关于水电厂变压器发生故障的原因及解决措施研究

2020-07-12

探索科学(学术版) 2020年5期

中国华电集团乌江有限责任公司思林发电厂贵州铜仁 565100

1 引言

水电厂是我国重要的能源企业,关系着区域性电力供应问题。而随着信息技术的飞速发展,大数据技术的普遍应用,水电厂进行管理也逐渐落实自动化建设,而在信息化建设过程中,变电站占据核心地位,也发挥着不可替代的作用。水电厂变电站的作用主要是将发电机发出的电能进行升压,然后传输到高压电网中进行输送。因为变压器的结构比较特殊,运行原理复杂,所以出现故障的情况比较普遍,需要及时进行维修和处理,保证水电厂的稳定运行。

2 变压器投入运行前的准备

在变压器投入运行之前,需要做的准备主要是要求技术人员结合变压器的一次电路图,对所有的电气设备的连线情况进行严格检查,保证相色清晰,其中的高低压引出线,需要与铭牌上标示的连接组别对应。因为变压器是很多电气设备的集合,所以要保证每个设备之间的接头处连接比较牢固,配备有示温蜡片,可以准确了解设备的实时温度。对于储油柜的油位,需要保证与环境温度的油位线一致,数值显示正确,不存在漏油、渗油等问题。变压器中存在一些分接开关,需要保证其位置三相一致,并处于运行部门要求的档数。储油柜、散热器和油门一般保持打开状态。还要保证外壳良好接地,吸湿装置内存放的是合格的干燥剂,冷却装置也保证正常。在检查好各类设备之后,需要对试验项目进行检测,保证合格,油简化合格;同时要对继电保护装置进行校验,保证装置正确。在做好这些工作后,才能使变压器投入运行。

3 水电厂变压器运行过程常见问题

3.1 声音异常如果变压器表现出仪表数据正常,但有比较严重的杂音,表示内部铁芯出现故障;如果杂音类似气泡破裂的声响,代表可能是绕组零件过热,或开关接触不良带来的局部发热,使得绝缘油汽化,这需要及时断电检修;如果杂音类似滋滋的声响,伴随电火花,一般是套管表面出现放电问题,需要及时进行清理,涂抹硅油。

3.2 绝缘老化这是所有设备长期运行之后都会出现的问题,绕组绝缘因为散热条件差,负荷重、内部绝缘老化等因素的影响,绝缘强度有所降低。如果经历过多次短路,或者曾经进水,或者密封不好等,绝缘性降低更快。

3.3 渗油一般来说变压器的套管密封不良或存在质量问题会导致渗油,所以需要在运行前就对变压器进行全面检测,进行油耐压试验,如果发现电压降低,继续进行介质损耗试验和潮气入侵检测,同时进行匝间短路检测,进行对应解决。

3.4 瓦斯保护故障如果变压器出线故障,比如铁芯故障、绕组断线等,可以借助瓦斯保护提供有效保护。这方面有轻重两种,在变压器运行时,控制仪表指示、信号电铃语音报警、光学牌等行为都会引发瓦斯保护动作。

3.5 接头过热主要是由于接头处存在较多的杂质,或者其中的导电膏膜变薄。同时油浸式变压器的导电封头密封不全,会使载流接头粘连和松动,进而引发接头过热。

4 水电厂变压器故障的成因

4.1 型号选择不合适水电厂的发电模式对于变压器的型号有特殊要求,如果选择了不符合要求的型号,可能会带来更多的能耗。一般选择变压器是遵循“选型合理”的原则,控制电气设备运转速率在有效范围内。如果大水电站选择小型变压器或反过来,都会增加设备的能耗,造成故障的发生。

4.2 控制存在失误主要是技术人员控制电气设备的方法不太合适,给内部结构带来较大的损耗。从内部结构来说,电气设备运转期间需要的能量较多,所以控制元件的磨损系数较大,就约束了设备的运行效率;从外部结构来说,电气控制变压器的调度速率不佳,在线路内进行电能传输的电阻率较大,会降低输电的利用率。而导致这个问题出现的原因就是水电厂对于技术人员的培训不足,更关注生产效益的提升。

4.3 检修维护不到位因为电气设备很多都是精密设备,长期运行趋势下会导致性能逐渐降低,零部件磨损问题加重。为了保证设备始终处于较优秀的运行状态,需要技术人员定期对设备进行检修和维护。但水电厂开展的检修维护工作不到位,更重视生产流程的管理,所以对电气设备的故障检修力度不足,日常维护保养不到位,导致部分设备出现老化问题,更容易出现故障,增加损耗率。

