摘 要: 在中國高速的現(xiàn)代化發(fā)展中，電力工業(yè)的安全運行起著關(guān)鍵作用。本文主要從變壓器的常見故障的原因進(jìn)行分析，并對變壓器的維護(hù)提出一點建議。
關(guān)鍵詞：變壓器 故障原因 輸電線路
變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備,其狀態(tài)好壞,直接影響電網(wǎng)的安全進(jìn)行。由于變壓器在設(shè)計、制造、安裝和進(jìn)行維護(hù)等方面原因使絕 緣存在缺陷,抗短路能力降低,因此近年來主變 的事故較多,其中威脅安全最嚴(yán)重的為繞組局部放電性故障。根據(jù)國家電力公司對 2001 年全國 110kV 及以上主變事故的調(diào)查,得知繞組 的事故占總事故臺數(shù)的 74.6%(福建省網(wǎng)為80%)。因此,提高變壓器安全運行是極其重要的。
1 變壓器故障原因分析
多種因素都可能影響到絕緣材料的預(yù)期壽 命,負(fù)責(zé)電氣設(shè)備操作的人員應(yīng)給予細(xì)致地考慮。這些因素包括:誤用、振動,過高的操作 溫度、雷電或涌流、過負(fù)荷、對控制設(shè)備的維 護(hù)不夠、清潔不良、對閑置設(shè)備的維護(hù)不夠、不恰當(dāng)?shù)臐櫥约罢`操作等。
1.1 雷擊
雷電波看來比以往的研究要少,這是因為改變了對起因的分類方法。現(xiàn)在,除非明確屬 于雷擊事故,一般的沖擊故障均被列為“線路涌流。”
1.2 線路涌流 線路涌流(或稱線路干擾)在導(dǎo)致變壓器故障的所有因素中被列為首位。這一類中包括合閘過電壓、電壓峰值、線路故障 / 閃絡(luò)以 及其他輸配(T ＆ D)方面的異常現(xiàn)象。這類起 因在變壓器故障中占有顯著比例。事實表明,必須在沖擊保護(hù)或?qū)σ延袥_擊保護(hù)充分性的驗證方面給與更多的關(guān)注。
1.3 工藝 / 制造不良 僅有很小比例的故障歸咎于工藝或制造方面的缺陷。例如出線端松動或無支撐、墊塊松動、焊接不良、鐵心絕緣不良、抗短路強(qiáng)度不 足以及油箱中留有異物。
1.4 絕緣老化
在過去的10年中在造成故障的起因中,絕緣老化列在第二位。由于絕緣老化的因素,變 壓器的平均壽命僅有17.8年,大大低于預(yù)期為35～40 年的壽命！在 1983 年,發(fā)生故障時變 壓 器的平均壽命為 20 年。
1.5 過載
這一類包括了確定是由過負(fù)荷導(dǎo)致的故障,僅指那些長期處于超過銘牌功率工作狀態(tài) 下的變壓器。過負(fù)荷經(jīng)常會發(fā)生在發(fā)電廠或 用電部門持續(xù)緩慢提升負(fù)荷的情況下。最終 造成變 壓器超負(fù)荷運行,過高的溫度導(dǎo)致了絕緣的過早老化。當(dāng)變壓器的絕緣紙板老化后, 紙強(qiáng)度降低。因此, 外部故障的沖擊力就 可能導(dǎo)致絕緣破損, 進(jìn)而發(fā)生故障。
1.6 受潮
受潮這一類別包括由洪水、管道滲漏、頂蓋滲漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及絕 緣 油中存在水分。
1.7 維護(hù)不良
保養(yǎng)不夠被列為第四位導(dǎo)致變壓器故障的因素。這一類包括未裝控制其或裝的不正確、 冷卻劑泄漏、污垢淤積以及腐蝕。
1.8 破壞及故意損壞
這一類通常確定為明顯的故意破壞行為。
1.9 連接松動 連接松動也可以包括在維護(hù)不足一類中,
但是有足夠的數(shù)據(jù)可將其獨立列出,因此與以 往的研究也有所不同。這一類包括了在電氣連接方面的制造工藝以及保養(yǎng)情況,其中的一個 問題就是不同性質(zhì)金屬之間不當(dāng)?shù)呐浜?盡管 這種現(xiàn)象近幾年來有所減少。另一個問題就是螺栓連接間的緊固不恰當(dāng)。
