变压器的常见故障及其原因论文_许研,王兆全

变压器的常见故障及其原因论文_许研,王兆全

摘要:变压器在整个的电网配备中是极为关键的电力设备,但是其在运行过程中较容易引发其他电力安全事故的发生,不仅会致使自身受损,且会诱发整个电力的供应系统出现中断,带来无可挽回的经济损失。所以,充分的认识和了解变压器实际运作的规律、熟练掌握变压器的各项诊断技术,能够再第一时间检测到故障所在,保障变压器电力系统的合理运转。

关键词:变压器;故障;解决;检测;技术

前言:变压器是电力系统中的重要元素,其性能好坏关乎电力系统的稳定与可靠,本论文将就变压器的常见故障做简要的分析,以为相关研究提供参考性的建议。

一、变压器的常见故障分析

1、铁芯多点接地

变压器的接地点只能是1个,2个或2个以上都被视作铁芯多点接地。而导致多点接地的原因是多种多样的,如绝缘材料的破坏、夹件和柱芯相接触、安装时外壳和铁芯碰撞和金属异物遗留等都会造成铁芯多点接地。而铁芯多点接地所带来的隐患是非常严重的,会给人员的生命健康带来非常大的危害。其危害的表现集中在两个方面:其一,铁芯多点接地会导致电力系统局部的过热和短路。其二,会导致变压器内部放电的故障。因而,要保护人员的健康,必须高度重视变压器的铁芯多点接地问题。

2、变压器放电故障分析

变压器的放电故障是根据放电能量密度的不同而进行区分的,其放电的故障主要有三类形式:高能量放电、火花放电和局部放电。高能量放电也称作电弧放电,此类放电故障具有非常大的危害,其放电密度大,产气急剧,造成的危害有绕组匝层被击穿,导致对地闪络、引线断裂、分接开关飞弧等事故,造成的损失比较大,此类放电没有明显的特征,难以准确的判断,事故发生后其后果难以想象。当绝缘结构中的电场强度不均匀时,局部放电是由放电部位的电场强度决定的,而某些区域的电场过于集中。局部电场过于集中的原因有固体绝缘材料中存在间隙、油气中存在气泡、导体和金属部件接触不好等,局部放电的电能密度并不大,初始状态并不会造成严重的事故,但是当此类放电一直存在,逐渐累积下去,最终会导致绝缘材料被击穿,导致比较严重的后果。火花放电引起的原因主要是悬浮电位导致的,而悬浮电位发生的原因包括油液中有纤维和水等杂质,火花放电在低电压下可以发生,其发生的部位在低电位的部件与地的连接出现脱落,而火花放电所带来的后果是不容忽视的。三种放电故障虽然程度不同,但是其所带来的后果是非常严重的,影响电力系统的正常运行,影响电力的稳定性和可靠性,给生产和生活造成的损失是不可挽回的,因而,变压器的放电故障不容小觑。

3、绝缘故障

电力变压器的绝缘故障是常见的故障形式之一,内绝缘包括纸板、纸和油等绝缘材料,在遇到机械、电、热等应力的作用下,内绝缘设备中的复合绝缘结构会不断老化,特别是当变压器的使用接近寿命周期的终点时,在空气和水的作用下会加速绝缘材料的老化,严重影响变压器的安全性和可靠性,对生产和生活带来严重的影响。另外,由于外部环境的复杂变化,变压器的内绝缘中有水或局部过热等,不但会造成绝缘材料的老化,还会导致短路等情况。

4、其他故障

其他一些故障包括渗漏油故障和放热故障等,渗漏油故障主要包括胶垫安装不到位、油箱焊接缝漏油等导致的法兰故障和高压套管升高座等问题;而放热故障主要是由于磁路问题、导体出现异常和接触点连接不良等问题。

