浅析配电变压器损坏原因及防护措施

谢细华

摘要:文章分析了变压器损坏原因,提出了切实可行的防护措施,为电力正常运行保驾护航。

关键词:变压器 损坏 原因 措施

变压器是输配电系统中极其重要的电器设备,与其它电器设备相比其故障率极低,可一旦发生故障,将给工农业生产带来严重损失。为使电气运行与检修人员能够做好经常性的检查维护工作,消除设备缺陷,保证变压器安全运行,笔者根据多年来变压器的运行、检修分析了发生故障的主要原因及防护措施。

一、变压器损坏原因分析

经验证明,配电变压器内损坏,大都是绝缘结构、绝缘介质(电缆纸、变压器油等)在很多因素(如温度、电气、化学和机械等)作用下而遭到损坏。具体有如下几种原因。

1、绝缘老化:变压器正常运行情况下,其绝缘材料使用期限是一定的,但诸多原因使得变压器过负载运行,在到达或接近使用年限时,绝缘枯焦、变黑,失去原有弹性,变得脆弱,这种情况下已老化的绝缘受到振动、摩擦极易损坏,将在绕组相间或匝间发生短路造成变压器严重故障。

2、绝缘油劣化:绝缘油在运行时可能与空气接触,逐渐吸收空气中水份,降低绝缘性能。同时绝缘油也可能吸收、溶解大量空气,由于油经常在较高温度下运行,油与空气中氧接触,生成各种氧化物,这些呈酸性的氧化物易使铜、铝、铁、绝缘材料受到腐蚀,增加油介质损耗,使油质劣化,造成变压器内闪络,发生击穿事故。

3、过电压引起故障:变压器运行受到雷击时,雷电电位很高,造成变压器外部过电压。当电力系统某些参数发生变化时,由于电磁振荡将引起变压器内部过电压。这两类过电压所引起变压器损坏大多是绕组主绝缘击穿。

4、套管损坏:密封橡胶垫质量不好,按装位置不当,螺母压得不紧等原因,导致套管密封不严,以致进水或潮气侵入使绝缘受潮而损坏。另外由于套管表面积垢严重,发生闪络;电容式套管绝缘分层间隙存在内部形成游离放电,使变套管绝缘受到严重损坏。

5、引线绝缘故障:由于引线连接处焊接不牢,接头螺丝松动,接触不良,引起局部过热,造成引线烧断。在电器安装中由于引线对油箱距离太近,或引线相间距离太小,遇有大风或外界发生短路时,引线受外力或电动力作用下,将发生摆动,造成相间短路。如果变压器存在渗漏现象,使变压器严重缺油,造成引出线部分暴露在空气中。绝缘水平降低,发生内部闪络、击穿故障。另外如果变压器出口处发生多次短路,将使绕组受力变形造成匝间绝缘损坏而发生短路故障。

6、磁路故障:当穿心螺丝外面所包扎或套的绝缘太薄,夹板与铁芯间绝缘损坏时,穿心螺丝及夹板可能碰接铁芯,发生短路,产生大量短路电流,造成局部过热,引起绝缘严重损坏或着火。硅钢片表面绝缘漆由于运行年久,绝缘老化或绝缘破损,将使涡流增大,造成铁芯过热,绕组温升增加,加速绝缘老化过程,造成变压器内部闪络击穿。此外铁芯未接地或接地不良,可使铁芯等金属部件因感应而具有一定电位,如果感应电位差超过其间放电电压时,将发生放电现象,由于放电而使绝缘油变质,降低其绝缘性能,造成变压器内部故障。

7、分接开关压接不良:一开关质量差,结构不合理,弹簧压力不够,动静触头不完全接触,错位动静触头间绝缘距离变小,在两抽头间发生放电或短路,很快烧毁变压器抽头线圈或整个绕组;二对无载调压原理不清楚,调压后导致动静触头部分接触或由于变压器分接开关接点长期运行,静触头有污垢造成接触不良而放电打火使变压器烧毁。

二、变压器预防保护措施

1、搞好变压器现场试验,特别要开展感应耐压试验,及早发现匝间,层间局部放电缺陷。

2、装设速断、过电流保护,有选择性地切除故障线路:配变短路保护和过载保护由装设于配变高压侧的熔断器和低压侧的漏电总保护器来实现。为有效地保护配变,须正确选择熔断器的熔体及低压过电流保护定值。高压侧熔丝选择,应能保证在变压器内部或外部套管处发生短路时被熔断。

3、装设避雷器保护,防雷击过电压:采用装设无间隙金属氧化物避雷器作为过电压保护,以防止由高低压线路侵入高压雷电波所引起变压器内部绝缘击穿。采用避雷器保护配变时,一要采购合格产品,安装投运前经严格试验达到运行要求;二对运行设备定期进行预防性试验,对于泄漏电流值超过标准值的不合格产品及时更换;三定期进行接地电阻检测,对100KVA及以上配电变压器要求接地电阻在4Ω以内,对100KVA以下配电变压器,要求接地电阻在10Ω以内。

4、加强巡视检查

室外配电变压器经常受变化的气候条件(如温度、雷雨、雪雾、污染等)影响,另外还受常变的负荷影响作用,甚至受到外力破坏。为掌握其运行状况,及时发现缺陷,必须定期巡视,最好一月一次。巡视内容主要有:

(1)声音:发出声音较正常嗡嗡声大,沉重而无杂音,是过负荷,过电过电流穿越短路引起的;发出放电劈裂声可能是缺芯接地线断裂;发出间断性放电吱吱声可能是铁芯接地接触不好;发出连续或间歇撞击声和清脆唰唰声可能是变压器外壳与其它外物接触(程度不同)时,因铁芯振动而引起外物振动所致。发出叮当声可能是铁芯夹件松动,在电磁力作用下,各部件互相撞击所致;发出咕噜开锅声可能是匝间短路、发热,使变压器油局部沸腾。信息来自:www.tede.cn

(2)油位:当气温和变压器温度发生变化时,油位随之升降,当渗漏油,取抽样时都会使油位下降。因油主要作用是绝缘和冷却,油面过低将会失去绝缘,易引起放电,使线圈受潮。另外也影响散热,应注意补油。

(3)湿度:当变压器过负荷,分接开关接触不良,线圈匝间短路硅钢片绝缘不好,变压器缺油,穿芯螺丝与铁芯间绝缘不好等都会使温度升高。一般变压器有温度计插孔,可用温度计直接检查,如无插孔可用水限温度计贴在变压器外壳上测量温度。

(4)负荷:根据负荷变化情况,随时测量,防止过载。

(5)其它:如连接线接触情况,套管是否清洁无损,在高负荷时要进行夜巡视,雷雨、大雾、大风、雨雪、冰雹发生后要进行特巡。

5、加强运行管理:保证变压器在额定电压、额定容量下运行,防止铜铁损耗增加,搞好熔丝监察,加强绝缘电阻监视,新投运变压器油的管理,要周期性做好油化试验。