摘要:随着我国城市化进程加快,城市对于电力的需求量不断增长,变电站的布点越来越密,为满足城市各区域用电需求,越来越多的110kV、220kV直至500kV变电站深入城市中心区及扩张区域用地范围内。然而,经过一定时期城市建设的快速发展,国内大中型城市核心区建设用地日趋紧张,城市核心区用电紧张与负荷中心区变电站选址困难、动迁成本高、景观和环保及消防要求高之间的矛盾也越来越突显出来。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对干式变压器常见故障及处理方法提出了一些建议,仅供参考。
关键词:干式变压器;常见故障;处理方法
引言
对于千式变压器在安装过程中要严格按照规程规范、厂家技术要求进行安装或检修维护,如果,厂家有特殊要求的部件,必须贴上标识标语,为了保证变压器能够正常的运行,需要定期对变压器进行维护和检修。必要时采取相应的措施进行处理,才能保证变压器正常稳定的运行。
1、干式变压器概述
干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑、机场,码头CNC机械设备等场所,简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。自然空冷时,变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时,变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行,或应急事故过负荷运行;由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大,处于非经济运行状态,故不应使其处于长时间连续过负荷运行。干式变压器主要分为开启式、封闭式、浇注式三种形式。主要特点:1.安全,防火,无污染,可直接运行于负荷中心;2.采用国内先进技术,机械强度高,抗短路能力强,局部放电小,热稳定性好,可靠性高,使用寿命长;3.低损耗,低噪音,节能效果明显,免维护;4.散热性能好,过负载能力强,强迫风冷时可提高容量运行;5.防潮性能好,适应高湿度和其他恶劣环境中运行;6.干式变压器可配备完善的温度检测和保护系统。采用智能信号温控系统,可自动检测和巡回显示三相绕组各自的工作温度,可自动启动、停止风机,并有报警、跳闸等功能设置;7.体积小,重量轻,占地空间少,安装费用低。铁芯:采用优质冷轧晶粒取向硅钢片,铁芯硅钢片采用45度全斜接缝,使磁通沿着硅钢片接缝方向通过。绕组形式:⑴缠绕;⑵环氧树脂加石英砂填充浇注;⑶玻璃纤维增强环氧树脂浇注(即薄绝缘结构);⑷多股玻璃丝浸渍环氧树脂缠绕式(一般多采用3,因为它能有效的防止浇注的树脂开裂,提高了设备的可靠性)。高压绕组;一般采用多层圆筒式或多层分段式结构。
2、干式变压器常见故障
2.1配电房干式变压器噪声的形成
(1)变压器外壳振动。在变压器运行期间,外壳、风机、母线桥架、叠片等部件易出现振动现象。其中,外壳与风机的噪声由机械振动引起;母线流经较大数值的电流时,产生的漏磁场会引发母线振动,带动母线桥架的振动,出现噪声;变压器相邻叠片及硅钢片的接缝部位会出现漏磁现象,引发共振,导致噪声的出现。(2)变压器安装不当。在配电房干式变压器安装过程中,安装人员需保障变压器平稳。但部分安装人员并不具备此意识,导致变压器安装不当,在运行期间出现振动现象,引发噪声。(3)变压器线圈振动。在变压器线圈流经负载电流时,会出现漏磁现象,导致线圈振动,引发噪声。(4)铁芯励磁现象。在城市配电网中,干式变压器的10kV电压较高,会使变压器铁芯处于高磁密状态,出现励磁现象,产生较大的噪声,且音调较为尖锐。
2.2绝缘电阻降低故障原因
对于通常采用环氧填充法制造的绕组变压器,导体材料、绕组虽然不直接接触大气,但如果介质特别潮湿,外表面也会受到水蒸汽聚集的影响,从而降低绝缘电阻或降低绝缘电阻。主要可分为:①高低压绕组采用浇注环氧树脂制成,如果绝缘电阻降低,可能是由于绕组表面有大量水汽或大量灰尘积累造成的;②紧固低压绕组,对其使用时,环氧板容易吸收,使其使用期间的绝缘水平降低,可能对其性能产生不利影响。变压器安装时,铁芯柱和低压绕组内部的缝隙进入异物,有异物会降低绝缘水平。铁芯绝缘测量采用赵国测量,出现绝缘减少问题,对每个内容的分析主要是:是否存在多点接地;检查铁芯涂层;铁芯绝缘板在实际应用中是否有吸力现象。
2.3铁心多点接地故障
从外部情况分析,铁心及其绝缘部分主要是由铁轭穿心螺杆、铁芯绝缘板等共同组成,其材料为环氧玻璃布板。环氧玻璃布板的稳定性较低。容易吸收空气中的潮气,导致铁心绝缘构件受潮,从而降低其绝缘性能,引发铁心的多点接地。在干式变压器的运行过程中,若铁心出现了漏磁情况,则会促使周围空间产生弱磁,吸引空气中的金属粉末,长期以往,就会引发铁心的多点接地;若技术人员维护不当,则会促使变压器总的硅钢钢片老化,铁心热度增高,造成多点接地。
