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引言:电力变压器是非常重要的一次设备,它承担着电压变换,电能分配和传输,它的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。变压器在运行过程中由于使用环境条件的限制、运行维护不但及变压器固有的遗留缺陷等,产生故障是难以避免的。如果处理不及时将造成故障的扩大,甚至变压器烧毁的重大事故。通过对变压器在运行中的常见异常及故障现象的分析,提出了对故障的正确判断和处理方法。
一、运行中的变压器声音异常及处理方法
对于变压器而言,其内部结构是把绕组绕在铁芯上,而铁芯由很薄的硅钢片叠成,通过夹紧部件连接而成。变压器在投入运行时交流电经过绕组时,会在其铁芯内产生交变磁场,这种磁场形成的电磁力使变压器的铁芯发生震动,从而产生“翁嗡”的响声,通常情况下这种声音是均匀的,如果这种声音不均匀则视为变压器处在不正常运行状态。
(1)变压器有杂声。当变压器内部产生的声音比正常时候大,并且伴随非常明显的杂音时,此时变压器的电压和电流均在正常范围内,可判定产生杂音的原因是变压器内部夹件或压紧铁芯的螺钉松动导致硅钢片的振动变大而引起的,判断方法可用耳朵贴近油箱的方法进行判断。
(2)变压器的声音过大。当变压器发生过载时会发出很高并且低沉的“嗡嗡”声。或者在变压器的中性点不接地或者接地的系统中,在出现单相接地故障时铁芯的磁通密度会比正常情况增大1.39-3倍左右,致使变压器的铁芯损耗增加,发出很大的声音。当然,在电网出现过电压发生谐振时铁芯过励磁而发生不很均匀的响声,通常时间非常短暂,判断方法可采用结合电压表的知识来确定。
(3)变压器产生放电声。如果变压器的表面或者内部发生放电,在雨天或者夜晚会在套管上看到火化或者电晕现象和“噼啪”放电声,出现此类情况的原因可能是设备线卡接触不良或者瓷件严重污秽;如果内部持续放电可能是箱体内未接地的铁夹件、铁芯接地不良,使其处于不均匀的强电场或磁场中产生静电电荷而放电,或者是分解开关接触不良而放电。这种情况要对变压器作进一步检查或停用。
(4)变压器出现爆裂声。变压器的声音中夹杂不均匀的爆裂声, 说明变压器的表面或者内部的绝缘击穿,必须即可对变压器停用检查。
(5)变压器有水沸腾声。变压器的声音中夹杂水沸腾的响声,同时油温、温度升高,则可能是变压器的连接元件出现断相故障,通常此类现象发生在变压器停用后重新投入、二次侧空载状态下。在变压器的中性点不接地时,当合闸时其内部有水沸腾翻滚声, 则是变压器外部的某一原件断相或者对地放电。这时应立即停用变压器进行检查。
二、运行中变压器的温度异常及处理方法
变压器的热量主要是由铜损和铁损转化而成,以传导、辐射的方式向四周的介质进行扩散,当产生的热量和发散的热量相同时,变压器各部分的温度相对稳定,其铜损随负荷的变化而变化,铁损一般是不变的。如果在相同条件下变压器的油温高出10℃ 以上或负载不变而油温不断升高,则认为变压器内部出现异常。
(1)变压器的内部故障引起温度异常。其内部故障主要有绕组匝间短路、层间短路、线圈对围屏放电、内部引线接头发热等。内部故障将伴随着瓦斯保护和差动保护的动作。
(2)铁芯多点接地使涡流增大过热、零序不平衡电流等漏磁通与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器温度异常。并联运行的有载调压变压器在调压后档位不一致引起电压不等造成电压差,铁芯中产生循环电流使铁芯过热、油温上升。故障严重时,还可能使防爆管或压力释放阀喷油,此时变压器应停用检查。
(3)冷却器运行不正常引起油温异常。冷却器运行不正常或发生故障,如潜油泵停运、风扇损坏、散热器管道积垢、冷却效果不良、散热阀门未开启、温度计指示失灵等因素引起温度升高。应对冷却系统进行维护或清洗,提高冷却效果。
三、变压器油位异常分析及处理
