配电变压器常见故障及维护管理研究 王文俊

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:王文俊
[导读] 摘要:随着我国智能技术的不断发展,电力智能化系统日益完善。
        (汇网电气有限公司  广东佛山  528131)
        摘要:随着我国智能技术的不断发展,电力智能化系统日益完善。变压器是整个电力系统运行枢纽,变压器的运行效率直接关系整个电网的运行质量。由于变压器在日常运行中受环境、具体工况以及人为破坏等因素的影响而导致其容易诱发故障。本文就此展开了认真探讨。
        关键词:配电管理;变压器故障;变压器维修
        1变压器概述
        变压器是变电站内重要的电力设备,做好变压器的运行维护对于保证正常供电发挥着重要作用。工作人员可以从监控室面板中相关仪表来对变压器的运行情况进行掌握,每间隔一个小时记录一次运行数据。如果变压器运行数据无法传到监控室,需要定期对变压器运行电压、电流和油温等数据进行记录,还需要检查变压器外观情况。并仔细听变压器的运行声音,如果运行声音为嗡嗡声响,表明变压器为正常运行状态,如果存在刺耳声音,表明变压器为高压运行,还应该查看变压器油温是否超过上限值,密封部位是否存在渗漏,接地保护装置是否被破坏,是否可以正常冷却,散热装置能否正常运行,需要把实际情况详细记录好,如果发现异常现象需要向上级报告。
        2配电变压器常见故障机理
        2.1变压器故障机理
        电力变压器是用来将某一数值的交流电压转化为工作频率相同的另一种电压的设备。按照不同的类型电力变压器可以分为不同种类,例如按照绕组分类,变压器可以分为双绕组、三绕组以及自耦型等。按照用途可以分为升压型、联络型以及降压型等等。目前在电力市场中应用比较广泛的是油浸式变压器。因此本文以油浸式变压器为例进行研究。油浸式变压器是用油进行绝缘和散热的,经过长时间的运行之后,变压器内的油质就会逐年的老化裂解。通过研究变压器油裂解主要包括以下方面:一是绝缘油的裂解。由于绝缘油中含有化学基团,这些化学基团在高温的影响下会逐渐发生化学变化,这样当故障程度聚集到一定程度后故障气体就会析出;二是固体绝缘材料的裂解。变压器内部所使用的绝缘材料含有无水右旋糖环,这些物质的热稳定性比较弱,因此当变压器长期运行后会因为热而出现分解。因此油浸式变压器故障主要呈现的是热性或者电性故障。配电变压器主要由铁芯、绕组、绕组绝缘、变压器组件等部件构成,其本体噪声主要由铁芯及绕组振动产生。其原理如下图。
       
        图1  配电变压器本体噪声信号产生及传播途径
        2.2配电变压器常见故障
        2.2.1绝缘降低
        当变压器运行的时候,绝缘降低情况较常见。其最基本特征为绝缘电阻出现下降,使得运行泄露的电流提升,导致发热严重,温升提升,让绝缘老化情况出现。
        2.2.2温升过高
        这种故障最显著的特点是,电流表的指针超过预定的界限,从而让变压器出现发热以及油面上升,甚至引发电器切断情况。
        2.2.3内部损坏
        (1)油面不正常:油面主要通过油位指示计来完成观察。一半情况下,指示计都是指在0位上下±25℃范围之内。如果超过了这个限度,就属于不正常运行。(2)油面变化:其一,油面升高,这是随着温升提升而出现的。可就温升情况做好相应处理。如果油面比规定油面更高,就需要放油。其二,油面变低。应当检查漏油位置,若存在漏油处应当堵塞。
        3变电所倒闸操作
        把电力设备运行状态进行转换所采取的操作,也就是倒闸操作,该项工作是变电所值班工作人员的重要工作之一,直接关系到电力系统的稳定运行。如果没严格按照操作规程会对工作人员生命安全造成威胁,倒闸操作需要按照所对应的项目、流程和方法谨慎操作,为了避免出现误操作现象,需要采取操作票管理制度。
        3.1送电操作
