变压器故障问题分析及其解决方法

杨 敏

摘要:运行中的配电变压器,绝大部分安装在室外,所以它经常受着各种变化着的气候条件的影响。另外,变压器所带的负荷经常变化,容易将变压器烧毁。因此,变压器需要定期进行巡视,应从变压器运行时的声音、气味,颜色异常、油位、油温进行着手分析,尽量发现各种缺陷。文章对变压器常见故障进行分析,在放电故障、绝缘故障、变压器故障综合处理等方面提出解决方法。

关键词:变压器故障;短路故障;绝缘故障;故障处理

中图分类号:TM772文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)22-0188-02

变压器是电力系统中的一个关键设备,它的良好运行对电网安全具有重要的意义。据国外近几年的统计,涌流、外部短路和绝缘损耗是变压器损坏的两种主要因素。其中涌流/外部短路发生时,主要靠继电保护装置去保护变压器,而绝缘损耗目前主要是靠变压器定期检修和及时监测来发现。目前变压器运行可靠性在不断提高。但变压器事故和故障还是不断发生。所以对变压器进行故障分析和及时诊断就显得尤为重要。

一、变压器故障类型

(一)短路故障

变压器短路故障主要指变压器出口短路,以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。

变压器正常运行中由于受出口短路故障的影响,遭受损坏的情况较为严重。这类故障的案例很多,特别是变压器低压出口短路时形成的故障一般要更换绕组,严重时可能要更换全部绕组,从而造成十分严重的后果和损失,因此,应引起足够的重视。

(二)放电故障

根据放电的能量密度的大小,变压器的放电故障常分为局部放电、火花放电和高能量放电三种类型。

放电对绝缘有两种破坏作用:一种是由于放电质点直接轰击绝缘,使局部绝缘受到破坏并逐步扩大,使绝缘击穿;另一种是放电产生的热、臭氧、氧化氮等活性气体的化学作用,使局部绝缘受到腐蚀,介质损耗增大,最后导致热击穿。

(三)绝缘故障

目前应用最广泛的电力变压器是油浸变压器和干式树脂变压器两种,电力变压器的绝缘即是变压器绝缘材料组成的绝缘系统,它是变压器正常工作和运行的基本条件,变压器的使用寿命是由绝缘材料(即油纸或树脂等)的寿命所决定的。实践证明,大多变压器的损坏和故障都是因绝缘系统的损坏而造成。因此,保护变压器的正常运行和加强对绝缘系统的合理维护,很大程度上可以保证变压器具有相对较长的使用寿命,而预防性和预知性维护是提高变压器使用寿命和提高供电可靠性的关键。

二、变压器故障综合处理

根据变压器运行现场的实际状态,在发生以下情况变化时,需对变压器进行故障诊断:正常停电状态下进行的交接、检修验收或预防性试验中一项或几项指标超过标准;运行中出现异常而被迫停电进行检修和试验;运行中出现其他异常(如出口短路)或发生事故造成停电,但尚未解体(吊心或吊罩)。

(一)综合分析判断的基本原则

1.与设备结构联系。熟悉和掌握变压器的内部结构和状态是变压器故障诊断的关键,如变压器内部的绝缘配合、引线走向、绝缘状况、油质情况等。又如变压器的冷却方式是风冷还是强迫油循环冷却方式等,再如变压器运行的历史、检修记录等,这些内容都是诊断故障时重要的参考依据。

2.与外部条件相结合。诊断变压器故障的同时,一定要了解变压器外部条件是否构成影响,如是否发生过出口短路;电网中的谐波或过电压情况是否构成影响;负荷率如何;负荷变动幅度如何,等等。

3.与规程标准相对照。与规程规定的标准进行对照,假如发生超标情况必须查明原因,找出超标的根源,并进行认真的处理和解决。

4.与同类设备相比较(横向比较)。同一容量或相同运行状态的变压器是否有异常,是外因的影响还是内在的变化。一台变压器发现异常,而同一地点的另一台相这样结合分析有利于准确判断故障现象。

