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一文解析變壓器常見故障

發布時間:2021-06-17 瀏覽次數:434

電力變壓器是一種改變交流電壓大小靜止的電力設備,是電力系統中核心設備之一,在電能的傳輸和配送過程中,電力變壓器是能量轉換、傳輸的核心,是國民經濟各行各業和千家萬戶能量來源的必經之路。



如果變壓器發生故障,將影響電力系統的安荃穩定運行電力系統中很重要的設備,一旦發生事故,將造成很大的經濟損失。分析各種電力變壓器事故,找出原因,總結出處理事故的辦法,把事故損失控制在小范圍內,盡量減少對系統的損害。

1、繞組故障


主要有匝間短路、繞組接地、相間短路、斷線及接頭開焊等。產生這些故障的原因有以下幾點:

① 在制造或檢修時,局部絕緣受到損害,留下缺陷;
② 在運行中因散熱不良或長期過載,繞組內有雜物落入,使溫度過高絕緣老化;
③ 制造工藝不良,壓制不緊,機械強度不能經受短路沖擊,使繞組變形絕緣損壞;
④ 繞組受潮,絕緣膨脹堵塞油道,引起局部過熱
⑤絕緣油內混入水分而劣化,或與空氣接觸面積過大,使油的酸價過高絕緣水平下降或油面太低,部分繞組露在空氣中未能及時處理。

由于上述種種原因,在運行中一經發生絕緣擊穿,就會造成繞組的短路或接地故障。匝間短路時的故障現象使變壓器過熱油溫增高,電源側電流略有增大,各相直流電阻不平衡,有時油中有吱吱聲和咕嘟咕嘟的冒泡聲。輕微的匝間短路可以引起瓦斯保護動作;嚴重時差動保護或電源側的過流保護也會動作。發現匝間短路應及時處理,因為繞組匝間短路常常會引起更為嚴重的單相接地或相間短路等故障。


2、套管故障


這種故障常見的是炸毀、閃落和漏油,其原因有:

① 密封不良,絕緣受潮劣比,或有漏油現象;
② 呼吸器配置不當或者吸入水分未及時處理;
③ 變壓器高壓側(110kV及以上)一般使用電容套管,由于瓷質不良故而有沙眼或裂紋;
④ 電容芯子制造上有缺陷,內部有游離放電;
⑤套管積垢嚴重。

3、鐵芯故障


① 硅鋼片間絕緣損壞,引起鐵芯局部過熱而熔化;
② 夾緊鐵芯的穿心螺栓絕緣損壞,使鐵芯硅鋼片與穿心螺栓形成短路;
③ 殘留焊渣形成鐵芯兩點接地;
④變壓器油箱的頂部及中部,油箱上部套管法蘭、桶皮及套管之間。內部鐵芯、繞組夾件等因局部漏磁而發熱,引起絕緣損壞。
運行中變壓器發生故障后,如判明是繞組或鐵芯故障應吊芯檢查。首先測量各相繞組的直流電阻并進行比較,如差別較大,則為繞組故障。然后進行鐵芯外觀檢查,再用直流電壓、電流表法測量片間絕緣電阻。如損壞不大,在損壞處涂漆即可。

4、瓦斯保護故障


瓦斯保護是變壓器的主保護,輕瓦斯作用于信號,重瓦斯作用于跳閘。下面分析瓦斯保護動作的原因及處理方法:

① 瓦斯保護動作的原因可能是因濾油、加油和冷卻系統不嚴密,致使空氣進入變壓器;
② 因溫度下降和漏油致使油位緩慢降低;或是因變壓器故障而產生少量氣體;
③ 由于發生穿越性短路故障而引起;
④由于保護裝置的二次回路故障所引起。

輕瓦斯保護動作后發出信號。其原因是:變壓器內部有輕微故障;變壓器內部存在空氣;二次回路故障等。運行人員應立即檢查,如未發現異常現象,應進行氣體取樣分析。瓦斯保護動作跳閘時。

可能變壓器內部發生嚴重故障,引起油分解出大量氣體,也可能二次回路故障等。出現瓦斯保護動作跳閘,應先投入備用變壓器,然后進行外部檢查。檢查油枕防爆門,各焊接縫是否裂開,變壓器外殼是否變形;檢查氣體的可燃性。

5、變壓器自動跳閘的處理


當運行中的變壓器自動跳閘時,運行人員應迅速作出如下處理:

① 當變壓器各側斷路器自動跳閘后,將跳閘斷路器的控制開關操作至跳閘后的位置,并迅速投入備用變壓器,調整運行方式和負荷分配,維持運行系統及其設備處于正常狀態;
② 檢查掉牌屬何種保護動作及動作是否正確;
③ 了解系統有無故障及故障性質;
④ 若屬以下情況并經領/導同意,可不經檢查試送電:人為誤碰保護使斷路器跳閘;保護明顯誤動作跳閘;變壓器僅低壓過流或限時過流保護動作,同時跳閘變壓器下壹級設備故障而其保護卻未動作,且故障已切除,但試送電只允許一次;
⑤ 如屬差動、重瓦斯或電流速斷等主保護動作,故障時有沖擊現象,則需對變壓器及其系統進行詳細檢查,停電并測量絕緣。在未查清原因之前,禁止將變壓器投入運行。必需指出,不管系統有無備用電源,也不準強送變壓器。

