基于变压器异常运行及常见故障的分析

2013-04-23 02:56王海涛
科技致富向导 2013年6期
关键词:常见故障变压器分析

王海涛

【摘 要】电力系统中变压器的作用是变换电压和传输功率,所以变压器的安全运行管理工作就成为了我们日常工作的重点。文中主要针对变压器的异常运行、常见故障作出分析总结,以便于及时、准确地判断故障原因、性质并及时采取有效措施,来确保设备的安全运行。

【关键词】变压器;异常运行;常见故障;分析

0.前言

变压器作为一种能量转换器,广泛应用于国民经济各部门、各领域。在电力系统中由于使用了变压器,使得发电机、传输电力的电网以及用电设备都有可能选择最合适的工作电压,安全而经济地运行。在电力系统中变压器占着极其重要的地位,据统计,电力系统中变压器的安装总容量约为发电机安装容量的6-8倍,因此,变压器发生故障所造成的损失是非常严重的。所以一方面要加强对变压器的巡视和检查维护工作,另一方面要根据设备存在的缺陷、气候的变化、运行方式的改变等,作好事故预想。一旦故障发生时,应能根据故障现象,正确判断故障的范围、性质及原因,迅速而准确地处理故障,防止事故的扩大。

1.异常运行和常见故障原因分析

1.1声音异常

变压器在正常运行时发出均匀的有节律的“嗡嗡”声,如果出现其他不正常声音,均为声音异常,产生的主要原因有以下几个方面:

(1)当有大容量的动力设备启动时,负荷突然增大,变压器声音也会变大。

(2)过负荷,在夏季或农忙用电高峰时,配变会因为过负荷发出很高的沉重的“嗡嗡”声。

(3)个别零件松动(如铁芯的松动)或有遗漏零件在铁芯上时,变压器会发出强烈而不均匀的“噪声”,或有“锤击”和“吹风”之声。

(4)变压器内部接触不良或局部放电,会发出放电的“吱吱”或“噼啪”声,且此声音随离故障部位远近而变化;如果是绕组短路,将有“噼啪”声,严重时会有巨大的轰鸣声随后可能起火。

(5)变压器高压套管脏污,表面釉质脱落或有裂纹存在,可听到“嘶嘶”声。

(6)变压器铁芯接地断线,会产生劈裂声。

(7)变压器的某些部件因铁芯振动而造成机械接触时,会产生连续的、有规律的撞击或摩擦声。

1.2油温异常

正常负荷及正常冷却情况下,变压器的油温不断升高,其主要原因有:

(1)由于涡流或夹紧铁芯用的穿芯螺栓绝缘损坏,使变压器油温升高,涡流使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏,这时铁损增大,油温升高而穿芯螺栓绝缘破坏后,使穿芯螺栓与硅钢片短接,这时有很大的电流通过穿芯螺栓,使螺栓发热,也使变压器的油温升高。

(2)绕组局部层间或匝间短路,内部接点有故障,接触电阻加大,二次线路上有大电阻短路等,均会使油温升高。

(3)过负载、环境温度过高,冷却风扇和输油泵故障,散热器阀门忘记打开,渗漏油引起油量不足等原因都会造成变压器温度不正常。

1.3油色、油位异常

变压器内部故障及各部件过热将引起一系列的气味、颜色的变化:

(1)瓷套管端子的紧固部分松动,表面接触面过热氧化,会引起变色和异常气味。

(2)变压器漏磁的断磁能力不好及磁场分布不均,引起涡流。会使油箱局部过热引起油漆变色。

(3)瓷套管污损产生电晕、闪络会发出奇嗅味,冷却风扇、油泵烧毁会发出烧焦气味。

(4)吸潮过度、垫圈损坏、进入油室的水量太多等原因会造成吸湿计变色。

在夏季重负荷运行时,油位就会升高,若超过最高温度标线刻度,就应适当放油;当变压器渗漏严重,就会使油位下降,若降到最低标线以下,应加油补充。

1.4体表异常

变压器故障时都伴随着体表的变化,主要有:

