配电变压器常见故障及维护管理研究

发表时间:2020/12/2   来源:《当代电力文化》2020年第19期   作者:尤继权
[导读] 近年来,配电变压器是电力系统运行过程中非常重要的机器设备,对于电力系统的安全、稳定运行具有重要的意义。
        尤继权
        国网汾阳供电公司, 山西 汾阳 032200
        摘要:近年来,配电变压器是电力系统运行过程中非常重要的机器设备,对于电力系统的安全、稳定运行具有重要的意义。配电变压器在运行过程中如果出现故障就会影响到电力系统的正常运行,从而造成严重的经济损失,给人们的生活和生产用电带来严重影响。所以,对配电变压器的常见故障进行分析,并采取有效措施对常见故障进行处理,避免配电变压器常见故障的发生,对配电变压器进行维护和管理,使配电变压器能够安全、稳定的运行。
        关键词:配电变压器;常见故障;维护管理研究
        引言
        配电网靠近用户侧,包含众多电力设备(以变压器为主)、分布式能源发电和电动汽车,这些用电单元的功率损耗大小都将直接影响配电网总的功率损耗大小,从而决定配电网是否处于经济运行状态。变压器的功率损耗是配电网总功率损耗中最大的,尤其是农村地区电网,大部分农村配电网理论电能损耗比例分布。
        1配电变压器绝缘老化的机理分析
        配电是整个电力系统中较为重要的一个环节,直接关系到用户的供电可靠性。配电变压器作为配电系统的核心部件,它的运行稳定与否对配电系统的影响非常大,一旦配电变压器绝缘出现老化会导致变压器的整体性能下降。相关研究结果表明,绝缘系统是影响变压器使用寿命的关键性因素之一,由于受到外部环境的影响使变压器绝缘很容易出现老化情况,下面从热老化、电老化和机械老化三个方面对配电变压器绝缘的老化机理进行分析。配电变压器热老化机理。热老化是配电变压器油纸绝缘性能下降的主要表现形式之一,随着纤维纸的逐步热解各种化学反应会随之出现,在此过程中会生成各种挥发物。化学反应的速率取决于温度的高低,如果温度持续上升则反应速率会进一步加快,绝缘纸的老化也会随之加剧。当绝缘纸老化之后,其本身的机械性能会受到严重的影响,若是机械性能完全丧失,绝缘纸会因为脆化而与绕组相脱离,极有可能引起油路堵塞,从而使配电变压器的散热功能受到影响。当变压器无法正常散热之后,其温度会快速上升,在高温的作用下,使绝缘的热老化速度加快,由此会进入一个恶性循环状态。配电变压器电老化机理。配电变压器所处的运行环境比较特殊,不可避免地会受到电场的影响,油纸绝缘在电场的长期作用下,老化速度会不断加快,这是因为油纸在电场中会出现理化反应从而导致油纸快速分解,绝缘性能大幅度下降。通过对严重老化的油纸绝缘进行击穿试验后发现,在击穿过程中电压值为恒定,由此说明变压器未超出使用寿命,其电气性能只会在限定的范围以内持续下降。由于绝缘纸本身能够承受一定的电场强度,故此配电油纸绝缘出现电老化后,在短时间内并不会对变压器的正常运行造成影响。油纸绝缘从厂家运至施工现场时途中会受到振动,从而会导致内部产生气泡,这样会引起局部放电,进而造成绝缘表面温度升高,加快绝缘的老化速度。不仅如此,放电会使绝缘油被分解产生烃类气体,受到该气体的影响放电程度会有所加剧,各种故障问题也会随之出现。
        2配电变压器常见故障的处理措施
        2.1绕组闸间短路故障的处理措施
        在配电变压器运行过程中,绕组匝间短路故障是非常普遍的故障,对配电变压器的正常运行非常不利,所以,当配电变压器出现绕组匝间短路的故障时,要采取有效的措施对其进行处理。绕组匝间短路故障的出现主要是因配电变压器中有水分渗入或者配电变压器油管中有杂物而造成的配电变压器短路。所以,在处理绕组匝间短路故障时要根据造成故障出现的原因,对配电变压器及其油管、绕线圈进行定期的检查和维修,同时也要对配电变压器进行定期的更新,从而使得配电变压器能够始终保持良好的状态,能够安全、稳定的运行。


        2.2自动跳闸故障的处理措施