2 變壓器維護(hù)建議
根據(jù)以上統(tǒng)計分析結(jié)果,用戶可制訂一個 維護(hù)、檢查和試驗的計劃。這樣不但將顯著地減少變壓器故障的發(fā)生以及不可預(yù)計的電力中 斷,而且可大量節(jié)約經(jīng)費和時間。因為一旦發(fā) 生事故,不僅修理費用以及停工期的花費巨大,重繞線圈或重造一臺大型的電力變壓器更需要 6 到 12 個月的時間。因而,一個包括以下建 議的良好維護(hù)制度將有助于變壓器獲得最大的 使用壽命。
2.1 安裝及運行
確保負(fù)荷在變壓器的設(shè)計允許范圍之內(nèi)。 在油冷變壓器中需要仔細(xì)地監(jiān)視頂層油溫；變 壓器的安裝地點應(yīng)與其設(shè)計和建造的標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。若置于戶外,確定該變壓器適于戶外運行；保護(hù)變壓器不受雷擊及外部損壞危險。
2.2 對油的檢驗
變壓器油的介電強(qiáng)度隨著其中水分的增加 而急劇下降。油中萬分之一的水分就可使其 介電強(qiáng)度降低近一半。除小型配電變壓器外 所有變壓器的油樣應(yīng)經(jīng)常作擊穿試驗,以確保正確地檢測水分并通過過濾將其去除。
應(yīng)進(jìn)行油中故障氣體的分析。應(yīng)用變壓 器油中 8 種故障氣體在線監(jiān)測儀,連續(xù)測定隨 著變壓器中故障的發(fā)展而溶解于油中氣體的含量,通過對氣體類別及含量的分析則可確定故障的類型。每年都應(yīng)作油的物理性能試驗以確 定其絕緣性能,試驗包括介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度、酸 度、界面張力等等。
2.3 經(jīng)常維護(hù)
保持瓷套管及絕緣子的清潔；在油冷卻 系統(tǒng)中,檢查散熱器有無滲漏、生銹、污垢淤 積以及任何限制油自由流動的機(jī)械損傷；保證電氣連接的緊固可靠；定期檢查分接開關(guān)。并檢驗觸頭的緊固、灼傷、疤痕、轉(zhuǎn)動靈活性及 接觸的定位；每三年應(yīng)對變壓器線圈、套管以 及避雷器進(jìn)行介損的檢測；每年檢驗避雷器接地的可靠性。接地必須可靠,而引線應(yīng)盡可能短。旱季應(yīng)檢測 接地電阻, 其值不應(yīng)超過 5Ω；應(yīng)考慮將在線檢測系統(tǒng)用于最關(guān)鍵的變壓 器上。目前市場上有多種在線檢測系統(tǒng) ,供應(yīng) 商將不同的探測器與傳感器加以組裝,并將其與數(shù)據(jù)采集裝置相連,同時提供了通過調(diào)制解 調(diào)器實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊的功能。 美國 SERVERON 公司的 TrueGas 油中 8 種故障氣 體在線監(jiān) 測儀就是極好的選擇。此系統(tǒng)監(jiān)測 真實故障氣體含量, 結(jié)合“專家系統(tǒng)”診斷 將無害情況與 危險事件加以區(qū)分,保證變壓器 的安全運行。
3 結(jié)語
變壓器是電網(wǎng)中的重要設(shè)備之一。雖配 有避雷器、差動、接地等多重保護(hù),但由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電場及熱場不均等諸多因素,事故率仍然很高。惡性事故和重大損失也時有發(fā) 生。因此,總結(jié)經(jīng)驗,利用先進(jìn)在線監(jiān)測設(shè)備, 加強(qiáng)狀態(tài)維護(hù)模式,以使電力供應(yīng)更加安全可靠。
