變壓器異常運行和常見故障現象原因分析
發布時間:2019-07-13 17:18:21來源:
變壓器作為一種能量轉換器,廣泛應用于國民經濟各部門、各領域。在電力系統中由于使用了變壓器,使得發電機、傳輸電力的電網以及用電設備都有可能選擇比較合適的工作電壓,安全而經濟地運行。在電力系統中變壓器占著極其重要的地位,據統計,電力系統中變壓器的安裝總容量約為發電機安裝容量的6~8倍,因此,變壓器發生故障所造成的損失是非常嚴重的。所以一方面要加強對變壓器的巡視和檢查維護工作,另一方面要根據設備存在的缺陷、氣候的變化、運行方式的改變等,作好事故預想。一旦故障發生時,應能根據故障現象,正確判斷故障的范圍、性質及原因,迅速而準確地處理故障,防止事故的擴大。
1聲音異常變壓器在正常運行時發出均勻的有節律的“嗡嗡”聲,如果出現其他不正常聲音,均為聲音異常,產生的主要原因有以下幾方面:當有大容量的動力設備啟動時,負荷突然增大,變壓器聲音也會變大,如變壓器帶有電弧爐、可控硅整流器等負荷時,負荷變化大,又因諧波作用,變壓器內瞬間發出“哇哇”聲或“咯咯”間歇聲,監視測量儀表指針發生擺動。
過負荷,在夏季或農忙用電高峰時,配變會因為過負荷發出很高的沉重的“嗡嗡”聲。
個別零件松動+如鐵芯的松動)或有遺漏零件在鐵芯上時,變壓器會發出強烈而不均勻的“噪音”,或有“錘擊”和“吹風”之聲。
變壓器內部接觸不良或局部放電,會發出放電的“吱吱”或“噼啪”聲,且此聲音隨離故障部位遠近而變化;如果是繞組短路,將有“噼啪”聲,嚴重時會有巨大的轟鳴聲,隨后可能起火。
系統短路或接地時,通過的短路電流很大,使變壓器的噪聲也很大。當線路在導線連接處或T接處發生斷線,刮風時容易造成時接時斷的接觸而發生弧光或火花,這時變壓器就會發出象青蛙“唧哇唧哇”的叫聲;當低壓線路發生接地或短路事故時,變壓器就發出“轟轟”的響聲;當變壓器繞組高壓引出線相互間或它們對外殼閃絡放電時,有爆裂聲音。
變壓器的跌落式熔斷器或分接開關接觸不良時,有“吱吱”的放電聲。
變壓器高壓套管臟污,表面釉質脫落或有裂紋存在,可聽到“嘶嘶”聲。
變壓器鐵芯接地斷線,會產生劈裂聲。
變壓器的某些部件因鐵芯振動而造成機械接觸時,會產生連續的、有規律的撞擊或摩擦聲。
電網發生過電壓,例如中性點不接地系統,發生單相接地或電磁共振時,變壓器聲音比平常尖銳。
2油溫異常正常負荷及正常冷卻情況下,變壓器的油溫不斷升高,其主要原因有:由于渦流或夾緊鐵芯用的穿芯螺栓絕緣損壞,使變壓器油溫升高,渦流使鐵芯長期過熱而引起硅鋼片間的絕緣破壞,這時鐵損增大,油溫升高。
而穿芯螺栓絕緣破壞后,使穿芯螺栓與硅鋼片短接,這時有很大的電流通過穿芯螺栓,使螺栓發熱,也使變壓器的油溫升高。
繞組局部層間或匝間短路,內部接點有故障,接觸電阻加大,二次線路上有大電阻短路等,均會使油溫升高。
過負載、環境溫度過高,冷卻風扇和輸油泵故障,散熱器閥門忘記打開,滲漏油引起油量不足等原因都會造成變壓器溫度不正常。
3油色、油位異常變壓器內部故障及各部件過熱將引起一系列的氣味、顏色的變化瓷套管端子的緊固部分松動,表面接觸面過熱氧化,會引起變色和異常氣味。
變壓器漏磁的斷磁能力不好及磁場分布不均,引起渦流,會使油箱局部過熱引起油漆變色。