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二、变压器故障分类及解决方案

1、短路故障及放电故障变压器出现短路故障现象主要出现在变压器运转的出口部位电路,可分为相间短路及接地短路。在出现短路故障时,其变压器的绕组可经过额定电流的数十倍短路电流Ist,进而短路电流便会在变压器绕组上集聚大量的热,导致绕组发生变形和破坏,在情况严重时还有可能引发火灾。经总结分析其引发故障的主要因素包括:①绕组运用软导线,其早期的绕线装备与施工工艺较为简单,多运用于农村或传统的变压器中;②变压器的设计缺陷引发电网抗短路的电流能力较小;③电网运行的出口短路发生的故障较多,在频繁遭受短路电流冲击后致使绝缘层被击穿是;④绕组的绕制较松,其电磁线处在悬空状态。

变压器普遍出现的放电故障有火花放电、局部放电及高能量放电等。因此,在变压器正常的运行过程中,绕组的绝缘层内出现的气隙及油膜引发放电的状态即局部放电。而火花放电即在油中误掺入了杂质。另外,电弧放电可作为高能量放电,一般发生于绕组匝间层绝缘受击穿之后。

2、变压器渗油故障变压器出现的渗漏油故障在一定程度上会为变电站带来巨大的环境污染及经济损失,且会阻碍变压器进行安全运转,进而致使变压器停止运行或损毁事故,在生产过程中导致电厂损失严重。所以,需密切关注、有效处理变压器发生的渗漏油问题。

(1)高压套管的升高座及进入孔显现渗油迹象。高压套管的升高座及进入孔均是因胶垫安装失误,因此,在操作运行中可主要针对法兰进行施胶密封。而在执行封堵操作前,可适当的借助堵漏胶及时有效的将法兰间缝隙彻底封堵,再密切的观察堵漏胶的固化情况,待其显示固化,便可将法兰进行紧固,运用高压将其密封胶放在法兰间隙内,有效的将法兰螺丝帽的胶逐个剔除。

(2)低压侧套管显示渗漏。在通常情况下,低压侧套管显示渗漏的主要是由于经总线路的低压侧边距引线的长度不足而造成的。当线路中出现了低压或拉伸状况时,可遵循实际需求促使总线路用伸缩节连接;若引线偏短便可根据实际情况适时的调整引线并引出长度;为保障增大其压紧力可及时的将瓷质的压帽转化为铜质的压帽。

3、铁心出现多点接地的故障变压器内的铁心出现两点或多线的接地,即多点接地。其在执行运转中通常会引发铁心发生故障,导致变压器受损。所以,需及时处理。

(1)实施开箱检测方法。若安装后未执行箱盖定位销彻底清除而导致多点接地,便需采取有效的应对措施,如将其定位销翻转或排除;若夹件的垫脚绝缘板受损退落,可遵照绝缘准则替换与之相等厚度的纸板。但由于夹件的肢板临近铁心会引发翘起的叠片碰撞,因此,需合理调整夹件避免发生故障。还应彻底排除油中金属的异物、杂质与金属颗粒,保持变压器油干燥。

(2)运用直流电流的冲击措施。及时的解开变压器的铁芯接地线,在变压器的铁芯和油箱间施加适当的直流电压,人为产生短时大电流冲击。例如采用10kV电容器充电后人为短接放电以产生大电流。通常情况下将冲击的次数控制在3至5次,另外为有效去除铁心的多点接地效果也直接清理掉铁心其他多余的接地点。

三、结束语

变压器作为电网中的关键性设备之一,稳定运行是设备正常运转的前提条件。因此,对于变压器在线监测及故障诊断技术的研究具有重要的现实意义和实用价值。随着各种技术的不断发展和更新,变压器在线检测技术的准确性,灵敏性和快速性将会得到很大的发展,诊断技术将会朝着智能化和自动化的方向发展,变压器在线检测技术将会推动电力事业向前发展。

参考文献:

[1]李江华,朱焕杰.电力变压器常见故障及在线检测技术[J].绝缘材料,2008,05:72-75.

[2]刘恒.电厂变压器常见故障诊断及在线监测技术[J].中国新技术新产品,2010,15:159.

[3]沈春晓,李强,张路路.电力变压器常见故障及诊断技术[J].中国-东盟博览,2013,09:185.

论文作者:许研,王兆全

论文发表刊物:《建筑科技》2017年9期

论文发表时间:2017/10/12

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