水電廠變壓器運(yùn)行故障對(duì)策分析及相關(guān)檢測(cè)技術(shù)探討

華能瀾滄江水電股份有限公司景洪水電廠

摘要：變壓器運(yùn)行的狀態(tài)直接關(guān)系到水電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以需要對(duì)水電廠變壓器做好運(yùn)行維護(hù)和故障處理工作，確保電廠變壓器能夠安全、可靠的運(yùn)行。文中分析了水電廠變壓器運(yùn)行故障及對(duì)策，探討了水電廠變壓器運(yùn)行故障相關(guān)檢測(cè)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：水電廠；變壓器；運(yùn)行故障；檢測(cè)技術(shù)

引言

水電廠的變壓器安全運(yùn)行有著重要意義，其作為整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電以及輸電和用電等環(huán)節(jié)中最為關(guān)鍵的設(shè)備，其自身的安全穩(wěn)定對(duì)整個(gè)水電廠的運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生直接性影響。但在現(xiàn)階段的發(fā)展過程中，水電廠的變壓器故障的診斷還有著諸多問題有待進(jìn)一步解決，主要是緣于故障機(jī)理的復(fù)雜性以及變壓器的絕緣老化等問題，倘若不能及時(shí)的對(duì)這些問題進(jìn)行解決，將會(huì)造成很大的損失。

1水電廠變壓器運(yùn)行故障及對(duì)策分析

變壓器是靜止電器，主要是在線圈間的電磁感應(yīng)作用下的一種電壓等級(jí)交流電能轉(zhuǎn)換成另一種電壓等級(jí)的交流電能的電器，由于其自身的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以在故障的呈現(xiàn)形式也比較多樣。

1.1鐵芯故障

在變壓器試驗(yàn)中，鐵芯故障是比較常見的。導(dǎo)致鐵芯故障出現(xiàn)的主要原因是鐵芯片破損或燒熔。此外，當(dāng)鐵芯疊片發(fā)出異常聲響時(shí)，也有可能發(fā)生鐵芯故障。鐵芯破損和疊片異常聲響出現(xiàn)的原因較多，比如當(dāng)鐵芯片受到較大的振動(dòng)后，其位置會(huì)改變，并在位移過程中產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致鐵芯破損；鐵芯片老化后，絕緣性會(huì)大大下降；在穿心螺桿老化后，絕緣性會(huì)大大下降，并與鐵芯發(fā)生摩擦，產(chǎn)生熱量，長此以往會(huì)導(dǎo)致鐵芯疊片燒熔；當(dāng)鐵芯與地面接觸后，會(huì)產(chǎn)生渦流通路，也可能會(huì)導(dǎo)致鐵芯產(chǎn)生熱量、疊片燒熔。

在判斷鐵芯故障時(shí)，需要測(cè)量和比較各相繞組的直流電阻，一旦發(fā)現(xiàn)有較大差異存在時(shí)，則可以直接確定為繞組故障。也可以通過對(duì)鐵芯外觀進(jìn)行檢查，利用電壓表法和直流電流法來對(duì)片間絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量來對(duì)繞組故障進(jìn)行判斷，對(duì)于損壞不大的繞組，則可以通過涂漆的方法來對(duì)損壞部位進(jìn)行處理。

1.2開關(guān)故障

當(dāng)開關(guān)觸頭融化、放電或出現(xiàn)放電問題時(shí)，就會(huì)引發(fā)開關(guān)故障。當(dāng)出現(xiàn)開關(guān)故障時(shí)，變壓器油的溫度會(huì)逐漸升高，變壓器的熔絲會(huì)被燒熔，進(jìn)而導(dǎo)致開關(guān)觸頭異響。當(dāng)變壓器開關(guān)異常時(shí)，開關(guān)觸頭可能會(huì)融化，當(dāng)開關(guān)彈簧壓力不足時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)開關(guān)接觸不良的問題。當(dāng)變壓器油異響時(shí)，開關(guān)熔絲可能會(huì)被熔斷。此外，當(dāng)變壓器油內(nèi)出現(xiàn)水或開關(guān)接觸不良問題時(shí)，開關(guān)觸頭會(huì)放電。一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)電廠變壓器的分接開關(guān)發(fā)生故障，那么就必須要采取有效的技術(shù)措施對(duì)其進(jìn)行處理或者是直接更換分接開關(guān)。

1.3繞組故障

在變壓器試驗(yàn)中，繞組故障十分常見，繞組開路為最常見的繞組故障。當(dāng)繞組故障出現(xiàn)后，會(huì)產(chǎn)生電弧，變壓器會(huì)出現(xiàn)放電的現(xiàn)象。導(dǎo)致繞組故障出現(xiàn)的原因較多，比如導(dǎo)線接頭不適當(dāng)、線路焊接不適當(dāng)、雷擊導(dǎo)致的斷線問題和引出線扭斷。此外，短路故障也是主要的繞組故障，變壓器不正常發(fā)熱、繞組老化、油中含水和雜質(zhì)、外線短路等都會(huì)導(dǎo)致短路故障，短路故障出現(xiàn)后，繞組會(huì)損壞，絕緣性也會(huì)降低。所以作為電廠變壓器運(yùn)行人員，需要對(duì)匝間短路現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，有效的預(yù)防短路故障和接地故障的發(fā)生。