瓷套管污損產生電暈、閃絡會發出奇嗅味,冷卻風扇、油泵燒毀會發出燒焦氣味。
吸潮過度、墊圈損壞、進入油室的水量太多等原因會造成吸濕計變色。
發現油內含有炭粒和水分,油的酸價增高,閃點降低,隨之絕緣強度降低,易引起繞組與外殼的擊穿。
在夏季重負荷運行時,油位就會升高,若超過比較高溫度標線刻度,就應適當放油%當變壓器滲漏嚴重,就會使油位下降,若降到比較低標線以下,應加油補充。
4體表異常變壓器故障時都伴隨著體表的變化,主要有:呼吸口不靈或內部故障可引起防爆膜龜裂、破損。
大氣過電壓,內部過電壓等會引起瓷件、瓷套管表面龜裂,并有放電痕跡。
5滲漏油變壓器運行中滲漏油的現象比較普遍,主要原因有:油箱與零部件聯接處的密封不良,焊件或鑄件存在缺陷,運行中額外荷重或受到震動等。
內部故障使油溫升高,引起油的體積膨脹,發生漏油或噴油。
6高低壓套管故障高低壓套管發生嚴重損傷并有放電現象,其主要原因是:套管密封不嚴,因進水使絕緣受潮而損壞。
套管的電容芯子制造不良,內部游離放電。
套管積垢嚴重,表面釉質脫落,或套管上有大的碎片和裂紋,均會造成套管閃絡和爆炸事故。
7三相電壓不平衡三相負載不平衡,引起中性點位移,使三相電壓不平衡。
系統發生鐵磁諧振,會使三相電壓不平衡。
繞組局部發生匝間或層間短路,也會造成三相電壓不平衡。
8分接開關故障分接開關故障主要有:接觸不良、觸頭燒壞、觸頭間短路、觸頭對地放電,油箱上有“吱吱”的放電聲,電流表隨響聲發生擺動,瓦斯保護可能發出信號,發生這類故障的主要原因有:分接開關觸頭彈簧壓力不足,觸頭滾輪壓力不勻,使有效接觸面面積減少,以及因鍍銀層的機械強度不夠而使觸頭磨損嚴重,引起分接開關燒毀。
分接開關接觸不良,經受不住短路電流沖擊而發生故障。
操作不當,倒分接開關時,由于分接頭位置切換錯誤,引起開關燒壞。
相間絕緣距離不夠,或絕緣材料性能降低,在過電壓作用下短路。
油溫過高,分接開關長期浸在高于常溫的油中,使分接開關觸頭出現炭膜及油垢,觸頭發熱,損壞觸頭。
9引線部分故障引線部分故障常有引線燒斷、接線柱打火等現象發生。主要原因有;引線與接線柱松動,導致接觸不良、發熱;軟銅片焊接不良,引線之間焊接不牢,造成過熱或開焊,如不及時處理,將造成變壓器不能運行或三相電壓不平衡而燒壞用電設備。
10線圈故障線圈故障常表現為:繞組局部發生匝間或層間短路,造成三相電壓不平衡,線圈對地放電等。其原因主要有;變壓器進水受潮、油質劣化,絕緣能力下降。
材料質量、制造、檢修工藝不良都有可能造成線圈故障。
11冷卻裝置故障冷卻裝置主要有機械故障,如電機損壞,風扇件,經幾天的詳細觀察,發現外線自動掉線的現象雖然有所好轉,但仍時有發生。
分析認為中繼線電壓不穩定可能引起掉線,經實際測試中繼線電壓,中繼線電壓在空載狀態為48V,摘機應答后電壓為15V,各種電壓指標正常。
排除了中繼線電壓不穩定的因素。
-4.從掉線持續的時間分析,每次掉線的時間大約為1min.分析認為主叫方因接收不到當地郵電局的極性反轉信號,無法記費而自動拆線,停止通話,進而發生掉線故障。
