电力系统变压器故障原因分析及处理方法研究

2020-09-14 12:03:33 神州·上旬刊 2020年9期

孟琳

摘要:在电力系统中,变压器是重要的电力设备。变压器的稳定运行是保障电力系统安全生产的基础,变压器出现故障将严重影响供电的可靠性和电力系统的正常运行。本文主要阐述电力系统变压器的常见故障及产生的原因,常用的诊断方法以及处理方法等问题。

关键词:电力系统;变压器;故障;原因;处理

在电力系统中,变压器是重要的设备,变压器的作用是多方面的,不仅能升高电压把电能送到用电地区,还能把电压降低为各级使用电压,以满足用电的需要。通过对电力系统变压器故障的早期判断,能够有效地减少由于变压器故障引起的停用,防止电力系统安全事故的发生。因此,了解变压器故障类型与特点,在日常巡检与例行检查中有针对性地对变压器情况进行检查,减少故障的进一步扩大,保证电力系统的安全稳定运行。

1变压器常见故障及产生原因

变压器的常见故障按变压器本体可分为内部故障和外部故障;按故障发生的部位可分为铁芯故障、分接开关故障、绕组故障、绝缘故障;按发生故障的性质可分为热性故障和电性故障;按故障发生的回路可分为:电路故障、磁路故障和油路故障;按变压器的结构可分为绕组故障、铁芯故障、油质故障和附件故障等。

1.1绝缘故障和密封不良

变压器油和绝缘纸、板以及绝缘件构成了变压器油—纸绝缘系统,绝缘故障主要表现形式及其产生原因如下:(1)变压器油受到污染,绝缘强度下降进而导致变压器整体绝缘性能下降是目前变压器运行中的常见故障。(2)有些变压器采用薄绝缘、小油道的设计制造,这些变压器往往在投运后不久就发生故障。

1.2绕组和引线故障

绕组故障主要是指发生在变压器线圈、纵绝缘和端子中的故障。绕组故障主要由以下原因引起:(1)持续过载可在整台变压器中引起高温,造成线圈绝缘变脆、脱落,引起绕组匝间短路,导致变压器损坏。(2)由于运行中的变压器遭受严重的外部短路时,在电动力和机械力的作用下,变压器绕组的尺寸或形状将发生不可逆的变化。(3)变压器线圈的接头因焊接过程中质量控制不严导致质量欠佳,线圈引出线和套管导电杆连接不好会致使变压器在运行中接头过热从而导致局部绝缘劣化。(4)变压器线圈的绝缘中渗入水分或器身干燥处理不够彻底,会导致运行中的变压器发生匝间短路。(5)雷电冲击、对地弧光放电等瞬变过程都可能会造成变压器绕组薄弱处发生绝缘损坏乃至击穿。

1.3磁路部分故障

磁路故障就是指发生在变压器的铁芯、铁轭及夹件中的故障。磁路故障产生的原因主要有:(1)铁芯叠片之间的绝缘或与铁轭夹件之间的绝缘产生损坏会产生很大的循环涡流,产生大量的热量,危及铁芯和线圈的绝缘,变压器的铁损也会随之增加。(2)运行中的电力变压器铁芯形成多点接地,轻则发生局部过热,重则导致变压器跳闸甚至造成变压器直接损坏。

1.4分接开关故障

分接开关故障主要表现为:分接开关触头接触不良、触头间短路或对地放电、分接开关引线松动等。故障原因有很多,如制造质量存在问题;在安装、运行操作及维护过程中存在弹簧压力不足、接触不可靠、引线紧固不良、开关触头氧化、分接开关不到位等现象。

1.5高压出线套管故障

套管是电力变压器内绕组与油箱外联结引线的重要保护装置,也是电力变压器与外部电网或设备连接的桥梁。其长期遭受电场、风雨、污染等影响,易使瓷釉龟裂绝缘油老化,是变压器故障多发部位。在运行中,以下因素易导致套管故障:(1)套管瓷套的表面沉积有灰尘、油污和盐雾等,常常会引起套管的污闪;(2)套管与绕组引线联接固定销脱落造成悬浮放电;(3)套管密封不良导致进水受潮;(4)套管因漏油致使套管缺油而过热。

2 电力变压器故障常用的诊断方法

2.1 观察法

由于运行中的电力变压器产生故障时,其声音、散发的气味、气体颜色以及油温都会出现异常。因此,可以通过闻、听、摸、看等方式来对变压器的故障进行诊断。

2.2 变压器油化验

变压器油化验是一种常见且有效的故障诊断方法。由于充油电气设备的潜伏性故障所产生的可燃性气体大部分会溶解于油,因此可应用监测仪测定变压器油中各种故障气体,连续测定因故障释放而溶解于油中气体的含量,分析气体类别及含量来确定变压器故障的类型。

2.3变压器绝缘试验

变压器的绝缘试验主要包括变压器的泄漏电流、介质损失、绝缘电阻、吸收比、感应耐压、交流耐压等试验。泄漏电流试验可用于变压器引线套管缺陷和绝缘部分穿透性缺陷的诊断。对泄漏电流测量结果进行分析判断时,主要与历年试验结果比较各项参数不应有显著变化。按标准规定使用兆欧表进行测量,依次测量各线圈对地及线圈间的绝缘电阻,并与历次测量结果比较判断。

3变压器故障处理

变压器断路器故障跳闸时,運行人员应立即清楚、准确地向值班调度员报告情况,汇报事故发生的时间及现象、跳闸断路器的名称、编号、继电保护和自动装置的动作情况及表针摆动、频率、电压、潮流的变化等。并在值班调度员的指挥下沉着、迅速、准确地进行处理。为加速处理故障,限制故障的发展,应进行下列操作:(1)将直接对人员生命有威胁的设备停电;(2)将已损坏的设备隔离;(3)运行中的设备有受损伤的威胁时,应停用或隔离;(4)站用电气设备事故恢复电源;(5)电压互感器保险熔断时,将有关保护停用;(6)现场规程中明确规定的操作,可无须等待值班调度员命令,运行人员可自行处理,但必须向值班调度员汇报。

4结束语

综上所述,变压器是电力系统的重要设备,掌握变压器常见故障产生的原因和诊断方法以及出现故障时的处理方法,可以有效地提高变压器的健康水平,确保电力系统安全稳定运行。

参考文献:

[1]王世阁、钟洪璧电力变压器故障分析与技术改进[M].中国电力出版社.2004

[2]国家电网公司运维检修部.变压器类设备典型故障案例汇编(2006-2010年)[M].中国电力出版社.2012

[3]韩金华、张健壮.大型电力变压器典型故障案例分析与处理[M].中国电力出版社.2012