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摘要:近年来,随着我国经济的快速发展,电力需求的不断增加,作为输变电系统中的主要设备变压器也得到了长足的发展。为适应和满足市场需求,许多变压器制造厂家为不断改进产品结构,提高产品性能,从国外引进先进的生产技术和装备,加强对新工艺新材料的探索。据不完全统计,中国生产的变压器占世界变压器市场份额的35%,欧洲厂商生产的变压器占世界变压器市场的14%,而北美生产的变压器占到15%,所有其它地区的变压器生产厂商占36%。我国变压器制造行业在全球变压器市场具有重要地位。一方面是先进设备及材料制造的产品结构、性能不断提升的变压器;另一方面是相对滞后的行业管控标准,使用户很难合理掌控检修策略。本文提出现场运行和检修中的部分关键技术问题,以尽量避免或减少故障的发生。
关键词:大型电力变压器;运行检修管控;关键技术问题
引言
随着我国经济的发展和人们生活水平的提高,现代化的生产生活方式对电力系统的安全稳定性提出了更高的要求。电力设备是保证电力系统正常运行的关键,其中电力变压器是将不同数值的交流电压转变为频率相同和所需数值电压的设备,是电力系统的核心。由于变压器构造复杂且运行环境恶劣,通常需要长时间的大负载运转,所以容易导致其发生各种故障,而变压器发生故障则会导致电力系统的瘫痪,严重影响人们的正常生产和生活,所以需要分析变压器的故障类型和原因,采取有效的检修和维护措施,保证变压器的正常运行。
1电力变压器的相关概述
电力变压器是一种能够把一种电压输入信号转化成其他很多种类的电压输出信号的电力设备,在电网工作中发挥着重要的作用,将电力变压器的输入端通入一种型号的交流电压信号,通过变压器中间的磁通铁芯的作用,就会产生出其他种类的电动势,通过输入不同的交流电压信号,或者改变变压器的结构比例,就会输出不同大小的交流电压信号,这样就能很好地将生活中所需的电能,方便地传入千家万户。电力变压器具有非常多的种类,根据不同的环境,不同的要求来选择不同的电力变压器,当前电网工作对电力变压器运行过程的好坏具有非常大的依赖,它是电网传输电能时一个重要的电力枢纽,但电力变压器在使用过程当中总会出现很多的问题,所以对于电力变压器的检修与维护,就提出了更大的要求,这对相关的专业技术人员的检修与维护能力,也提出了更大的要求,下文针对电力变压器维修与维护工作进行相关的讨论,对于一些维护与维修方面的工作给出了建议与方法。
2大型电力变压器运行检修管控的关键技术
2.1储油柜油室的排污管
储油柜油室有两种情况会导致积蓄水分:储油柜的上部发生气-气渗漏,大气中水分由渗漏点侵入;由于储油柜的油温比油箱的油温低,油箱内的水蒸气(水分子)上升至储油柜凝结成水滴。当储油柜积蓄的水分过多时,便可能通过气体继电器管道进入油箱,淋湿绕组绝缘,引起绕组绝缘事故。因此,新式储油柜下部都设有集污盒,从盒底引下来的排污管就是为检查和排放油室中水分用的。应该认识到排污管也是一种在线检测装置,而且是一种很有效的在线检测装置,必须定期利用。老式变压器的储油柜下部只有一根管子,而且没有引伸下来,在这种情况下,对于运行时可以放油的变压器(低压绕组采用密封式出线的发电机变压器),也应检查和排放油室中的水分。而对于运行中不能排污的储油柜,应利用变压停电检修的机会,进行改造。最简便的方法是将原来的管子接长,引伸到可以操作的高度处,加装阀门。在每年的雷雨季节前后分别从该处取油样进行微水检测是十分必要的,能够及时发现油枕中的油是否受潮。此方法已发现多起受潮隐患。
2.2常见故障及离线故障诊断方法
通过对油浸式电力变压器运行状况的分析,为了提高系统运行的稳定性,应该将离线故障诊断作为重点,通常状况下,在离线故障诊断中应该注意以下几个方面:第一,油色谱分析的异常检测技术。可以通过对油中溶气色谱分析来检测和判断变压器的内部故障。在正常情况下,变压器油中所含气体的成分类似空气,大约含氧30%、氮70%、二氧化碳0.3%,运行中的油还含有少量一氧化碳、二氧化碳和低分子烃类气体。当变压器存在潜伏性过热或放电故障时,油中溶气的含量不大相同。有故障的油中溶气的组成和含量与故障类型、故障的严重程度有密切关系。因此,在油浸式电力变压器检验中,当油色谱分析出现异常现象,应该对变压器绕组的直流电阻、空载电流等进行检测,通过变压器油理化试验、变压器绝缘电阻及直流电阻测试以及油中溶解气体色谱分析等,进行检验结果的记录。在检测完成之后,应该对变压器运行的状况进行分析,如果发生局部放电的问题,需要检查变压器潜油泵的实际运行状况,通过红外线测温仪对油箱的表面问题进行检测,避免油浸式电力变压器油色谱异常对系统运行带来的限制。第二,绝缘老化现象。在变电系统运行中,当出现绝缘老化的现象,应该通过一氧化碳、二氧化碳色谱分析方法的使用,进行酸值检测、水量检测等。变压器绝缘受潮现象。变压器绝缘受潮会造成匝绝缘的平均击穿场强降低,匝绝缘击穿,从而引发绝缘事故。因此,在油浸式电力变压器运行中,当出现变压器受潮现象,应该构建绝缘特性的检验试验,通过做绝缘油耐压、绝缘电阻、高低压直流电阻试验,介质损耗、泄露电流试验实现对这种现象的合理控制。变压器油老化现象。变压器油老化现象主要表现在酸值增高、黏度增大、颜色变深等方面。第三,油浸式变压器渗漏油缺陷。油箱渗油缺陷,主要来自焊接质量方面,通常表现为焊缝渗漏油;也有在制造时用料不当、油箱上的法兰太薄,紧固后严重变形;另外油箱常年处在户外条件下运行,各种密封胶垫在高、低温及日光照射下发生老化,也会造成渗漏油。因此在检修中,法兰应选用有足够强度,紧固时不得变形,且法兰密封面应平整清洁,安装时要认真清理油污和锈斑;密封垫应有良好的耐油和抗老化性能,以及比较好的弹性和机械强度,安装应根据连接处形状选用不同截面和尺寸的密封垫并安放正确;法兰紧固力应均匀一致,密封胶垫压缩量应控制在1/3左右。储油柜渗漏油缺陷,经长期运行后的储油柜可能会有密封处渗漏油、胶囊或隔膜损坏、油面线不清楚、油位计玻璃管内表面结油垢、磁力式油表指示不准等缺陷。第四,变压器在运行中温度不正常地升高。运行中变压器温度不正常升高,可能是由于分解开关接触不良,绕组匝间短路,铁芯有局部短路,油冷却系统有故障等原因造成。第五,变压器出口断路故障检测。通过对变压器出口断路检测状况的分析,当出现变压器出口断路故障问题时,应该通过油色谱分析法、绕组频率响应实验等方法的构建,提高变压器运行的整体质量。
结语
电力变压器是电网的核心部件,发生故障会影响整个电力系统的正常运行,电力变压器运行过程中的故障通常表现为温升异常、油位异常、振动与响声异常、外观与气味异常等,而引起故障的原因则是绝缘材料老化、绝缘油油质劣化、过电压等问题,所以应加强变压器的检修与维护工作,在变压器发生故障时采取正确的措施进行处理,保证电力系统的安全稳定运行。
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