是否因為摘機應答太快而導致掉線。經過仔細分析程控交換機工程文件得知:如果交換機應答速度太快,容易引起叫方檢測到的極性反轉A1信號脈沖波形發生輕微畸變-主要是脈沖的寬度和高度變化*,從而判斷為沒有檢測極性反轉信號,經過延3(各電信局設定的時間略有不同)自動釋放而拆線。
由于市內電話只經過一次交換直接進入交換機,主叫尚能完整接收到輕微畸變的波形,檢測到A1信號,啟動計費信息,開始計費,可以正常進行通話,所以市話未發生掉線的情況。
但極性反轉A1信號脈沖波形畸變程度隨傳輸距離的增加而增加,長途電話(主要是省外長途)須經過多個電信局的交換,傳輸距離遠而導致脈沖波形畸變嚴重,畸變的A1信號到達主叫方,已無法啟動計費信息,主叫方認定被叫不應答,延時30 390s釋放而拆線。
找到了產生故障的原因,解決就相對容易了,我們設定交換機中繼板在接收長途信號后不立即應答,而延時一段時間(約為1s)再應答,送出一個二次拔號音的語音提示。這樣經一段時間的緩沖,使主叫方檢測到一個完整、標準的脈沖波形(脈沖的高度和寬度正常、標準),正確啟動主叫的計費系統,從而達到正常交換通話的目的。
(上接第75頁)葉片變形等;電源故障,發生內部導線短路,熔絲熔斷等!控制回路故障,如直流電源消失,接觸器無法吸合等。具體情況依設計而定,如值班員可自行恢復的,要盡快處理,否則應記錄時間并注意溫度變化,使對變壓器的損害降到比較低。
12繼電保護動作繼電保護動作,說明變壓器內部有故障。瓦斯保護是變壓器的主要保護,它能監視變壓器內部發生的部分故障,常常是先輕瓦斯動作發出信號,然后重瓦斯動作去掉閘。輕瓦斯動作的主要原因:①因濾油、加油和冷卻系統不嚴密,致使空氣進入主變壓器;②溫度下降和漏油致使油位緩慢降低;③變壓器內部故障,產生少量氣體;④變壓器內部短路;⑤保護裝置二次回路故障。
當外部檢查未發現變壓器有異常現象時,應查明瓦斯繼電器中氣體的性質如積聚在瓦斯繼電器內的氣體不可燃,而且是無色無嗅的,而混合氣體中主要是惰性氣體,氧氣含量大于6!,油的閃點不降低,說明是空氣進入繼電器,此時變壓器可以繼續運行。
如氣體是可燃的,則說明變壓器內部有故障,應根據瓦斯繼電器內積聚的氣體性質來鑒定故障性質,如氣體為黃色不易燃的,且一氧化碳含量大于1%~2%,為木質絕緣損壞;灰色和黑色易燃的,且氫氣含量在30 %以下,有焦油味,閃點降低,則說明油因過濾而分解或油內曾發生過閃絡故障!淺灰色帶強烈臭味且可燃的,是紙或紙板絕緣損壞。
如上述分析對變壓器內的潛伏性故障還不能作出正確判斷,則可采用氣相色譜法作為適當判斷。當變壓器的差動保護和瓦斯保護同時動作,在未查明原因和消除故障前不準合閘。
13結束語以上所述僅能作為對變壓器故障現場直觀的判斷,因為變壓器的故障不僅僅是某一方面的直觀反映,它涉及諸多因素,有時甚至會出現假象。因此,只有進行詳細測量和綜合分析,才能準確可靠地找出故障原因,判明事故性質,提出較完備的合理的處理辦法,使故障盡快得到消除。總之,運行中的變壓器由于受到電磁振動機械磨損、化學作用、大氣腐蝕、電腐蝕及維護、運行管理不當,均會出現各種異常運行現象及較嚴重的故障現象,因此,只有加強對變壓器各方面的運行管理,才能使變壓器達到健康運行水平。
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