5 针对变压器运行维护过程常见弊端的处理对策

对于变压器运行过程中出现的常见弊端,需要做好检修工作。一是进行巡视,因为变压器可能受气候条件的影响,比如雷电、温度、降雨等,带来异常表现,或者因为人为因素等出现外力破坏,所以需要定期安排巡视工作,尽量一个月一次,在恶劣天气时增加巡视次数。二是油位问题,比如漏油、套管发热、油位过高过低等,需要立刻停电检修,消除隐患。三是分接开关处理,进行手动和电动分接变换操作,检查设备的正确性,将开关的指示位置安排到指定位置,清理干净开关部位的油污、切换开关触头外壳和过滤电阻等,清除存在的腐蚀层,擦干净各个零部件。四是松动检修,因为磁场振动力或短路振动力的影响,设备内部的铁轭、绕组、引线、夹件、压钉等部位可能出现松动和位移,需要及时停电检修,吊罩检查。五是预防性试验,对于泄漏电流值超过标准值的不合格产品及时更换;要定期进行接地电阻检测,对100KVA及以上配电电力变压器要求接地电阻在4Ω以内,对100KVA以下配电电力变压器,要求接地电阻在10Ω以内。

6 水电厂电力变压器维护策略

6.1 加强人才队伍建设对于变压器的管理,技术人员的能力水平是关系到其稳定运行的关键,所以需要水电厂定期组织专项培训活动,组织技术人员针对变压器进行专题学习,掌握所有变压器型号和各自的运行机理,重点掌握本厂所用变压器的性能参数知识;收集以往变压器运行期间出现的故障问题,进行分析探讨和经验总结,形成汇总报告,促使技术人员对于可能的故障有明确的认识;邀请相关专家开展讲座和演示等,挖掘技术人员的潜力;定期组织技术人员进行模拟操作,这里可以借助信息技术进行三维模拟操作,节省资源和时间,还能充分锻炼技术人员的实践能力。另外,需要安排经验丰富的技术人员带领工作人员对变压器在运行之前进行检查,主要是外观检查,套管是否存在裂缝、破损,是否存在漏油问题,各个接触点、引线、接线、外壳等是否符合标准。因为变压器出现故障后多数会表现出异常的声音,所以技术人员需要熟知变压器的异常声音判断方法,在日常工作中注意听取变压器的声音,如果感觉声音比较异常,就需要及时断电检修,避免故障问题加重,带来更多的损失。管理变压器的技术人员需要保证了解变压器的内部结构,掌握其工作原理,知晓常见的故障及其表现,有良好的操作水平、故障诊断和处理能力。

6.2 做好日常运维在变压器运行期间,考虑水电厂制定的管理制度还不完善,影响到管理工作的开展。所以要加强对日常运维制度的建立,根据变压器的运维问题,严格要求技术人员进行日常运维养护,及时排查变压器存在的隐患,避免变压器出现故障。在这里,水电厂可以建立责任制,将日常运维工作内容划分区域或范围,将各自的责任归并给具体的工作人员,进行实时监督和管理。相关工作人员需要坚持严谨细致的工作态度,坚决履行自己的职责,做好分内的工作事项。相关人员需要及时监测监控情况,对于变压器出现的老化、故障、信号不良等问题,进行及时处理,制定科学的应急预案,针对可能发生的各类突发事故进行处理,从而形成合理有效的变压器管理体系。

6.3 强化信息化建设变压器的运行需要进一步实现自动化运维,水电厂可以安排建立监控系统,由监控中心变压器负责监督和管理,这样可以提高相关工作人员的效率,强化对变压器运行状态的监控成效,进而提高水电站的运行效益。因为当前的人工智能技术逐渐完善和成熟,所以更需要人工进行集控管理,完善变压器的试运行,在无误后进行实际应用。水电厂要为此做好日常维护保养规定,将责任落实到具体的技术人员,负责进行设备的检修和维护工作。规章制度是规范人员和设备运行的行为准则,具有较高的约束力。对于变压器的检修和维护管理,需要做到完善规章制度建设,并严格保障各项制度的落实,以充分发挥管理作用,避免出现安全隐患。提升员工的安全意识,保证严格按照规章制度执行操作,并承担相应的岗位责任。准备科学的考核和奖惩机制,对按规定进行维护,并及时发现设备隐患的个人和团体进行奖励,反之进行惩罚,并将结果与工资福利相挂钩,做到赏罚分明,提高员工的积极性。