        变电所进行送电操作时,需要首先在电源侧执行合闸操作,然后根据操作顺序对负荷侧开关进行操作,可以尽可能地减小合闸电流,如果某个供电环节存在问题也容易检查出来。把某变电站供电系统作为分析实例,在送电操作过程中,先核实变压器和配电装置部位是否有工作人员进行作业,把临时接地线的线路端拆卸下来,然后再把接地端拆除,再把悬挂的警示牌摘走。操作时先把出线侧隔离开关闭合,再把电压互感器投入运行,全面检查并核实供电电压是否正常。如果进线电压没有问题,再合上进线侧隔离开关和断路器,此时站内变压器会转入到运行状态。如果没有出现异常问题,可以将低压侧开关闭合,使低压母线受电,采用电压表对低压母线电压进行检查,如果供电系统运行正常,可以分别将每个低压开关闭合,使电力系统完全投入使用。变电站事故原因导致的停电,当故障恢复后需要进行再次送电,采取的操作流程需要结合开关类型。高压断路器在出现短路故障,断路器就会启动保护而跳闸,需要将故障完全排除后再次合上该断路器来恢复供电。高压负荷开关跳闸,需要把故障排除并保证电力系统安全以后,再次闭合该高压负荷开关[1]。高压侧安装的隔离开关、熔断器跳闸保护,需要查找故障原因并检测电力系统以后,把变电站出线开关等置于断开状态,把隔离开关或熔断器再次闭合,然后把出线开关等闭合,实现再次供电。
        3.2停电操作
        如果变电所需要停止送电,需要工作人员把负荷侧的开关断开,再把供电侧电源断开,该操作流程与送电正好相反,按着该流程进行操作可以把开关操作导致的电流变化控制到最低。具体的操作为,把低压供电侧每个出线开关断开,然后把低压总开关断开,之后把高压断路器及隔离开关断开。在出现紧急事件的情况下,可直接断开低压总开关和高压断路器。当变电站高压侧安装的为负荷开关,在紧急情况下可断开该开关,但高侧供电侧安装有熔断器、隔离开关,进行停电操作就需要根据流程,从低压侧出线开关逐次断开[2]。如果电力设备或供电线路停电,为了更好地保证操作人员安全,需要在控制开关手柄处悬挂警示牌,还需要有人进行监督。当进行供电线路或电力设备检修操作时,需在两侧来电处设置临时接地线,先把接地端接后,再加接线路端。
        3.3操作票制度
        变电站的电气倒闸操作比较多,如果出现操作错误会引发安全事故,操作次序不可以出现差错,如果只依靠工作人员记忆可能会出现差错,需要在实际的倒闸操作以前结合需要执行操作的内容,根据固定格式把电气操作项目和次序填写好,这就是所谓的操作票。实际操作以前,作业人员根据操作票内填写的操作顺序与电气原理图中的电力设备和元件进行核对,确保填写的操作票不存在错误[3]。这样就可以防止操作顺序出错或遗漏,操作过程中需要两名工作人员进行配合,一个人进行操作,另外一人进行监护。对紧急事件进行处理,需要工作人员根据调度人员的指令进行操作,不再另外填写操作票,操作完成后需要把实际情况向指挥调度人员报告。
        4变压器运行维护措施
        变电站的安全稳定运行关系到人们的正常用电,需要采取科学的运行维护机制,对运行过程中存在的电气故障,需要深入分析导致故障的原因,采取有效的措施及时恢复供电。做好变压器和配电装置的清洁工作,避免由于灰尘积累再受到空气湿度影响而出现闪络,还应该做好控制面板的清洁,避免杂质进入到控制柜内部。在日常检查中采取听、看和闻的初步故障诊断方法,并利用先进的故障检测设备,检查电力设备是否超负荷运行,避免电力设备由于过温而出现跳闸。在检查过程中发现线路接触不良或存在破损等问题,需要上报管理人员及时更换,避免由于电力设备老化而产生电气故障。在做好日常巡查的同时,还应该定期将电力设备退出电力系统进行检修,可以更好地发现运行过程中存在的问题[4]。变电站内部的电气元件种类很多,倒闸操作比较复杂,需要选拔具有高度责任心的人员开展好运行维护工作,对二次仪表进行校准,把需要加入润滑或绝缘油的电气元件加注到标准液位,还需要对电气动作部件进行检查,查看是否存在触头氧化或者接触不好的问题,及时对氧化层进行清理,保证动作机构的灵活性,还需要检查变压器的接地电阻,避免接地电阻过大而无法起到保护作用。
        结语
        综上所述,开展好变电站变压器运行维护工作,可以更好地保证供电可靠性,这就要求工作人员提高业务能力,掌握故障分析和排除技能,及时将电力设备投入运行,把运行故障概率降到最低,从而保证电力系统的正常运行。
        参考文献:
        [1]范晓帅.配电变压器投入前的现场检测及运维故障排除[J].电子测试,2019(19):102-103.
        [2]杨育国.配电变压器的故障类型及解决措施[J].科技创新导报,2019,16(13):36+38.
        [3]冯永健.10kV配电变压器雷击故障原因分析及防雷改造措施[J].技术与市场,2018,25(12):119+121.
        [4]甘威奇.配电变压器运行过程中的异常与故障分析[J].中国新技术新产品,2018(20):34-35.
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