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摘要:电力变压器作为发电厂和变电所的主要设备之一,其稳定性和安全运行对电力系统有着重要意义。想要保证变压器稳定运行并非一件容易的事情,其设备在运行中常会出现不同程度的故障,从而对电网运行产生影响。当故障发生后务必要采取一定的诊断策略,借助有效的措施,将故障风险降低在最小范围之内。
关键词:变压器;故障诊断
引言
随着现代电力变压器设备技术水平的不断提高,对其智能化、自动化的要求也相应提高,设备的复杂程度及各部件之间的关联度也大大提高,安全稳定的生产运行关系到整个电网电力能源传输的健康发展。因此对电力变压器故障的预判能力以及发生故障时的迅速识别能力提出了更高的要求。运用故障诊断技术可以及早预判故障趋势及类型,排除隐患,因而具有很高的社会价值。
1变压器故障诊断概述及方法
电力变压器的价格高昂且故障后维修时间长、维修费用较大,因此掌握故障的诊断技术对电网的生产运行格外重要。变压器故障类型多为如下几种:铁心故障、主绝缘故障、绕组故障、套管故障和分接故障。变压器故障时有三类基础诊断方法。首先是预防性类型试验,为及时监测各工况下变压器内的绝缘状况,通过人工电气试验,即可在出现故障的初期及时监测并切除故障。例如交流耐压试验、直流耐压试验、直流电阻试验、电压比试验和回路电阻试验等。其次是通过直观检查,常规巡检时,对变压器的异常现象作出判断。最后一种是通过DGA具体分析对应气体而确定故障类型。
2变压器常见故障
2.1绕组故障
变压器出现绕组故障以后,主要是因为变压器内部的绕组出现了位移的故障或者是出现了短路的故障所造成的。绕组的短路故障在判断过程中需要对内部的结构进行分析,以此为基础能够划分为4种不同类型的短路故障,主要是包括层间短路故障、股间短路故障、匝间短路故障、并间短路故障。针对绕组故障进行大量的调查与测试以后,发现该类型的故障最主要的原因还是与变压器的制造工艺水平存在密切的关系。由于部分变压器的制造工艺表现出低水平的特点,因此在绕组结构的设计方面难以取得高度精密化的成绩,最终在变压器的长期高压运行下造成了绕组故障的现象。绕组故障在变电器的故障类型中是主要的类型,会造成变压器的运行温度表现出大幅度的提升问题,在部分严重的情况下还会造成轻重瓦斯的动作,对变压器造成的破坏、对变电系统造成的破坏都非常的严重。
2.2铁芯故障
变电器的故障类型比较多,铁芯故障也是比较常见的故障类型。铁芯故障主要是表现为2种类型。第一种类型是铁芯故障:由于铁芯在运行的过程中出现了接地的问题,导致变压器的日常稳定运行出现了严重的阻碍,在静电感应的作用之下,铁芯会造成悬浮的问题,这会直接导致铁芯朝向大地释放一定的数量点,最终造成严重的故障现象。第二种类型是铁芯故障:铁芯的运行过程中同样表现出接地的问题,但是有可能是多点接地的问题,此时会与变电器之间形成一个特殊的闭合回路。在这样的运行情况下,二者会遭受到主磁通的影响,电流的温度方面也会表现出大幅度地提升,变压器内部的气体根本得不到科学的释放效果,最终造成了瓦斯动作的情况。铁芯故障所造成的破坏力非常惊人,所以在故障的识别、故障的监测力度上要进一步的提升。
2.3分接开关故障
变电设备的故障对于设备造成的破坏比较严重,分接开关故障的出现并不是偶然的现象,这种故障主要是通过两种类型来表现的,具体表现为有载分接开关故障、无载分接开关故障。在两种故障当中,有载分接开关故障是最为常见的类型。该故障会造成不同的事故,主要是集中在过度电阻击穿事故以及烧断故障方面。
针对故障的原因进行分析过程中,发现主要是因为变压器的密封方面不够优良,或者是在密封圈的长期应用以后出现了严重的老化现象。
3电力变压器故障诊断技术
3.1铁芯多点接地监测技术
变压器在运行的过程中如果仅仅是出现了一点接地的情况,那么产生的电流数值在大部分情况下是非常小的,往往只有几毫安的标准。但是,铁芯运行过程中如果表现出多点接地的问题,就直接造成了换流的问题,换流的数值大小是不确定的,完全是通过非正常接地的特点所决定的,也就是说每一次的多点接地所能够产生的电流都是不一样的。铁芯接地所造成的换流数值情况如果超过了预警的数值,继电器就会发出相应的警报。铁芯多点接地的监测技术在运用过程中,主要是通过3个装置来共同构成的,分别包括通信接口、无线收发模块、接地电流模块来共同运行。当铁芯表现出多点接地的问题以后,3个模块会共同搜集相关的数据和信息,并且及时地做出反馈,确保在故障发生以后可以及时地前往事发地进行快速检修,避免造成更加严重的安全事故。
3.2变压器油色谱在线监测技术
现阶段的变压器在设计和打造的过程中,针对大型的变压器绝缘结构隶属于油纸绝缘结构的类型,与变压器的容量、变压器的电压等级存在非常密切的关系。油色谱在线监测技术在运用的过程中,能够针对变压器的潜藏问题快速的挖掘,也就是日常看不到的一些隐患能够利用该项技术来更好的掌握,这对于变电系统的安全性、变电设备的可靠性做出了更多的保障。不仅实现了故障的源头解决,同时还能进行提前预防。主变油色谱在线监测技术在实施的过程中,会根据绝缘油的4种气体来完成监测,其中包括氨气、氧气、一氧化碳、二氧化碳。变压器在运行的过程中如果出现了故障的问题,绝缘油的气体会发生较大的变化,产生氢气或者是醛类气体的现象,由此来对变压器的故障做出准确的诊断和监测。相对于其它技术来讲,该类型技术的监测准确性更高一些,同时能够达到的效果也更好。
3.3热点温度在线监测技术
变电设备在发生故障的时候往往伴随着温度的变化,所以在变电设备在线监测的运用过程中可以根据热点温度的变化进行分析,不仅在故障的论证过程中给出了更多的依据,同时能够在技术的操作水平上得到更好的进步。变压器的绝缘油的温度虽然没有超过规定的范围,但是变压器在发生故障以后,内部的发热源因为温度过高的情况,会造成较为严重的破损现象。热点温度在线监测技术的运用过程中,主要是通过紫外成像技术和红外成像技术的联合应用来完成的,并且在获取信息的过程中,能够对变压器在致热性的不足、电压的不足方面获得深入的掌握。
3.4对绕组变形问题的诊断分析
短路故障在变压器中经常发生,对变压器有着极大的影响,严重情况下会烧毁变压器,经济损失由此从中产生。所谓的绕组变形指的是绕组在力的作用下轴向结构发生了变化,产生了不可以逆转的变化,使得变压器结构也产生变化,对绝缘材料性能产生影响,潜在的故障由此产生,因此在对变形情况分析时可利用变形测试来判断分析。
结束语
电力变压器作为一种重要的设备,如果运行良好对整个电力系统运行的影响是有利的,运行不良则产生的影响是不利的,当然故障问题的发生绝不是偶然的,这对相关人员来说要有预知能力,了解哪些原因会导致故障的发生,提前做好措施,排除不利因素,当故障发生后及时查找故障区域,查找故障原因,对症下药。
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