变压器常见故障及处理分析

发表时间:2020/9/3   来源:《当代电力文化》2020年3月第9期   作者:张砚北
[导读] 变压器是利用电磁感应原理从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的重要原件,电力变压器是能量转换和传输的核心
        摘要:变压器是利用电磁感应原理从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的重要原件,电力变压器是能量转换和传输的核心,也是电网中最为关键的设备。变压器是否正常运行是为电力系统正常、可靠、安稳、经济运行的重要保障,因此值班人员应当尽可能地预防和降低变压器发生故障,从而将事故防范于未然。
        关键词:变压器;故障;处理措施
        引言
        变压器的安全稳定运行对于电力系统的经济传输、灵活分配和安全运行有着密切的关系,变压器的稳定除了自身因素的影响外,还与整个电力系统有关。由于变压器设计、制造、安装、运行和维护等各种原因,近年来变压器发生的事故也较多。所以,时刻把控变压器的实时运转状态,在第一时间掌握故障状态,并判断出故障问题予以及时的解决,对于确保变压器的安全稳定运行有着重要作用。
        1变压器常见的故障
        1.1绕组故障
        变压器绕组是构成变压器输入、输出电能的电气回路。变压器绕组故障除外在影响因素外,大部分是绕组本身结构和绝缘不合格引起的,不仅影响到绕组本身,并且对引线、铁芯、绝缘层等都有非常大的影响。在绕组断路的情况下,高压侧有一相断路时,变压器将处在非全相运行状态,会造成低压侧三相电压、电流的不平衡;高压侧有两相断路时,断路的两相均无电压输出,电压器则为单相负载运行,所以必须更换或修复绕组。如果变压器绕组有松动、变形、失稳,绝缘损伤的现象,变压器虽然能够运行,但实质上抗短路能力差,内部易受损,若外部短路等发生进一步故障时,会使绕组内部更加松散,极易造成局部放电损伤导线。这类故障一般处理方法有:①修复内部变形部分,必要时应立即更换绕组;②紧固松脱的衬垫和撑条,并且拧紧压圈螺钉;③修复改善结构,提高机械强度修补绝缘等。
        1.2铁芯故障
        变压器铁芯与变压器绕组配合完成变压器高低压的传输与变换,其质量对于变压器正常工作极为重要。变压器铁芯故障形式包括铁芯多点接地、铁芯片间短路、铁芯接地不良等。上述诸多的故障中铁芯多点接地故障较为常见,故障发生时铁芯会伴随产生较多的热量,铁芯局部产生高温,将会加速变压器绝缘物质的老化,进而加剧铁芯产生更多的热量,严重的会使变压器铁芯出现接地并烧断引线的故障。铁芯片间短路和铁芯接地不良等故障出现时同样会使铁芯产生过多的热量,导致局部过热,增加铁芯片层之间绝缘物质的老化,如果不能及时进行处置,将会进入恶性循环状态,使故障不断蔓延。
        1.3变压器差动保护误动
        变压器差动保护误会,就是指变压器在未出现相关问题的情况下,出现了差动速断保护或者是发生了比率差动保护信号的情况。变压器的差动保护,原本是为了在变压器发生区内故障,且问题比较严重时,使各个断路器迅速跳开,将发生故障的故障点实施与其他部分的及时切除,以避免造成大面积的电路损伤。但是,如果变压器差动保护装置发生了误动,就会干扰和妨碍变压器的正常运行。
        1.4渗漏油故障分析
        变压器的一个特点就是密封点较多,这也导致很多变压器在长时间使用后会出现渗油问题。渗漏油故障会影响变压器的正常运行,在严重的情况下还将导致电力系统中断的风险,而且还会污染环境。由于渗漏油,空气进入变压器内部,会使变压器受潮损坏其绝缘,从而破坏变压器器件,严重的甚至会烧毁变压器。下面是导致变压器渗油的主要问题:一是在油箱焊接过程中因不当操作引发的问题,如出现砂眼等,导致设备运行中出现渗漏油。二是在安装高压套管和其他组件的过程中使用胶垫,从而导致密封不严,进而引发渗漏问题。三是变压器长时间运行后,管道的延伸性很差,致使密封胶垫极易变形,或是在最初安装时就未密封好,从而出现漏油故障。


2变压器常见故障的处理措施
