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試論電力變壓器故障原因及處理方法工學論文
摘要：針對電力變壓器在運行中產(chǎn)生的故障的原因以及排除的方法等做出了簡要的分析，筆者認為正確的、合理的故障排除法對于變壓器設備能夠正常運行起到促進作用。一般來說，變壓器產(chǎn)生故障主要是由于其內部的組成、電路等方面出現(xiàn)了電力損耗而造成的，而外在的人為因素或者是其他方面也有可能造成其故障的產(chǎn)生。所以，排除電力變壓器故障時，要抓住其原因所在而對癥下藥，從而提高其排除效果。
關鍵詞：電力變壓器；故障；原因；處理方法
電力變壓器作為一種能量的轉化的設備，它在電壓的轉變以及電流的運輸過程中有著不可取代的地位，在電力系統(tǒng)中有著最核心的地位。如果電力變壓器發(fā)生故障，會導致電力的供應發(fā)生中斷，甚至會引發(fā)火災等一系列安全事故，將會對社會生活以及經(jīng)濟的發(fā)展造成重大的損失。所以，加強電力變壓器的故障分析，成為一種必要，它能為電力系統(tǒng)提供一個安全的、穩(wěn)定的、高效的運作環(huán)境，確保生產(chǎn)的井然有序。
一、常見故障的分析處理
1.變壓器油質變壞
變壓器中的油，由于長時間使用而沒有更換，其中漏進了雨水和浸入了一些潮氣，再加上其中的油溫經(jīng)常過熱，這就容易造成油質的變壞。而油質變壞則導致變壓器的絕緣性能受到了很大的影響，這種情況就非常容易引起變壓器的故障產(chǎn)生。如果是新近投運的變壓器，它的油色會呈淺黃色，在使用一段時間以后，油色將會變成淺紅色。而如果發(fā)現(xiàn)油色開始變黑，這種情況下為了防止外殼與繞組之間或線圈繞組間發(fā)生電流擊穿，就要立刻進行取樣化驗。經(jīng)化驗后，若油質合格則繼續(xù)使用，若不合格就對絕緣油進行過濾和再生處理，讓油質達到合格要求和再進行使用。
2.內部聲音異常
變壓器如果運行正常，其中產(chǎn)生的電磁交流聲的頻率會相當穩(wěn)定，而如果變壓器的運行出現(xiàn)問題，在變壓器中就會偶爾產(chǎn)生不規(guī)律的聲音，表現(xiàn)出異�，F(xiàn)象。這種情況產(chǎn)生的幾種主要原因是：變壓器進行過載運行，這種情況變壓器內部就會有沉重的聲音產(chǎn)生；變壓器中的零件產(chǎn)生松動時，在變壓器運行時就會產(chǎn)生強烈而不均勻的噪聲；變壓器的鐵芯最外層硅鋼片未夾緊，在變壓器運行時就會產(chǎn)生震動，同樣會產(chǎn)生噪音；變壓器頂蓋的螺絲產(chǎn)生松動，變壓器在運行時也發(fā)出異響；變壓器的內部電壓如果太高時，鐵芯接地線會出現(xiàn)斷路或外殼閃絡，外殼和鐵芯感應出高電壓，變壓器內部同樣會發(fā)出噪音；變壓器內部產(chǎn)生接觸不良和擊穿，會因為放電而發(fā)出異響；變壓器中出現(xiàn)短路和接地時，繞組中出現(xiàn)較大的短路電流，會發(fā)出異常的聲音；變壓器產(chǎn)生諧波和連接了大容量的用電設備時，由于產(chǎn)生的啟動電流較大，以后造成異響。
3.自動跳閘故障