从变压器内部角度分析,若干式变压器的自身质量存在问题,也会引发铁心的多点接地情况。
3、干式变压器的处理方法
3.1干式变压器的减振降噪处理措施
(1)选择质量较高的变压器硅钢片与铁芯,降低变压器器件的漏磁密度,避免振动现象的出现,减少噪声的产生;(2)优化铁芯共振结构,对铁芯夹件部位采取加固措施,安装限位装置,强化其夹紧力,避免其出现共振现象,控制低频噪声的出现;(3)在变压器内部配置减振系统,通常将减振设备配置于变压器底座与配电房地面连接部位,消除变压器的振动,从而减弱低频噪声;(4)选择性能优异的风机系统,在开展变压器结构配置工作时,尽量选择自冷式风机,这类风机性能优异,产生的噪声较小,也可在变压器风机的槽钢部位配置减振设备,减少风机振动,控制噪声;(5)合理配置风机开关,确保变压器在高负荷工况下保持正常运行状态,减少风机长期运行产生的噪声。
3.2绝缘电阻降低故障处理措施
清洗绕组表面时,如果表面有大量水蒸气冷凝,应用干布干燥,然后用自然风恢复干燥。也可以使用加热器干燥或通风机。断开中心线,用兆欧表检查确认问题的位置,然后认真进行相关的查找工作,采取有针对性的措施完成相关的处理工作。同时,还要找到铁芯多点接地的原因,采取有针对性的措施处理问题。
3.3针对铁心多点接地故障的处理方法
首先,技术人员要从外部环境入手分析,推导变压器受外部因素影响的接地故障原因。若干式变压器长期没有运行,或在停放时期没有进行密封,出现了受潮、积尘等情况,技术人员可以先将变压器铁心的表面清理干净,且利用太阳灯对其进行烘烤;若条件允许,则可以利用“空载法”对铁轭进行加热。在此过程中,技术人员要保证自身及其他工作人员的人身安全,需要将变压器的高压侧进行开路,对低压侧进行通额定电压的工作,这一工作环节的时间较短。排除受潮原因之后,技术人员需要进一步检测绝缘电阻,若电阻为零,则可以采用“交流试验”的装置设备对铁心进行加压实验,若出现放电情况,则可以初步判断为接地不牢固,可以进行进一步的处理。其次,技术人员可以从内部因素入手,利用“逐级排查”的方法,推敲铁心故障问题。
3.4非晶合金牵引整流干式变压器漏磁场
作为一种绿色环保的出行方式,城市轨道交通已成为解决大中型城市交通拥堵和降低城市污染排放的主要措施,但其电能消耗巨大,其中牵引用电占城市轨道交通用电量的50%以上,节能降耗已成为未来城市轨道交通系统发展的重要方向。非晶合金干式变压器空载损耗仅为常规硅钢片干式变压器的30%左右,节能效果突出,在城市轨道交通中推广应用对建设节能环保城市具有良好的促进作用。相对于普通变压器常用的Dy接法,城市轨道交通用牵引整流干式变压器常需要在网侧采用延边三角形接法,同时,为了平衡安匝,通常网侧绕组也同阀侧绕组一样采用两个绕组分裂布置,并联运行,实际运行过程中各支路电流未知,特别是在产品半穿越运行或分裂运行时,由于绕组空间位置的不对称,导致绕组电流分布、安匝分布和漏磁场分布不对称,因此采用传统的理论计算公式并引入经验系数来计算阻抗的方法很难准确计算半穿越阻抗和分裂阻抗。
结束语
综上所述, 在容量相同的情况下,与油浸变压器相比,干变压器在特定使用期内节能、维护方便,目前在供配电系统中已占有很大的重量,通过有效的维护,使其始终处于安全稳定的状态具有重要的实际意义。对于各种可能发生的故障,应通过逐级检查确定故障点,然后采取有效的处理措施,使变压器安全稳定地运行。
参考文献:
[1]张振中.干式变压器常见故障及维修[J].机械管理开发,2018,33(10):278-279.
[2]张莎,宋建成,温敏敏,田慕琴,李璐.干式变压器绝缘气隙放电特性研究[J].绝缘材料,2018,51(09):41-47.
[3]朱建中.浅谈干式变压器的运行与维护[J].农村电工,2018,26(06):44-45.
[4]张子林.一起干式配电变压器故障的原因分析[J].大众用电,2018,32(06):38-39.
[5]王庆保.干式变压器烧坏原因分析及治理措施[J].农村电工,2017,25(10):42.
[6]蒋宜杰.一起干式变压器绝缘故障分析及处理[J].科学技术创新,2017(27):50-51.
[7]姚丽,杨传文,王兴隆,王瑾.干式变压器铁心多点接地的诊断及危害[J].东北水利电,2017,35(09):60-62.
[8]徐瑞娟,郝春祥.干式变压器的特点分析及选型应用[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(16):150-151.
[9]崔贵峰.35kV干式变压器的常见故障及对策分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(06):15-16.