        2.1变压器过热故障的检修
        变压器之所以会出现过热的故障,一般是因为变压器在很长时间内都维持着高负荷的运行,这种高负荷的运行会导致变压器部件中的绝缘部分老化过程变得更加迅速,绝缘材料的性能下降,机身的温度就会发生迅速增高的情况,并且减缓变压器的运行速度,使变压器运转变慢,而且容易发生安全事故。遇到变压器过热的故障问题,首先应该排查的是变压器分接开关的使用状态,看看分接开关的接触是否良好。如果分接开关接触良好,并未发生问题,就应该进行内置铁芯的检查。要保证内置铁芯具备充足的电磁传导能力,避免接触点过多,还要避免内置铁芯的配套线圈组出现漏磁的问题发生。在进行变压器过热故障的检修时,可以利用变压器机身温度变化的外在表现,在变压器机身呈现温度激增时,使用红外测温的检测方法对变压器进行检测。利用红外测温,可以确定变压器温度激增的具体温度数据,并将温度数据以视频的形式实施信号传导。然后工作人员通过查看视频,找到发生故障的具体方位,对过热故障进行严重性评估,制定解决方案。如果是油浸变压器套管的接面发生了温度激增,那么在进行检修时,先要找到温度升高的具体部分,从油浸变压器套管的属性特点,和具体的温度数据,决定应对措施,修复损坏的部分。在油浸变压器套管外侧,有一个对其起保护作用的装置,在对破损点实施修复和补救之前,先要拆除这个保护装置,可以使用轮齿咬合法实施修复或者处理,但是需要注意的是,在进行补救时,需要添加一个垫片,在套管和保护装置中间作为隔离,保护其在检修过程中不会遭受损伤。在解决了变压器过热的故障后,还需要将套管外边的保护装置进行再度安装,继续其保护作用。
        2.2变压器差动保护动作处理
        差动保护是为了保证变压器安全可靠运行而存在的,当变压器自身发生了电气方面的故障时差动保护会尽快地将变压器退出运行,以此降低事故损坏变压器的可能性。国际规程规定,对于容量较大的变压器如并列运行6300kVA及以上、单独运行的10000kVA及以上的变压器,必须要为其设置差动保护装置。差动保护与瓦斯保护相同之处是这两种保护动作都比较灵敏、可靠性高,而且都是变压器本体的主保护,不同之处就是差动保护反映了变压器内部电气方面的故障,而瓦斯保护主要是反映变压器内部过热等原因引起的油气分离的故障。运行中的变压器因差动保护动作引起断路器跳闸,运行人员应该立即拉开变压器各侧刀闸,认真检查变压器本体是否有明显异常,然后检查变压器差动保护区范围的所有一次设备,还需要对变压器差动保护回路进行检查,看有无击穿、短路以及异物误碰的情况。之后还应该对变压器的外部故障测量,主要是查看遥测绝缘电阻,用以判断变压器内部有无故障。
        2.3针对变压器常见的渗漏故障
        针对渗漏问题,必须及时地进行维修检查,从而在问题早期解决,避免后期大问题出现。一旦发生变压器渗油,可以通过焊接修复泄漏处,焊接期间使用的焊条主要是以细小为主,在进行焊接修理处理油箱时,如果油箱中有油,则不允许使用气焊。除焊接方法外,利用AB胶封堵也是快速高效的方法之一。对于低压侧套管渗漏问题则要利用套管导电棒展开校正工作,及时换掉旧的密封圈,加装伸缩接头。
        结语
        随着工厂用电量的日益增加,作为整个电网核心的配电变压器更是确保电网安全运行的关键,变压器发生故障不止影响系统电网正常运行,也会给生产上造成经济损失,为了使得电网能够高效率高稳定地运行,运行过程中巩固变压器的日常维护管理就非常重要,只要我们平时注意观察、巡视设备时对变压器是否正常运行多加注意,就可以及时察觉失常故障现象,然后有针对性地采取措施解决故障预防事故的发生,为用户更加安全、可靠的送电。
        参考文献
        [1]渠学亮,王颖,王勇.电力变压器检修常见问题及处理对策研究[J].
        中国高新技术企业,2016(36):173-174.
        [2]吴安顺.电厂油浸式变压器常见故障诊断及处理[J].化学工程与装备,2017(2):223-224.
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