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    日新技術

    日新技術:電力變壓器故障分析及其處理方法

    發布日期:2012/10/5 | 點擊:3325 | 上一頁 | 下一頁

    電力變壓器故障分析及其處理方法


        變壓器的故障原因、故障類型比較多,也比較復雜。日新電氣研究中心技術人員通過本文就變壓器檢修、試驗、日常維護等工作的過程中,遇到的變壓器絕緣老化、中性點過電壓、變壓器套管故障、鐵心多點接地、分接開關故障等,進行分析,并給出部分處理事例。

    一、絕緣老化故障

        變壓器在正常運行條件下,由于長期受電、熱、機械力、氧化等作用,其絕緣材料的使用年限是一定的,在接近或達到使用年限時,繞組絕緣逐漸失去原有的彈性,變得脆弱;顏色枯焦變黑。這時,已老化的絕緣若受到劇烈振動、機械損傷、短路電動力等的作用,極易損壞并發生繞組相間或匝間短路故障,造成變壓器供電中止、繞組燒損等嚴重事故。

        由于固體絕緣體材料的老化速度對溫度十分敏感,通常工作溫度超過其最高允許工作溫度的幾攝氏度或十幾攝氏度,絕緣壽命就會縮短一半左右,如耐熱等級為A極的油---屏障和油紙絕緣,它們的工作溫度超過規定值的8℃時,壽命就會縮短一半,這也就是通常所說的熱老化的8℃規則。因此,為防止絕緣老化引起事故,盡可能延長變壓器的服役壽命,提高設備投資效益,必須嚴格控制變壓器運行溫度。目前,所用的方法主要是采用具有多組控制接點的溫度計來監測變壓器的上層油溫。當出現高溫天氣、頻繁過負荷的情況時,更要加強監測,密切關注上層油溫的上升。此外,還要保證變壓器的冷卻風扇、潛油泵始終處于良好運行狀態。若有條件,還可采用紅外成像技術,對運行年限比較長或過負荷比較嚴重的主變,進行紅外診斷,隨時掌握變壓器的異?;驘峁收?,減少因絕緣老化引發的各類事故。

        目前,高壓電力變壓器的絕緣、冷卻方式絕大部分還是采用油浸式,因而絕緣油的老化也不容忽視。絕緣油在運行時可能與空氣接觸,并逐漸吸收空氣中的水分,從而降低絕緣性能;同時絕緣油也可能吸收、溶解大量空氣,由于油經常處于較高的工作溫度下,油與空氣中的氧接觸,會生成呈酸性的多種氧化物,不僅增加油的介質損耗,使油質劣化,而且會腐蝕銅、鋁、鐵和絕緣材料等。絕緣油老化嚴重,易產生故障隱患,影響變壓器的安全運行。

        事例1:某局某變電所2#主變在1995年大修中,因不慎將儲油柜油囊損壞,當時因故沒有及時進行更換,致使油枕中的油與空氣直接接觸。經過5年運行后,在進行變壓器常規預防性試驗時沒有發現異常,但通過油中溶解氣體色譜分析發現,油中CO、CO2含量不斷升高,特別是CO2增長明顯,CO2與 CO之比逐漸增大;甲烷CH4、乙烯C2H4含量也逐漸升高;油質顏色明顯變深,PH值下降到4.2左右,達到了變壓器油質運行標準的下限。經過認真分析研究,判定為變壓器油質老化所造成。后采用更換油枕和換油處理,重新投運后,變壓器油色譜分析結果和油質理化指標一直維持在正常水平。

    二、變壓器中性點過電壓引起停電故障

        在電網中,變壓器的絕緣體水平相對較低。為防止變壓器遭受雷電過電壓和操作過電壓的侵害,通常在變壓器的高、(中)低壓各側均裝設與其電壓等級相匹配的避雷器,并且避雷器的裝設位置要盡可能靠近變壓器,因為過電壓產生時所形成的沖擊波的多次折反射,仍然有可能使變壓器上出現的過電壓明顯高于避雷器的動作電壓或保護水平。

        因為變壓器各側均安裝有避雷器保護裝置,故各類過電壓的侵入一般不會對變壓器的絕緣形成直接威脅;但是,由于變壓器繞組中性點的接地方式有時要根據整個地區電網的調度需要而發生變化(主要是110KV電壓等級),如中性點由直接接地改為不接地,或與此相反。當中性點不接地時,為防止過電壓威脅中性點絕緣,也需要在中性點接入避雷器或放電間隙。即便如此,有時仍然會發生變壓器保護動作引起停電故障,嚴重的甚至造成中性點避雷器爆炸等事故。

        事例2:2003年夏天某天,某局某變電所1#主變過電壓保護動作,但零序保護卻未動作。經核查,各線路及設備無任何異常,而當時該地區正在下雷雨,雖懷疑是由雷電過電壓引起,但因零序保護未動作而不能最終確認。進一步檢查發現,變壓器110KV側中性點處裝設的放電保護間隙的實際距離為14cm,超出了11~13cm的規定范圍。實際原因是:雷電引起電網出現了間歇性電弧接地,進一步誘發了工頻過電壓,雖然變壓器中性點上也相應出現了過電壓,但由于放電間隙距離過大,再加上天氣等原因,致使間隙未能正常動作,從而使安裝在放電間隙接地端的零序電流器沒有相應的過電流產生,無法驅動零序保護動作。

        事例3:1993年4月22日11時許,某局某變電所1#主變各側斷路器突然跳閘,造成主變停電。經查,發現110KV側中性點避雷器爆炸。當時該局所在地區遭遇到罕見的沙塵暴天氣。經過分析認為,惡劣的天氣造成電網出現了接地故障,而發生接地時該變電所1#主變110KV側中性點處于不接地狀態,該中性點出現了過電壓,導致避雷器動作;由于避雷器未能及時熄弧,最終因避雷器閥片熱容量不足造成爆炸。

    三、變壓器套管故障

        變壓器套管由于密封橡膠墊質量不好,安裝位置不當或螺母壓得不緊等原因,有可能導致密封不嚴,以致水分或潮氣侵入絕緣受潮而損壞;電容式套管絕緣分層中存在的微細缺陷產生的局部放電,可能使變壓器套管的絕緣逐漸遭到破壞;由于套管表面積垢嚴重,在毛毛雨、下雪或起霧等天氣條件下,有可能發生污閃;另外,由于變壓器套管引線連接處接頭螺釘松動,接觸不良,引起局部過熱、嚴重的有可能造成引線燒斷。

        事例4:1998年,某局變電站1#主變大修,在對110KV側C相套管進行試驗時發現,套管介損超標,取套管油樣進行耐壓試驗,油耐壓不合格,經過干燥處理后,各項試驗合格。

        事例5:某局變電站1#主變在春檢時,檢修人員發現110KV側有一相套管將軍帽有發熱跡象。經檢查發現,引起絲扣已燒損,原因是將軍帽與引線連接處的銅螺母上反且沒有擰緊。

     

     

     

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