5.与自身不同部位相比较(纵向比较)。对变压器本身的不同部位进行检查比较。如变压器油箱箱体温度分布是否变化均匀,局部温度是否有突变。又如用红外成像仪检查变压器套管或油枕温度,以确定是否存在缺油故障等。再如测绕组绝缘电阻时,分析高对中、低、地,中对高、低、地与低对高、中、地是否存在明显差异,测绕组电阻、测套管C及介质损耗因数tg?兹时,三相间有无异常不同,这些也有利于对故障部位的准确判断。

(二)有无异常的判断

从变压器故障诊断的一般步骤可见,根据色谱分析的数据着手诊断变压器故障时,首先是要判定设备是否存在异常情况,常用的方法有:

1.将分析结果的几项主要指标与规程中的注意值作比较。如果有一项或几项主要指标超过注意值时,说明设备存在异常情况,要引起注意。但规程推荐的注意值是指导性的,它不是划分设备是否异常的唯一判据,不应当作强制性标准执行;而应进行跟踪分析,加强监视,注意观察其产生速率的变化。在判断设备是否存在故障时,不能只根据一次结果来判定,而应经过多次分析以后,将分析结果的绝对值与导则的注意值作比较,将产气速率与产气速率的参考值作比较,当两者都超过时,才判定为故障。

2.了解设备的结构、安装、运行及检修等情况,彻底了解气体真实来源,以免造成误判断。另外,为了减少可能引起的误判断,新设备及大修后在投运前,应作一次分析;在投运后的一段时间后,应作多次分析。因为故障设备检修后,绝缘材料残油中往往残存着故障气体,这些气体在设备重新投运的初期,还会逐步溶于油中,因此在追踪分析的初期,常发现油中气体有明显增长的趋势,只有通过多次检测,才能确定检修后投运的设备是否消除了故障。

(三)综合分析诊断的要求

1.将试验结果的几项主要指标(总烃、乙炔、氢)与规程列出的 注意值作比较。

2.对CO和Cq变化要进行具体分析比较。

3.油中溶解气体含量超过规程所列任一项数值时应引起注意,但注意值不是认定设备是否正常的唯一判断依据,必须同时注意产气速率,当产气速率也达到注意值时,应作综合分析并查明原因。有的新投入运行的或重新注油的设备,短期内各种气体含量迅速增加,但尚未超过给定的数值,也可判断为内部异常状况;有的设备因某种原因使气体含量基值较高,超过给定的注意值,但增长率低于前述产气速率的注意值,仍可认为是正常设备。

4.当认为设备内部存在故障时,可用三比值法对故障类型做出分析。

5.在气体继电器内出现气体情况下,应将继电器内气样的分析结果,按前述方法与油中取出气体的分析结果作比较。

6.根据上述结果与其他检查性试验相结合,测量绕组直流电阻、空载特性试验、绝缘试验、局部放电试验和测量微量水分等,并结合该设备的结构、运行、检修等情况,综合分析判断故障的性质及部位,并根据故障特征,可相应采取红外检测、超声波检测和其它带电检测等技术手段加以综合诊断。并针对具体情况采取不同的措施,如缩短试验周期、加强监视、限制负荷、近期安排内部检查、立即停电检查等。

三、结语

在使用变压器的过程中,一定要定期检查三相电压是否平衡,如严重失衡,应及时采取措施进行调整。同时,应经常检查变压器的油位、温度、油色正常,有无渗漏,呼吸器内的干燥剂颜色有无变化,如已失效要及时更换,发现缺陷及时消除。定期清理配电变压器上的污垢,必要时采取防污措施,安装套管防污帽,检查套管有无闪络放电,接地是否良好,有无断线、脱焊、断裂现象,定期摇测接地电阻。

参考文献

[1]刘静.变压器的故障分析及处理[J].西北职教,2008,(12).

[2]毛润年,杨勇.变压器的运行维护和事故处理[J].恩施职业技术学院学报,2006,(4).

[3]张学勇.一起典型变压器故障的分析与处理[J].南钢科技与管理,2008,(4).

[4]郭芳.变压器常见故障综合判断方法[J].西北职教,2008,(5).

[5]杨天军.变压器故障原因分析[J].黑龙江科技信息,2009,(14).

[6]张跃辉,吕昌红.电力变压器常见故障及诊断技术[J].中国新技术新产品,2009,(11).