在變壓器的運行過程中，突然出現(xiàn)自動跳閘時，要進行外部檢查，查明跳閘原因。如果在檢查后確定是因為操作人員的操作不當或者是因為外部故障造成的，就可越過內部檢查環(huán)節(jié)，進行直接投入送電。如果是發(fā)生了差動保護動作，就要對保護范圍中的設備進行全面、徹底檢查。在其中要注意變壓器中有不少可燃性的物質，而內部故障有可能造成火災，如果沒有得到及時的處理，甚至有可能造成爆炸�？赡軐е伦儔浩髦鸬囊蛩赜邢旅鎺追N：內部故障導致變壓器散熱器和外殼破裂，有油燃燒著從變壓器中溢出；在油枕的壓力下，變壓器中的油流出然后在變壓器頂蓋上燃燒；變壓器套管的破損和閃絡等。這些事故發(fā)生時，變壓器就會自發(fā)產(chǎn)生保護動作，斷路器就會自動斷開。若斷路器因某些原因而沒有自動斷開，就要通過手動來完成，立刻停止冷氣設備并關上電源，進行撲救火情。變壓器的滅火要使用泡沫滅火器，在火勢緊急時還可以使用砂子滅火。
4.油位過高或過低
變壓器正常運行時，油位應保持在油位計的1/3到1/4之間。假如變壓器的油位過低，油位低于變壓器上蓋，則可能導致瓦斯保護及誤動作，在情況嚴重的時候，甚至有可能使變壓器引線或線圈從油中露出，造成絕緣擊穿。若是油位過高，則容易產(chǎn)生溢油。長期漏油、溫度過低、滲油檢修變壓器放油之后沒有進行及時補油等就是產(chǎn)生油位過低的主要原因。影響變壓器油位變化的因素有很多種，如冷卻裝置運行狀況的變化、殼體滲油、負荷的變化以及周圍環(huán)境的變化等。如除漏油外，油溫上升或下降就直接決定著油位上升或下降還有變壓器油的體積。所以，在裝油時，一定要根據(jù)當?shù)貧鉁剡x擇合適的注油高度。而變壓器油溫則受負荷同環(huán)境因素的變化的影響，假如油溫出現(xiàn)變化，但起油標中油位卻沒有跟著出現(xiàn)變化，那么油位就是一個假象，造成這種狀況的原因可能是油標管堵塞、呼吸管堵塞、防爆管通氣孔堵塞等。這就要求值班人員要經(jīng)常對變壓器的油位計的指示狀況做出檢查，如果出現(xiàn)油位過低，就要查明其原因并實施相應措施，而如果出現(xiàn)油位過高，就適當?shù)胤庞�，讓變壓器能夠安全穩(wěn)定地運行。
5.瓦斯保護故障
瓦斯保護是變壓器內部故障的主要保護元件，其中輕瓦斯作用于信號，而重瓦斯則作用于跳閘。瓦斯保護的動作靈敏可靠，因此能有效監(jiān)視變壓器內部大部分故障。一般來講，引起瓦斯保護動作有下面幾種原因：
�。�1）在變壓器進行加油或濾油時，帶入變壓器內部的空氣沒有及時排出，導致油溫在變壓器運行時升高，并逐漸排出內部空氣，從而引發(fā)瓦斯保護動作。
（2）變壓器發(fā)生了穿越性短路或內部故障產(chǎn)生氣體，都會讓瓦斯保護動作出現(xiàn)。當出現(xiàn)瓦斯保護信號動作時，如果檢查中并沒有發(fā)現(xiàn)任何異常狀況，就要立刻收集瓦斯繼電器中產(chǎn)生的氣體，并經(jīng)過分析試驗。假如無色無味且氣體不燃燒，則可認為是因為空氣侵入了變壓器內部，如果是這種情況，那么變壓器就是正常的，只要將瓦斯繼電器中浸入的氣體放出就行，同時注意觀察信號動作時間之間的間隔是否在一直變長，并在不久后消失。如果是可燃性氣體，則可表明變壓器是發(fā)生了內部故障，這時就要立刻關閉變壓器的電源，并進行電氣測試，找出產(chǎn)生事故的原因，如果不能自己修理就送去檢修。
（3）變壓器內部有嚴重故障發(fā)生而發(fā)生瓦斯保護動作。
�。�4）變壓器保護裝置中的二次回路發(fā)生了故障而引發(fā)瓦斯保護動作。
�。�5）新近安裝投入使用或者大修后運行的變壓器，有可能會因為變壓器油中的空氣產(chǎn)生過快分離而形成保護動作以及跳閘。
