變壓器常見事故及防治措施的分析和研究

夏志剛

[摘要]隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，電力變壓器單機(jī)容量也在逐漸增加，一旦發(fā)生故障，將會(huì)給經(jīng)濟(jì)和社會(huì)造成巨大的損失。在這種背景下，我們必須加強(qiáng)對(duì)變壓器運(yùn)行中異常現(xiàn)象的分析和研究，對(duì)各種常見事故進(jìn)行防治，堅(jiān)持“預(yù)防為主，加強(qiáng)維護(hù)管理”，將變壓器事故的發(fā)生率降至最低。

[關(guān)鍵詞]變壓器；事故；預(yù)防措施

[中圖分類號(hào)]TF762+.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0215-01

作為電力系統(tǒng)的主要設(shè)備之一，電力變壓器是電能轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)暮诵?，一旦其發(fā)生故障，將會(huì)給電網(wǎng)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還會(huì)影響到人們的正常生活。變壓器在運(yùn)行中常見的故障主要包括絕緣故障、短路故障和放電故障等，每種故障的引發(fā)因素和表現(xiàn)都不一樣，這就要求我們對(duì)它們進(jìn)行深入的分析，并制定科學(xué)合理的防治措施，確保變壓器的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

1 變壓器故障的綜合判斷方法

在對(duì)大中型電力變壓器的故障進(jìn)行判斷時(shí)，常用的方法主要有以下幾種：判斷絕緣老化進(jìn)行的試驗(yàn)、變壓器的振動(dòng)及噪聲異常時(shí)的檢測(cè)、根據(jù)油色譜數(shù)據(jù)來分析是否有異常、判斷變壓器絕緣受潮所進(jìn)行的試驗(yàn)、變壓器出口短路后所進(jìn)行的試驗(yàn)。

在對(duì)中小型電力變壓器的故障進(jìn)行判斷時(shí)，常用的方法主要有以下三種：（1）檢測(cè)絕緣電阻的方法?？梢杂媒^緣電阻表測(cè)量各繞組間的電阻值和吸收比，也可以同時(shí)測(cè)量繞組對(duì)地間的絕緣電阻值和吸收比，然后分析測(cè)量數(shù)據(jù)，判斷各側(cè)繞組的絕緣受潮情況，還可以分析各繞組間以及對(duì)地有誤擊穿和閃絡(luò)的可能等。（2）檢測(cè)直流電阻的方法。用電橋直流電阻，要注意觀察其相間值是否平衡，要和出廠的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，看是否符合出廠數(shù)據(jù)；如果測(cè)不出相電阻，那么可以測(cè)一下線電阻。（3）對(duì)絕緣油進(jìn)行簡(jiǎn)化試驗(yàn)的方法?？梢岳瞄W點(diǎn)儀器來判斷絕緣油的閃點(diǎn)是否下降，還可以觀察到絕緣油中有無紙屑等雜質(zhì)，同時(shí)注意油樣中有無焦臭味。

2 變壓器常見事故的分析

2.1 變壓器絕緣故障的分析

變壓器內(nèi)部線圈都包有絕緣物質(zhì)，而內(nèi)部絕緣故障主要指匝絕緣損傷。電力變壓器的大部分故障都是由于絕緣性能不好而引起的，水分等對(duì)絕緣的破壞作用是變壓器最懼怕的，因此要確保變壓器出廠時(shí)絕緣的優(yōu)質(zhì)，并且適時(shí)監(jiān)控和檢測(cè)，變壓器的絕緣故障主要可分為絕緣損傷和介損超標(biāo)。一般說來，影響變壓器絕緣性能的因素主要包括：溫度、油保護(hù)方式、雷電過電壓、操作過電壓、油流帶電和外部出口短路電動(dòng)力。

2.2 變壓器短路故障的分析

（1）短路電流引起的絕緣過熱故障。一旦發(fā)生短路故障，將會(huì)導(dǎo)致變壓器的高、低繞組同時(shí)通過非常大的短路電流，該電流可能會(huì)是額定電流數(shù)十倍以上，如果變壓器的熱穩(wěn)定性和承受能力較差，那么很可能會(huì)產(chǎn)生損毀和擊穿現(xiàn)象。

（2）短路電動(dòng)力引起的繞組變形故障。變壓器繞組在發(fā)生出口短路故障時(shí)，變壓器將會(huì)受到很大的軸向和輻向電動(dòng)力作用。軸向電動(dòng)力會(huì)影響到繞組匝間絕緣，對(duì)繞組的匝間絕緣造成損傷；而輻向電動(dòng)力會(huì)使得絕緣體失去穩(wěn)定性，最終造成相間絕緣損壞。

2.3 變壓器放電故障的分析

變壓器的放電故障主要包括以下幾種：（1）局部放電。局部放電是指在電壓作用下，變壓器絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氣隙、油膜或?qū)w的邊緣發(fā)生非貫穿性的放電現(xiàn)象。（2）火花放電。火花放電主要有兩種，一種是懸浮電位引起火花放電，懸浮電位產(chǎn)生的原因是某些金屬部件與其他部件接觸不良而斷開，如果斷開之后的部位又是處于高壓與低壓這樣具有很大電位差的情況下，該金屬部件上產(chǎn)生的相對(duì)于地的電位成為懸浮電位；第二種是油中雜質(zhì)引起火花放電。（3）電弧放電。電弧放電常見于繞組層間絕緣擊穿，其最顯著特征就是放電能量密度非常大，產(chǎn)氣速率急劇。