(1)呼吸口不灵或内部故障可引起防爆膜龟裂、破损。

(2)大气过电压,内部过电压等会引起瓷件、瓷套管表面龟裂,并有放电痕迹。

1.5渗漏油

变压器运行中渗漏油的现象比较普遍,主要原因有:

(1)油箱与零部件联接处的密封小良,焊件或铸件 存在缺陷,运行中额外荷重或受到震动等。

(2)内部故障使油温升高,引起油的体积膨胀,发生漏油或喷油。

1.6高低压套管故障

高低压套管发生严重损伤并有放电现象,其主要原因是:

(1)套管密封不严,因进水使绝缘受潮而损坏。

(2)套管的电容芯子制造不良,内部游离放电。

1.7三相电压不平衡

其主要原因有:

(1)三相负载不平衡,引起中性点位移,使三相电压不平衡。

(2)系统发生铁磁谐振,会使三相电压不平衡。

(3)绕组局部发生匝间或层间短路,也会造成三相电压不平衡。

1.8分接开关故障

分接开关故障主要有:接触不良、触头烧坏、触头间短路、触头对地放电,油箱上有“吱吱”的放电声,电流表随响声发生摆动,瓦斯保护可能发出信号,发生这类故障的主要原因有:

(1)分接开关触头弹簧压力不足,触头滚轮压力不匀,使有效接触面面积减少,以及因镀银层的机械强度不够而使触头磨损严重,引起分接开关烧毁。

(2)分接开关接触不良,经受不住短路电流冲击而发生故障。

(3)操作不当,倒分接开关时,由于分接头位置切换错误,引起开关烧坏。

(4)相间绝缘距离不够,或绝缘材料性能降低,在过电压作用下短路。

1.9引线部分故障

引线部分故障常有引线烧断、接线柱打火等现象发生。主要原因有:引线与接线柱松动,导致接触不良、发热;软铜片焊接不良,引线之间焊接不牢,造成过热或开焊,如不及时处理,将造成变压器不能运行或三相电压不平衡而烧坏用电设备。

1.10线圈故障

线圈故障常表现为:绕组局部发生匝间或层间短路,造成三相电压不平衡,线圈对地放电等。其原因主要有:

(1)变压器进水受潮、油质劣化,绝缘能力下降。

(2)材料质量、制造、检修工艺不良都有可能造成线圈故障。

1.11冷却装置故障

冷却装置主要有机械故障如电机损坏,风扇叶片变形等;电源故障,发生内部导线短路,熔丝熔断等;控制回路故障,如直流电源消失,接触器无法吸合等。具体情况依设计而定,如值班员可自行恢复的,要尽快处理,否则应记录时间并注意温度变化,使对变压器的损害降到最低。

1.12继电保护动作

继电保护动作,说明变压器内部有故障。瓦斯保护是变压器的主要保护,它能监视变压器内部发生的部分故障,常常是先轻瓦斯动作发出信号,然后重瓦斯动作去掉闸。轻瓦斯动作的主要原因:①因滤油、加油和冷却系统不严密,致使空气进入主变压器;②温度下降和漏油致使油位缓慢降低;③变压器内部故障,产生少量气体。

如气体是可燃的,则说明变压器内部有故障,应根据瓦斯继电器内积聚的气体性质来鉴定故障性质,如气体为黄色不易燃的,且一氧化碳含量大于l%-2%,为木质绝缘损坏;灰色和黑色易燃的。且氢气含量在30%以下,有焦油味,闪点降低,则说明油因过滤而分解或油内曾发生过闪络故障;浅灰色带强烈臭味且可燃的,是纸或纸板绝缘损坏。

2.结束语

以上所述仅能作为对变压器故障现场直观的判断,因为变压器的故障不仅仅是某一方面的直观反映,它涉及诸多因素,有时甚至会出现假象。因此,只有进行详细测量和综合分析,才能准确可靠地找出故障原因,判明事故性质,提出较完备的合理的处理办法,使故障尽快得到消除。总之,运行中的变压器由于受到电磁振动机械磨损、化学作用、大气腐蚀、电腐蚀及维护、运行管理不当,均会出现各种异常运行现象及较严重的故障现象,因此,只有加强对变压器各方面的运行管理.才能使变压器达到健康运行水平。

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