于 涛,罗 磊
(国网陕西省电力公司检修公司,西安 710065)
变压器常见故障处理及日常维护
于 涛,罗 磊
(国网陕西省电力公司检修公司,西安 710065)
在电力系统的正常运行体系中,有一类设备非常重要,即电力变压器,无论是正常供电还是配电、升压等各类环节,电力变压器都是非常重要的支撑设备。通过分析电力变压器的故障类型及主要原因,提出配电变压器的运行维护措施。
变压器;常见故障;日常维护
电力变压器是输配电系统的重要电气设备,运行状况的好坏直接决定了整个电力输变电系统的稳定与否。所谓电力变压器,主要是指其能用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的功能,这是一种静止的电气设备。
电力变压器的主要故障类型及造成该故障的原因一般有:a.电力变压器在生产、出厂时就没有控制好质量。b.使用不合理导致的电力变压器加速老化。变压器的平均使用寿命在18年左右,远低于变压器的标准年份(35~40年)。c.线路设置不当产生的干扰。线路干扰是导致变压器故障的主要原因,其中以天气造成的故障是最为常见的。d.超负荷运行。变压器在长时间内以远远高于正常电压的功率持续运行导致的变压器寿命降低、变压器元器件老化速度加快。e.没有定期对变压器开展运行维护管理工作。f.变压器周围环境的影响。
运行状态下的配电变压器,通常会发出“嗡嗡”声,这一声音具有均匀、轻微的特点。当声响发生变化,则说明配电变压器产生了一定故障。因此,在对变压器进行日常维护的过程中,进行噪声检查是关键途径之一。检查方法为应用绝缘拉杆,将其一端固定在配电变压器上,从另一端听取配电变压器发出的声响,判断是否存在杂音。如果此时听到了“噼啪”声,则说明配电变压器产生了击穿铁芯的故障;如果听到的噪声非常沉重,且声音偏大,则说明配电变压器处于负荷电流过大的运行状态;如果噪声声调较高,同时伴有尖锐的声响,则说明配电变压器的铁芯处于过饱和状态,且电源电压相对较高。
配电变压器运行中,通常会散发一定的热量,如果工作电流在流经线圈时相对较大,将增加发热量,此时会导致油温不断上升。正常运行状态下的配电变压器,最高油温通常在85℃~95℃,如果在实际检查工作中发现油温超过这一限值,则说明配电变压器内部发热加剧,应及时停机修理。正常运行状态下的配电变压器,其油位通常在1/4~3/4,如果油位异常,很可能是漏油导致的。工作人员必须及时检查设备,正常运行状态下的配电变压器,油色为浅黄色,运行一段时间后会变成浅红色,如果颜色加深,说明设备产生了氧化和老化问题。
在对配电变压器进行日常维护的过程中,应将绝缘罩合理安装在低压端和高压端,加大对自然灾害及外力破坏的预防力度,高空坠物等对配电变压器的影响就会减小,不易导致低压短路和烧毁问题。但不可以将低压计量箱安装于配电变压器中,因为配电变压器长时间运行后,如果应用低压计量箱,容易导致玻璃破损问题,如无法对其进行及时更换,降雨等对配电变压器的安全运行将造成严重威胁。
过电压保护工作中,应合理应用避雷器,使配电变压器在运行过程中不会受到高压雷电波的侵袭,降低内部绝缘击穿和短路发生的几率。工作人员应定期开展接地电阻检测,严禁发生焊接点脱焊,预防接地电阻超标的问题。合理选择低压过电流保护定值,能够加大配电变压器的保护力度。当短路及故障产生于低压侧总回路中时,会产生过流保护动作,此时熔断现象不会在高压侧熔体中产生。
发生绕组匝间短路,配电变压器的油温将不断升高,黑烟会从油枕盖中冒出,配电变压器整体运行温度也相对较高,导致气体继电器被触动。这一故障通常是变压器进水导致的,绕组被水浸入,焊接处和导线处的绝缘性会受到损坏,杂物浸入到油道中也是导致这一故障的主要原因之一。工作人员要定期开展配电变压器检修工作,及时修理发生故障的绕线圈,定期更新绝缘老化的设备。
一旦发生自动跳闸事故,值班人员应向调度室报告,并判断跳闸原因,重点检查火光、过负荷、喷油及短路等问题。如果没有发现内部故障,则说明是二次回路误动导致配电变压器发生自动跳闸。如果没有发现外部原因,则要检查直流电阻和绝缘电阻,如仍无法确定自动跳闸的原因,应在跳闸位置放入瓦斯保护,使配电变压器重新合闸。