油浸式变压器中的油有两大作用:其一:作为绝缘介质。油使绕组与绕组之间、绕组与接地的铁芯和箱壳之间有良好的绝缘,提高了有机纤维绝缘材料的绝缘水平。其二:作为散热介质。它将运行中变压器铁芯和绕组等散发出来的热烈传给油箱壁、散热器或冷油,进行冷却,因此,变压器油位是否正常对变压器运行极为重要。运行中变压器温度的变化会使油体积变化,从而引起油位上下移动。
(1)假油位:在负荷温度变化正常时油标管内的油位变化不正常或不变的现象。分析原因可能是:油标管堵塞、油枕呼吸器堵塞、防爆管通气堵塞。
(2)油面过低。变压器严重漏油、维修人员因工作需要多次放油后未补充。气温过低且油量不足、或油枕容积偏小不能满足运行要求。无论因渗漏油、放油未补充,还是因气温等因素造成的油位指示器看不到油位,都应将变压器退出运行,报电站生产部门进行缺陷登记,请示检查及补油。
四、变压器外壳颜色、气味异常及处理
电站主变压器一般多置于室外,由于长期通电带负荷运行和自然条件的影响,会使变压器外壳颜色发生一系列变化。
(1)防爆管防爆膜破裂。防爆管防爆膜破裂会引起水和潮气进入变压器内,导致绝缘强度降低。
(2)套管闪络放电。套管闪络放电会造成表面釉面损坏,潮气进入,绝缘受损甚至引起爆炸。
(3)线头、线卡处过热引起异常。套管接线端部紧固部分松动、或引线头线鼻子滑牙等,铜铝接触面氧化严重。使接触处过热、颜色变暗失去光泽,便面镀层也遭到破坏。处理方法:操作工艺要求符合工艺规程,正确使用铜铝过度线夹和紧固线卡。
(4)套管、绝缘子产生臭氧味。套管、绝缘子污秽或有损伤严重发生放电、闪络,_产生特殊的臭氧味。处理:清洁或更换新品。
(5)呼吸器硅胶变色。呼吸器硅胶一般正常干燥时为蓝色,当此蓝色变为粉红色时表明受潮。
以上几点仅是对变压器的声音、温度油色、油位、外观及其他故障现象原因的初步归纳、分析、总结。由于变压器故障并非由某单一因素引起,而是涉及诸多因素,有时甚至会出现假象,因此,必要时必须进行变压器的特性试验及综合分析,才能准确、可靠找出故障原因,判明故障性质,提出较为完善的处理办法,确保变压器的安全平稳运行
参考文献
[1] 张全元.变电运行现场技术问答(第二版).北京:中国电力出版社.2009 年.
[2] 黄政中.变电运行岗位技能培训教材(110Kv).北京:中国电力出版社.1998 年.
(作者单位:红寺堡扬水管理处)
一、运行中的变压器声音异常及处理方法
对于变压器而言,其内部结构是把绕组绕在铁芯上,而铁芯由很薄的硅钢片叠成,通过夹紧部件连接而成。变压器在投入运行时交流电经过绕组时,会在其铁芯内产生交变磁场,这种磁场形成的电磁力使变压器的铁芯发生震动,从而产生“翁嗡”的响声,通常情况下这种声音是均匀的,如果这种声音不均匀则视为变压器处在不正常运行状态。
(1)变压器有杂声。当变压器内部产生的声音比正常时候大,并且伴随非常明显的杂音时,此时变压器的电压和电流均在正常范围内,可判定产生杂音的原因是变压器内部夹件或压紧铁芯的螺钉松动导致硅钢片的振动变大而引起的,判断方法可用耳朵贴近油箱的方法进行判断。
(2)变压器的声音过大。当变压器发生过载时会发出很高并且低沉的“嗡嗡”声。或者在变压器的中性点不接地或者接地的系统中,在出现单相接地故障时铁芯的磁通密度会比正常情况增大1.39-3倍左右,致使变压器的铁芯损耗增加,发出很大的声音。当然,在电网出现过电压发生谐振时铁芯过励磁而发生不很均匀的响声,通常时间非常短暂,判断方法可采用结合电压表的知识来确定。
(3)变压器产生放电声。如果变压器的表面或者内部发生放电,在雨天或者夜晚会在套管上看到火化或者电晕现象和“噼啪”放电声,出现此类情况的原因可能是设备线卡接触不良或者瓷件严重污秽;如果内部持续放电可能是箱体内未接地的铁夹件、铁芯接地不良,使其处于不均匀的强电场或磁场中产生静电电荷而放电,或者是分解开关接触不良而放电。这种情况要对变压器作进一步检查或停用。
(4)变压器出现爆裂声。变压器的声音中夹杂不均匀的爆裂声, 说明变压器的表面或者内部的绝缘击穿,必须即可对变压器停用检查。