6、變壓器著火


變壓器著火也是一種危險事故,因變壓器有許多可燃物質,處理不及時可能發生爆炸或使火災擴大。

變壓器著火的主要原因是:
① 套管的破損和閃落,油在油枕的壓力下流出并在頂蓋上燃燒;
②變壓器內部故障使外殼或散熱器破裂,使燃燒著的變壓器油溢出。

變壓器著火,應迅速作出如下處理:
①斷開變壓器各側斷路器,切斷各側電源,并迅速投入備用變壓器,恢復供電;
②停止冷卻裝置運行;
③主變壓器及高廠變著火時,應先解列發電機;
④若油在變壓器頂蓋上燃燒時,應打開下部事故放油門放油至適當位置。若變壓器內部著火時,則不能放油,以防變壓器發生爆炸;
⑤迅速用滅火裝置滅火。如用干式滅火器或泡沫滅火器滅火。需要時通知消防隊滅火。發生這類事故時,變壓器保護應動作使斷路器斷開。若因故障斷路器未斷開,應用手動來立即斷開斷路器,拉開可能通向變壓器電源的隔離開關。

7、分接開關故障


常見的故障是表面熔化與灼傷,相間觸頭放電或各接頭放電。主要原因有:

(1)連接螺絲松動;
(2)帶負荷調整裝置不良和調整不當;
(3)分接頭絕緣板絕緣不良;
(4)接頭焊錫不滿,接觸不良,制造工藝不好,彈簧壓力不足;
(5)油的酸價過高,使分接開關接觸面被腐蝕。

由于主變事故一般不是單一的,而是多重的、發展的,且潛在的主要故障點比較隱蔽,加上故障性質的特別性。因而我們為了確保變壓器及電網的安荃穩定運行,正確處理事故,應隨時掌握下列情況:

①系統運行方式,負荷狀態,負荷種類;
②變壓器上層油溫,溫升與電壓情況;
③事故發生時天氣情況;
④變壓器周圍有無檢修及其他工作;
⑤運行人員有無操作;
⑥系統有無操作;
⑦何種保護動作,事故現象情況等。加強對變壓器運行的巡監,做好常規的維護工作,及時地去掉設備的缺陷,定期進行檢修和防御性試驗,盡量避免變壓器事故的發生,減小事故對電網及電器設備的損害。


變壓器的安荃運行管理工作是我們日常工作的重點,通過對變壓器的異常運行情況、常見故障分析的經驗總結,將有利于及時、準確判斷故障原因、性質,及時采取有力措施。


確保設備的安荃運行變壓器是輸配電系統中其重要的電器設備,根據運行維護管理規定變壓器必需定期進行檢查,以便及時了解和掌握變壓器的運行情況,及時采取有力措施,力爭把故障去掉在萌芽狀態之中,從而保障變壓器的安荃運行。
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在選擇銅排時,需注意: (1)一般要選擇銅、鋁排的寬度應與斷路器的出線端寬度一樣,在直接負荷側可適當的減少母排的厚度,以滿足要求;而在分支母線與斷路器連接時,母線沖孔為圓孔,進行連接,MNS/GCK在下進、出時分支零排不必制作,但上進、出時要制作。 (2)柜內零排和地排根據進出線方式確定安裝在柜前還是柜后;低壓計量柜為方便安裝互感器,銅排在計量室內應斷開,用搭接塊連接,搭接塊的長度應滿足互感器安裝檢修的標準,其它直接連接,大于等于4000A以上采用絕緣板母線夾固定,禁用絕緣子。 (3)中高壓母線在穿過金屬板時,應提供相配套的套管和采取其它絕緣措施; (4)母線應采取絕緣支持固定,以保證母線之間及母線與其它部件之間的距離不變,固定距離為水平兩固定點不超過1000mm,垂直兩固定點不超800mm,銅、鋁母線彎曲后不得有裂紋和嚴重起皺現象,皺紋高度不得大于1mm,彎曲半徑一般不小于排后的2倍,銅、鋁母線彎曲后不開裂、嚴重起皺的前提下,允許彎曲半徑等于母線厚度; (5)銅鋁母線與電器元件連接觸面應平整光潔,連接件的邊緣及孔口應無毛刺及凹凸不平現象; (6)母線連接處不得有油漆,油漆界面應平直,不得有明顯的彎曲和不值現象,同一元件的同一側各項母線端的油漆界面應無明顯的不整齊現象,界面不得相差5mm。 (7)銅、鋁母線的螺栓連接及支持連接處,母線與電器元件的連接以及距所有連接處10mm以內的地方不得涂漆; 母線與母線,母線與分支母線及電器元件連接時,其搭接面應符合以下規定: 1)銅排與銅排連接時,表面應進行鍍錫處理,客戶有要求,應滿足客戶要求; 2)鋁排和鋁排連接時,可直接連接(搭接面要氧化層)。 3)銅排與鋁排連接時,銅排須鍍錫或鍍銀,在條件下應使用銅鋁過渡片。 (9)母排搭接時接觸面應平整、無氧化膜,經加工后其截面積減少值應符合以下規定。 1)銅排應不超過原截面的3%; 2)鋁排應不超過原截面的5%。 母線安裝的工藝要求: 1)母線的排列應層次分明,整齊美觀,橫平豎直。 2)銅、鋁母線與電器元件連接時,母線與電器元件端的根部應有不小于5mm的空出地位。 ZN85-40.5戶內高壓固封式真空斷路器 HY1.5W-0.28/1.3氧化鋅避雷 ZW10-12預付費真空斷路器 GN19-12戶內隔離開關 XRNT-12高壓熔斷器系列 XRNT-10/20A HXGN17-12型箱型固定式金屬封閉開關設備 GN38-12 ZW6-12戶外真空斷路器 KYN-28型鎧裝固定式金屬封閉設備 XGN66-12(Z)固定式封閉高壓開關柜
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