        自动跳闸是配电变压器运行过程中常见的故障,为了配电变压器能够安全、稳定的运行,通常配置断路器和继电保护装置。当配电变压器出现自动跳闸的故障时,首先要分析自动跳闸故障出现的原因,然后再根据出现自动跳闸的原因进行处理和维修。通常配电变压器出现自动跳闸的原因有两方面,一方面,继电保护装置出现二次回路误动导致配电变压器自动跳闸。另一方面,配电变压器出现短路情况导致自动跳闸。
        2.3铁芯故障的处理措施
        铁芯是配电变压器运行过程中非常重要的部件,铁芯出现故障就会导致配电变压器的正常运行受到严重影响,甚至会造成配电变压器停止运行。在处理铁芯故障时,也要对铁芯出现故障的原因进行分析,再根据出现故障的原因采取有效的处理措施。铁芯出现故障通常是因为铁轮的夹紧螺杆损坏,穿心螺杆不能够与铁芯迭片相连,从而造成短路。所以,处理配电变压器铁芯故障时首先要对吊芯进行检查,从而检查是否是铁芯出现故障,如果确实是铁芯出现故障就要找出出现故障的部位,然后对铁芯出现故障的部位采取涂漆的方式进行处理。
        2.4分接开关故障的处理措施
        在配电变压器的正常运行中,分接开关故障的出现概率相当高,对配电变压器的安全、稳定运行造成严重的影响。在对分接开关故障进行处理时,首先要对出现分接开关故障的原因进行分析,然后再根据出现分接开关故障的原因采取有效的处理措施。配电变压器出现分接开关故障的主要有两方面的原因。一方面,分接开关的绝缘板因焊接不合格导致绝缘效果很差,从而造成分接开关出现故障。另一方面,分接开关接头的螺丝松动,从而造成分接开关出现故障。所以,在对分接开关故障进行处理时,对绝缘效果差的绝缘板进行重新的焊接,甚至对绝缘板进行更换,当分接开关接头螺丝出现松动的现象时,要拧紧螺丝。
        3变压器更新和经济运行
        设备更新的目的不单是消除看得见的磨损,更是消除看不见的磨损。只有不断更新设备,才能有效实现变压器经济运行。不同类型生产设备的技术特性不同,更新周期自然也就不同,更新周期的计算方法有两种:按照设备物理磨耗规定的自然寿命进行更新;将机械设备的经济寿命年限作为更新周期。崭新的变压器将会使有功功率和无功功率发生变化,变化主要是指有功功率与无功功率的充分利用,这是不可避免的。但是增加成本,回收年限问题随之而来。变压器最好在快要到更新周期的时候更新,不要非等到变压器损坏时才更新。变压器生产制造厂对不同型号和容量的变压器使用年限和更新周期都有规定,通常为二十年的使用寿命,用户可以据此更新变压器,更好地保证变压器经济运行。(1)减少变压器的降压次数,就减少了变压器的损耗。(2)自耦式变压器比较适合于当变压器变比小于2的情况,这是由于自耦式变压器的功率损耗比等容量双绕组变压器的功率损耗少得多。(3)变压器在不同的功率因数下运行,其功率损耗各不相同。经研究表明:变压器运行时的功率损耗与功率因数呈反比关系,即功率因数越高,功率损耗越低。(4)由于温度和变压器绕组电阻正相关,因此应选择散热性能优良的变压器,同时还应做好变压器的散热措施,以降低变压器温度,从而不会导致变压器提早更新。
        4结语
        配电变压器在电力系统安全、稳定运行中具有非常重要的作用,分析和处理配电变压器的常见故障,对配电变压器进行定期的检查和维护对于电力系统的安全、稳定运行具有非常重要的意义。
        参考文献:
        [1]陈明星,高波,等.基于时域介电法的变压器油纸绝缘老化特征参量分析[J].高压电器,2020,2.
        [2]李明志,周凯,等.基于极化-去极化电流法的实际变压器油纸绝缘老化状态的现场评估[J].绝缘材料,2019,11.
        [3]王一波,李学锋,等.超、特高压变压器绝缘油现场快速采样器的研究与应用[J].宁夏电力,2019,10.
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