3 變壓器常見事故的防治措施

3.1 變壓器出口短路事故的防治措施

變壓器短路事故的防治措施主要有以下幾種，具體可以根據(jù)變壓器的實(shí)際情況和運(yùn)行環(huán)境來采用：對(duì)于10kV的線路，變電所出口在范圍2km內(nèi)可以采用絕緣導(dǎo)線，從而減少近區(qū)短路的次數(shù)；盡量選擇通過短路試驗(yàn)的產(chǎn)品，并且盡量減少不必要的調(diào)壓分節(jié)抽頭；繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間非常關(guān)鍵，它應(yīng)與變壓器承受能力試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間相匹配；如果變壓器是并列運(yùn)行的，那么可以考慮加上保護(hù)自投裝置；如果電纜的長(zhǎng)度占架空線路比較重，那么不適宜采用重合閘；為了減少變壓器低壓側(cè)出口短路的幾率，可在母線橋中相上裝設(shè)絕緣熱縮套；加強(qiáng)對(duì)低壓母線以及低壓母線所鏈接設(shè)備的維護(hù)和管理，同時(shí)提高繼電保護(hù)及其自動(dòng)裝置的正確動(dòng)作率；按照供電區(qū)域污穢等級(jí)調(diào)整外絕緣爬距，采取噴RTV涂料、加裝增爬閃裙等手段，做好變電站、線路相關(guān)設(shè)備防污等級(jí)；短路電流較大的負(fù)荷在用戶端加裝電抗器。

3.2 變壓器絕緣擊穿事故的防治措施

（1）防止水分空氣進(jìn)入變壓器。確保變壓器在運(yùn)輸和存放的過程中密閉良好，并且在整個(gè)安裝過程中都采用有效的措施來防止變壓器進(jìn)水；對(duì)于有些項(xiàng)目的檢測(cè)是需要做預(yù)防性試驗(yàn)的，如水冷卻冷油器和潛油泵，在安裝前需要安裝廠家的安裝說明書對(duì)每臺(tái)進(jìn)行檢漏的試驗(yàn)。

（2）防止雜物進(jìn)入變壓器。變壓器在安裝后要進(jìn)行檢查，避免殘留物遺留在吊罩內(nèi)，并且清除吊罩內(nèi)的一切雜物；在安裝變壓器前，要盡可能將油管路、冷油器和潛油泵的內(nèi)部清理干凈并用油沖洗后再進(jìn)行安裝；安裝凈油器時(shí)要特別注意，避免凈油器的活性氧化鋁或硅膠沖入到變壓器內(nèi)。

（3）防止絕緣受傷。在變壓器吊罩的時(shí)候，特別要注意內(nèi)部絕緣距離本身就較為緊湊的變壓器，千萬不能使鐘罩碰傷引線和支架；在安裝高壓套管時(shí)應(yīng)該注意不能使引線扭轉(zhuǎn)，如果扭轉(zhuǎn)，要進(jìn)行相應(yīng)的處理；對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)了缺陷的變框器，應(yīng)該考慮對(duì)缺陷進(jìn)行及時(shí)的檢修；裝檢修中如果發(fā)現(xiàn)有部件需要更換，必須采用已經(jīng)試驗(yàn)合格的材料或部件。

（4）防止過電壓擊穿事故。要對(duì)變壓器的避雷器進(jìn)行定期檢查，保證避雷器裝有動(dòng)作記錄器，并且確定次數(shù)；如果系統(tǒng)是屬于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，那么必須保證它的中性點(diǎn)要接地；如果變壓器是改造或新造的，必須根據(jù)實(shí)際的性能需求保證各加工工序的質(zhì)量。

3.3 其他事故的防治措施

（1）套管閃絡(luò)爆炸事故的防治措施。定期對(duì)套管進(jìn)行清掃，保持其清潔；安裝時(shí)要認(rèn)真檢查套管各部件的密封情況，并設(shè)法檢漏；運(yùn)行和檢修中應(yīng)該注意檢查套管引出線端子的發(fā)熱情況，防止因接觸不良或引線開焊過熱而引發(fā)套管爆炸；對(duì)110kV及以上的套管應(yīng)定期作介質(zhì)損失角和電容量的測(cè)量，如發(fā)現(xiàn)問題可結(jié)合大修進(jìn)行解體檢查。

（2）引線事故的防治措施。修復(fù)或安裝吊罩時(shí)，應(yīng)注意保持足夠的引線間及對(duì)地的絕緣距離，必要時(shí)予以校正；各引線接頭應(yīng)焊接良好；在線圈下面水平排列的裸露引線，如果處在強(qiáng)油循環(huán)進(jìn)油口之下，應(yīng)加包絕緣。

（3）分接開關(guān)事故的防治措施。變壓器安裝后投入運(yùn)行前，必須測(cè)量各分接位置的電壓比、直流電阻，以確保接觸良好準(zhǔn)確；無載分接開關(guān)在改變分接位置時(shí)，為了消除觸頭接觸部分的氧化膜及油污等，應(yīng)將觸頭轉(zhuǎn)運(yùn)多次；安裝及檢修中，應(yīng)對(duì)分接開關(guān)進(jìn)行認(rèn)真檢查，對(duì)有載調(diào)壓開關(guān)應(yīng)按出廠說明書對(duì)操作機(jī)構(gòu)、選切開關(guān)及過渡電阻等進(jìn)行全面檢查和調(diào)試。

（4）變壓器油劣化的防治措施。加強(qiáng)變壓器油的管理監(jiān)督工作，保持變壓器油質(zhì)良好；已裝有薄膜密封的大容量變壓器，注油時(shí)應(yīng)注意防止出現(xiàn)假油位和進(jìn)入空氣；改善變壓器散熱條件，避免變壓器高溫下運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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