1.4 瓦斯保護(hù)故障

（1）輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作后會(huì)發(fā)出信號(hào)。這主要是由于變壓器內(nèi)部出現(xiàn)了輕微的故障或者是二次回路發(fā)生故障等。對(duì)此，工作人員必須要立即對(duì)其進(jìn)行檢查，如果沒有發(fā)現(xiàn)異常情況，那么就必須要對(duì)氣體進(jìn)行取樣分析；（2）瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，可能是由于變壓器內(nèi)部出現(xiàn)比較嚴(yán)重的故障，造成油分解出大量的氣體，亦或是出現(xiàn)二次回路故障等。一旦此現(xiàn)象發(fā)生以后，首先要投入備用變壓器，然后再對(duì)其外部實(shí)行嚴(yán)格的檢查，要檢驗(yàn)變壓器的外觀是否出現(xiàn)變形，檢查各焊接縫是否出現(xiàn)裂開現(xiàn)象，而且還要檢查氣體的可燃性等。當(dāng)變壓器出現(xiàn)自動(dòng)跳閘現(xiàn)象以后，必須要準(zhǔn)確地查明保護(hù)動(dòng)作情況，然后再實(shí)行外部檢查。如果確定是由于外部故障或者是工作人員的錯(cuò)誤動(dòng)作而造成的，那么無需進(jìn)行內(nèi)部檢查，就可以投入送電。如果是出現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，那么就必須要對(duì)此保護(hù)范圍內(nèi)的所有設(shè)備實(shí)行全面檢查。

2水電廠變壓器運(yùn)行故障相關(guān)檢測(cè)技術(shù)

2.1油中溶解氣體檢測(cè)技術(shù)

隨著國內(nèi)外研究和應(yīng)用油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的不斷普及，雖然不同的裝置在線的檢測(cè)手段和取樣方式的側(cè)重點(diǎn)各不相同，但是在原理上都是通過定性和定量測(cè)定氣體組分和含量的高低轉(zhuǎn)換成相應(yīng)強(qiáng)弱的信號(hào)而達(dá)到在線監(jiān)測(cè)的目的。并通過其現(xiàn)場(chǎng)MIS系統(tǒng)迅速的把測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)焦ぷ髡竞凸芾碚呗?lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)中，而且很多資料都表明，目前一些有實(shí)力的公司和科研工作室都在致力于研究光聲傳感器，使在線色譜儀中不再攜帶帶氣裝置，從而延長設(shè)備的使用壽命和檢測(cè)精確度。

2.2局部放電分析檢測(cè)技術(shù)

局部放電是指在高壓設(shè)備的絕緣體中，由于電場(chǎng)的局部集中，產(chǎn)生了非橋接狀態(tài)下的放電現(xiàn)象。而目前，國內(nèi)外研究最多的、應(yīng)用最廣泛的局部放電在線監(jiān)測(cè)方法主要是采用脈沖電流法和超聲波發(fā)。脈沖電流法理論上能測(cè)量小至幾皮庫的局部放電，但是容易受到外界電磁干擾。而超聲法是通過安裝在變壓器油箱上的超聲波傳感器監(jiān)測(cè)局部放電造成的超聲壓力波，其抗電磁干擾性能較好，采用幾個(gè)超聲波傳感器后還能對(duì)放電定位。但由于超聲波在設(shè)備內(nèi)部絕緣中的吸收和散射，靈密度步入脈沖電流法高。

2.3紅外光譜技術(shù)

紅外光譜技術(shù)，即紅外光譜在線檢測(cè)技術(shù)，具有檢測(cè)速度快、高準(zhǔn)確度、高敏銳度、維修量少等優(yōu)點(diǎn)，這也是其他變壓器故障檢測(cè)技術(shù)所不具備的，尤其是它有助于檢測(cè)到變壓器故障產(chǎn)生氣體的具體含量，這一點(diǎn)非常重要。實(shí)際上，在具體的應(yīng)用過程中，電力檢修人員可以有效地利用紅外氣體分析儀器和雙關(guān)路薄膜電容檢測(cè)儀器，定量地分析變壓器故障待測(cè)氣體，并能觀察到氣體檢測(cè)前后的能量變化。盡管如此，這種紅外光譜儀器對(duì)氫氣的敏銳度較低，這就決定了它能檢測(cè)除氫氣之外的氣體，就可以使變壓器很快地恢復(fù)正常，這種變壓器故障檢測(cè)技術(shù)值得大力推廣。

2.4聲光譜技術(shù)

作為變壓器故障檢測(cè)技術(shù)之一，聲光譜在線檢測(cè)技術(shù)在解決變壓器故障檢測(cè)方面起著重要作用，相關(guān)人員需在懂得這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和運(yùn)用原理，以便更好地將之應(yīng)用于變壓器運(yùn)行的整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)中，從而有效地防止變壓器故障。具體地講，光聲光譜氣體檢測(cè)技術(shù)對(duì)于檢測(cè)氫氣的含量和濃度十分有用，由于這種技術(shù)利用了光聲效應(yīng)和光聲室內(nèi)氣體吸收光譜的能力，選取了一定的波長，可以定量分析、定性分析變壓器故障產(chǎn)生的氫氣氣體，從而極大地提高了光聲光譜的精密度和穩(wěn)定性。實(shí)際上，這種檢測(cè)技術(shù)也不容易受到反射光和散射光的影響，能夠更好地檢測(cè)到氫氣的含量和濃度，不但有利于提高變壓器故障檢修效率，而且有利于降低變壓器故障發(fā)生的幾率。

3結(jié)語

總而言之，變壓器是水電廠運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，要能夠保證其安全穩(wěn)定的運(yùn)行，在發(fā)生故障的時(shí)候要認(rèn)真的分析故障原因，如此能夠針對(duì)性的解決問題。同時(shí)要做好總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的工作，為以后的故障處理打下基礎(chǔ)，也能夠?qū)⒐收系陌l(fā)生進(jìn)行有效預(yù)防，只有全面的考慮才能夠確保水電廠變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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