(5)变压器有水沸腾声。变压器的声音中夹杂水沸腾的响声,同时油温、温度升高,则可能是变压器的连接元件出现断相故障,通常此类现象发生在变压器停用后重新投入、二次侧空载状态下。在变压器的中性点不接地时,当合闸时其内部有水沸腾翻滚声, 则是变压器外部的某一原件断相或者对地放电。这时应立即停用变压器进行检查。
二、运行中变压器的温度异常及处理方法
变压器的热量主要是由铜损和铁损转化而成,以传导、辐射的方式向四周的介质进行扩散,当产生的热量和发散的热量相同时,变压器各部分的温度相对稳定,其铜损随负荷的变化而变化,铁损一般是不变的。如果在相同条件下变压器的油温高出10℃ 以上或负载不变而油温不断升高,则认为变压器内部出现异常。
(1)变压器的内部故障引起温度异常。其内部故障主要有绕组匝间短路、层间短路、线圈对围屏放电、内部引线接头发热等。内部故障将伴随着瓦斯保护和差动保护的动作。
(2)铁芯多点接地使涡流增大过热、零序不平衡电流等漏磁通与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器温度异常。并联运行的有载调压变压器在调压后档位不一致引起电压不等造成电压差,铁芯中产生循环电流使铁芯过热、油温上升。故障严重时,还可能使防爆管或压力释放阀喷油,此时变压器应停用检查。
(3)冷却器运行不正常引起油温异常。冷却器运行不正常或发生故障,如潜油泵停运、风扇损坏、散热器管道积垢、冷却效果不良、散热阀门未开启、温度计指示失灵等因素引起温度升高。应对冷却系统进行维护或清洗,提高冷却效果。
三、变压器油位异常分析及处理
油浸式变压器中的油有两大作用:其一:作为绝缘介质。油使绕组与绕组之间、绕组与接地的铁芯和箱壳之间有良好的绝缘,提高了有机纤维绝缘材料的绝缘水平。其二:作为散热介质。它将运行中变压器铁芯和绕组等散发出来的热烈传给油箱壁、散热器或冷油,进行冷却,因此,变压器油位是否正常对变压器运行极为重要。运行中变压器温度的变化会使油体积变化,从而引起油位上下移动。
(1)假油位:在负荷温度变化正常时油标管内的油位变化不正常或不变的现象。分析原因可能是:油标管堵塞、油枕呼吸器堵塞、防爆管通气堵塞。
(2)油面过低。变压器严重漏油、维修人员因工作需要多次放油后未补充。气温过低且油量不足、或油枕容积偏小不能满足运行要求。无论因渗漏油、放油未补充,还是因气温等因素造成的油位指示器看不到油位,都应将变压器退出运行,报电站生产部门进行缺陷登记,请示检查及补油。
四、变压器外壳颜色、气味异常及处理
电站主变压器一般多置于室外,由于长期通电带负荷运行和自然条件的影响,会使变压器外壳颜色发生一系列变化。
(1)防爆管防爆膜破裂。防爆管防爆膜破裂会引起水和潮气进入变压器内,导致绝缘强度降低。
(2)套管闪络放电。套管闪络放电会造成表面釉面损坏,潮气进入,绝缘受损甚至引起爆炸。
(3)线头、线卡处过热引起异常。套管接线端部紧固部分松动、或引线头线鼻子滑牙等,铜铝接触面氧化严重。使接触处过热、颜色变暗失去光泽,便面镀层也遭到破坏。处理方法:操作工艺要求符合工艺规程,正确使用铜铝过度线夹和紧固线卡。
(4)套管、绝缘子产生臭氧味。套管、绝缘子污秽或有损伤严重发生放电、闪络,_产生特殊的臭氧味。处理:清洁或更换新品。
(5)呼吸器硅胶变色。呼吸器硅胶一般正常干燥时为蓝色,当此蓝色变为粉红色时表明受潮。
以上几点仅是对变压器的声音、温度油色、油位、外观及其他故障现象原因的初步归纳、分析、总结。由于变压器故障并非由某单一因素引起,而是涉及诸多因素,有时甚至会出现假象,因此,必要时必须进行变压器的特性试验及综合分析,才能准确、可靠找出故障原因,判明故障性质,提出较为完善的处理办法,确保变压器的安全平稳运行
参考文献
[1] 张全元.变电运行现场技术问答(第二版).北京:中国电力出版社.2009 年.
[2] 黄政中.变电运行岗位技能培训教材(110Kv).北京:中国电力出版社.1998 年.
(作者单位:红寺堡扬水管理处)