故障导致的产气特征是判断故障性质的一个重要根据。导致变压器内部产生气体的故障主要包括过热和放电两种。过热又根据温度的高低分为低、中、高温三种,过热故障产生的气体主要是CH4和C2H4,一般来说两者之和能占气体总烃的80%以上,随着故障位置温度的升高,CH4、C2H4和H2所占比例依次增加。根据变压器放电的具体形式,可将之分为局部放电、火花放电与高能量放电三种基本形式,放电故障产生的特征气体主要是C2H2与H2,其次是C2H4与CH4。另外,当变压器内部由于受潮而产生故障时,主要产生的特征气体是H2。
根据不同类型特征气体含量值及产气速率判断故障时,可使用比值法判断故障的主要类型。例如,使用国际电工委员会(IEC)提出的特征气体比值法能够判断变压器等充油类电气设备故障类型。根据这种故障判断方法,任何一种故障都对应一组具体的气体比值,当出现故障联合作用时,则可能会出现找不到对应比值组合的情况,这时应分析该种非典型组合比值,发现导致这种非典型情况的主要原因,分析变压器的实际故障类型。
变压器出现故障时,内部将产生与正常工作状态不同的声音、状况,可以根据这些变化判断其具体故障类型。变压器局部放电通常是因为局部磁场强度迅速增强而产生的瞬间电流。因此,局部放电强度及增长速度可以有效反映变压器内部发生的变化,即能够反映绝缘体中因为某部分不到位而导致的变压器固体绝缘失效的情况。
第一,振动分析技术。通过检测与分析电力变压器的振动信号,能获得变压器出现故障时产生的振动数据,为后续变压器的检测提供参考数据。第二,红外线热像检测技术。红外线热像检测技术能接收到变压器外部产生的红外线信号,通过放大处理后,成为被人们所识别的图像,再根据热量分布实时状况判断变压器的具体故障原因。第三,频率响应分析技术。此技术属于一种诊断变压器绕组或接地线是否迁移的一种有效方法。利用这种技术进行检测时,在变压器的排管上缠绕对应圈数的磁场线圈,并分析变压器运行过程中因为相互间磁场强度作用影响而产生的不同频率,利用这些频率获得变压器的具体故障类型。
[1] 钱政,严璋,罗承沐.电力变压器绝缘故障综合诊断方法的研究[J].电网技术,2016,(02) :32-36.
[2] 何首贤,孙晨祺.电力变压器故障分析及诊断技术研究[J].农村电气化,2016,(01):20-21.
Researchontransformercommonfaulthandlingandroutinemaintenance
YU Tao, LUO Lei
(State Grid Shaanxi Electric Power Company Maintenance Company, Xi’an 710065, China)
In the normal operating system of power system, it is very important to have a type of equipment, that is, power transformers are very important supporting devices for power supply, power distribution, voltage boosting and other links. By analyzing the fault types and main reasons of power transformers, this paper puts forward the operation and maintenance measures of distribution transformers.
Transformer; Common faults; Routine maintenance
TM407
B
1674-8646(2017)24-0094-02
2017-10-20
罗磊(1987-),男,本科,助理工程师;
于涛(1985-),男,本科,助理工程师。