�。�6）變壓器內部的油位下降速度過快而引起瓦斯的保護動作。在變壓器發(fā)生瓦斯保護動作或者跳閘后，工作人員應立即停止變壓器的運行，并對變壓器做出外部檢查。檢查變壓器中油位是否正常、防爆門是否完整、絕緣油是否有噴濺現(xiàn)象、外殼是否鼓起等。然后還要對變壓器內部的氣體進行收集并做出分析，然后進行變壓器內部故障性質鑒定，在檢修完成和經(jīng)測驗合格后，才能再次投入使用。
6.變壓器油溫突增
變壓器油溫突增，其引起的主要原因是：內部緊固螺絲接頭松動、冷卻裝置運行不正常、變壓器過負荷運行以及內部短路閃絡放電等。在正常的情況下，變壓器上層油溫必須要在85℃以下，如果沒有在變壓器的本身配置溫度計，則可用水銀溫度計在變壓器的外殼上測量溫度，正常溫度要保持在80℃以下。如果油溫過高，要對變壓器是否過負荷以及冷卻裝置的運行狀況進行檢查。若變壓器在進行超負荷運行，要立刻對變壓器的負荷進行減輕，如果變壓器的負荷減輕后，溫度依然如此，就要立刻停止變壓器運行，對其故障原因進行查找。
7.繞組故障
繞組故障中主要包括相間短路、繞組接地、頭開焊、接斷線、匝間短路等。引發(fā)這些故障的主要原因主要有以下幾種：
（1）變壓器在制造和后期進行檢修時，造成了絕緣局部損壞，留下了后遺癥。
（2）變壓器在運行中因散熱不良或長期過載，溫度長期過高，使絕緣產(chǎn)生老化。
�。�3）變壓器的制造工藝不良，壓制不緊，機械強度無法承受短路沖擊，讓繞組變形，絕緣損壞。
�。�4）變壓器的繞組受潮，導致絕緣膨脹堵塞油道，致使局部過熱。
�。�5）變壓器中的絕緣油與空氣接觸面積太大，或混入水分出現(xiàn)劣化，造成油的酸價變高，絕緣能力下降或者油面過低，讓繞組暴露到空氣里，而沒得到及時的處理。這些都可能造成絕緣擊穿，從而形成短路或繞組接地故障。如果出現(xiàn)匝間短路，各相直流電阻出現(xiàn)不平衡，電源側電流輕微增大，油溫增高，變壓器過熱，甚至在油中不停地產(chǎn)生冒泡聲。輕微的匝間短路，可引起瓦斯保護動作，而匝間短路嚴重則可造成差動保護動作或者電源側的過流保護。而匝間短路常常會引起更嚴重的單相接地或相間短路等故障，因此如果發(fā)生匝間短路要盡快處理。
二、電力變壓器日常維護
在變壓器的日常維護工作中，要做到實時監(jiān)視變壓器的運行狀況，特別是在過負荷運行時，更是要縮短監(jiān)控的周期。定期巡視變壓器的電壓、電流、上層油溫等，并經(jīng)常對變壓器的外部進行檢查。日常維護的具體工作有：對套管、磁裙的清潔程度進行檢查并及時做好清理工作，以保證磁套管與絕緣子的清潔，避免閃絡事故的發(fā)生；冷卻裝置運行時，要確認冷卻器進油管和出油管的蝶閥，保證入口干凈無雜物，散熱器通暢進風；風扇在運行中運轉是否正常，有無明顯振動及異音，潛油泵的轉向是否正確，冷卻器有無滲漏油現(xiàn)象，有無異常聲音及振動，分路電源自動開關閉合是否良好。此外，定期檢查分接開關，包括接觸的定位、轉動靈活性、緊固等。還要定期測試變壓器的線圈、避雷器、套管，避雷器接地必須可靠，引線要盡可能短，接地電阻要小于5Ω。同時要定期試驗相關的消防設施。
在實際現(xiàn)場操作中，我們通過變壓器的溫度、聲音、外觀、油位以及其他現(xiàn)象對電力變壓器故障進行的判定，只能作為變壓器故障的初步判定。因為，變壓器的內部故障不是一種單一的直觀反映，其中涉及諸多因素，甚至有時還會出現(xiàn)假象。因此在判斷故障時，必須結合電氣試驗、油質分析以及設備檢修、運行等情況進行綜合分析，對故障的原因、部位、部件或絕緣的損壞程度等做出準確判定，才能制定出合理的處理方案。
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