电力变压器在电厂有着很重要的作用, 然而, 由于其结构、工艺以及运行维护等多方面的原因, 变压器故障在电厂频繁发生, 大大影响了电厂的正常生产。因此, 加强变压器的定期维护, 采取切实有效的措施防止变压器故障的发生, 对确保变压器的安全稳定运行有重要的意义。
1 变压器常见的故障现象分类及原因
( 1) 变压器本身出厂时就存在的问题。如端头松动、垫块松动、焊接不良、铁心绝缘不良、抗短路强度不足等。
( 2) 线路干扰。线路干扰在造成变压器事故的所有因素中属于最重要的。主要包括: 合闸时产生的过电压, 在低负荷阶段出现的电压峰值,线路故障, 由于闪络以及其他方面的异常现象等。这类故障在变压器故障中占有很大的比例。因此, 必须定期对变压器进行冲击保护试验, 检测变压器抗励磁涌流的强度。
( 3) 由于使用不当造成的变压器绝缘老化的速度加快。一般变压器的平均寿命只有17.8 年, 大大低于预期为35～40 年的寿命。
( 4) 遭雷击造成过电压。
( 5) 过负荷。过负荷是指变压器长期处于超过铭牌功率工作状态下的变压器。过负荷经常会发生在发电厂持续缓慢提升负荷的情况下, 冷却装置运行不正常, 变压器内部故障等等, 最终造成变压器超负荷运行。由此产生过高的温度则会导致绝缘的过早老化, 当变压器的绝缘纸板老化后, 纸强度降低。因此, 外部故障的冲击力就可能导致绝缘破损, 进而发生故障。
( 6) 受潮: 如有洪水、管道泄漏、顶盖渗漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及绝缘油中存在水分等。
( 7) 没有进行正确的维护。
2 变压器运行中常见故障分析及处理措施
( 1) 绕组的主绝缘和匝间绝缘故障。变压器绕组的主绝缘和匝间绝缘是容易发生故障的部位。主要原因是: 由于长期过负荷运行、或散热条件差、或使用年限长, 使变压器绕组绝缘老化脆裂, 抗电强度大大降低;变压器多次受到短路冲击, 使绕组受力变形, 隐藏着绝缘缺陷, 一旦遇有电压波动就有可能将绝缘击穿; 变压器油中进水使绝缘强度大大降低而不能承受允许的电压, 造成绝缘击穿; 在高压绕组加强段处或低压绕组部位, 由于绝缘膨胀, 使油道阻塞, 影响了散热, 使绕组绝缘由于过热而老化, 发生击穿短路; 由于防雷设施不完善, 在大气过电压作用下, 发生绝缘击穿。
( 2) 变压器套管故障。主要是套管闪络和爆炸, 变压器高压侧一般使用电容套管, 由于套管瓷质不良或者有沙眼和裂纹, 套管密封不严, 有漏油现象; 套管积垢太多等都有可能造成闪络和爆炸。
( 3) 铁心绝缘故障。变压器铁芯由硅钢片叠装而成, 硅钢片之间有绝缘漆膜。由于硅钢片紧固不好, 使漆膜破坏产生涡流而发生局部过热。同理, 夹紧铁心的穿心螺丝、?R铁等部件, 若绝缘损坏也会发生过热现象。此外, 若变压器内残留有铁屑或焊渣, 使铁芯两点或多点接地, 都会造成铁芯故障。
( 4) 分接开关故障。变压器分接开关是变压器常见故障之一。由于开关长时间靠压力接触, 会出现弹簧压力不足, 使开关连接部分的有效接触面积减小, 以及接触部分镀银层磨损脱落, 引起分接开关在运行中发热损坏。分接开关接触不良, 经受不住短路电流的冲击而造成分接开关烧坏而发生故障; 在有载调压的变压器, 分接开关的油箱与变压器油箱一般是互不相通的。若分接开关油箱发生严重缺油, 则分接开关在切换中会发生短路故障, 使分接开关烧坏。
( 5) 瓦斯保护故障。瓦斯保护是变压器的主保护, 轻瓦斯作用于信号, 重瓦斯作用于跳闸。下面分析瓦斯保护动作的原因及处理办法: 第一, 轻瓦斯保护动作后发出信号。其原因是: 变压器内部有轻微故障; 变压器内部存在空气; 二次回路故障等。运行人员应立即检查, 如未发现异常现象, 应进行气体取样分析。第二, 瓦斯保护动作跳闸时, 可能变压器内部产生严重故障, 引起油分解出大量气体, 也可能二次回路故障等。出现瓦斯保护动作跳闸, 应先投备用变, 然后进行外部检查。检查油枕防爆门, 各焊接缝是否裂开, 变压器外壳是否变形; 最后检查气体的可燃性。
( 6) 变压器自动跳闸的处理。当变压器各侧断路器自动跳闸后, 首先将跳闸断路器的控制开关操作至跳闸后的位置, 并迅速投入备用变压器, 调整运行方式和负荷分配, 维持运行系统和设备处于正常状态。再检查保护动作情况, 进行外部检查。经检查不是内部故障而是由于外部故障( 穿越性故障) 或人员误动作等引起的, 则可不经内部检查即可投入送电。如属差动、重瓦斯、速断等主保护动作, 应对该保护范围内的设备进行全部检查。在未查清原因前, 禁止将变压器投入运行。
( 7) 变压器着火也是一种危险事故。由于变压器套管的破损或闪络,使油在油枕油压的作用下流出, 并在变压器顶盖上燃烧; 变压器内部发生故障, 使油燃烧并使外壳破裂等。因变压器有许多可燃物质, 不及时处理可能引起爆炸或使火灾扩大。发生这类事故时, 变压器保护应动作使断路器断开。若因故断路器未断开, 应手动立即断开断路器, 拉开可能通向变压器电源的隔离开关, 并迅速投入备用变, 恢复供电, 停止冷却设备的运行, 进行灭火。变压器灭火时, 最好用泡沫式灭火器或者干粉灭火器, 必要时可用沙子灭火。
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