(yán)重的繞組變形時,應(yīng)進(jìn)行吊罩檢查,防止變壓器的積累演變成短路事故。巡視中對套管裂紋等故障應(yīng)早發(fā)現(xiàn),早處理。對破壞較嚴(yán)重地區(qū),加裝套管護(hù)套,避免人為拋擲的雜物引起的短路。

  5.分接開關(guān)故障引起短路分接開關(guān)接觸不良或位置不準(zhǔn),觸頭表面熔化與灼傷及相間觸頭放電或各分接頭放電。

  原因分析:分接開關(guān)局部過熱,燒毀。開關(guān)結(jié)構(gòu)上與裝配上存在缺陷,如接觸不可靠,彈簧壓力不夠;短路時觸點過熱;過電壓擊穿;變壓器內(nèi)有異物或觸頭污臟,絕緣受潮等。

  解決及預(yù)防措施:用搖表檢查分接開關(guān)對地絕緣電阻,若有故障則阻值很大;測量各分接頭的直流電阻與出廠值或以往的測量記錄比較,若差異較大,說明觸頭有故障。對輸出電壓、電流不穩(wěn)定或分接開關(guān)過熱的變壓器應(yīng)盡快安排檢修人員進(jìn)行檢查和試驗。

  6.鐵芯故障引起短路

  現(xiàn)象及原因分析:油溫升高、油質(zhì)劣化、聲音不正常,變壓器內(nèi)部發(fā)出輕微噼啪聲。

  原因分析:鐵芯迭片間絕緣損壞;鐵芯有多點接地;或鐵芯表面有導(dǎo)電物質(zhì)等都會引起鐵芯的損壞。另外,鐵芯中缺片;鐵芯油道內(nèi)或夾件下面松動;鐵芯的緊固零件松動,都將發(fā)生不正常的響聲。制造或檢修過程中組裝質(zhì)量不好,比如接地片斷開或沒有插緊,接地不良。

  解決及預(yù)防措施:首先測量鐵芯對地絕緣電阻是否達(dá)到規(guī)定要求值;再是將器身吊出,做外觀檢查;也可用直流電壓、電流法測片間絕緣電阻。另外,做空載試驗,測空載損耗是否過大。吊芯檢查接地片。運行人員應(yīng)從變壓器運行聲音上盡早發(fā)現(xiàn)類似問題,并進(jìn)行檢查試驗,預(yù)防接地短路事故的形成。

  總之,高原地區(qū)配電變壓器受運行條件制約,易發(fā)生故障,且發(fā)生故障后不能及時修復(fù)。因此,提前采取預(yù)防措施,或在變壓器存在的隱患和缺陷現(xiàn)象較輕時就采取措施,能夠配網(wǎng)安全穩(wěn)定運行打下良好的基礎(chǔ)。

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