變壓器的異常現(xiàn)象及其防范措施

朱智聰

摘 要：本文主要以變壓器工作原理作為出發(fā)點(diǎn)，分析了變壓器的異常現(xiàn)象和防止措施，以期為加強(qiáng)變壓器安全有效運(yùn)行提供一些參考和意見。

關(guān)鍵詞：變壓器 異?，F(xiàn)象 防止措施

根據(jù)變電站變壓器的工作原理可以得知，變壓器主要依靠磁場的調(diào)節(jié)作用來實(shí)現(xiàn)電壓的自動調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)電壓的方式主要是通過自由切換分接頭，控制電力系統(tǒng)中輸電環(huán)節(jié)，確保輸電環(huán)節(jié)的電流所承受的負(fù)荷量比例在變電站中的比例范圍內(nèi)。假設(shè)負(fù)荷容量超出了變電站的比例范圍內(nèi)，就會導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)異常的情況。

一、變壓器工作原理

根據(jù)變壓器的繞組類型看，變壓器主要由雙繞組變壓器、自耦變壓器和三繞組變壓器組成。就自耦變壓器而言，其變壓器原理主要是依據(jù)變電站繞組的變壓高低來決定，變壓器設(shè)計(jì)人員在變壓器的中間抽離一個存放低壓繞組的出線位置，確保變壓器兩端的電流保持平衡，并保證變壓器中的自耦變壓器的繞組匝數(shù)與變電站成一種正比例的關(guān)系，與兩端的電流成一種反比例的關(guān)系。根據(jù)變壓器的作用看，升壓變壓器和降壓變壓器是變電站的重要組成部分。電力技術(shù)人員要想保證電壓器的電流在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，就需要加強(qiáng)電力系統(tǒng)與變壓器電壓之間的聯(lián)系，不僅可以方便電壓施工技術(shù)人員對電壓器進(jìn)行分接頭切換處理，還可確保電流負(fù)荷量控制在變壓器的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，確保電壓的質(zhì)量。

二、變壓器的異?，F(xiàn)象

1.變壓器運(yùn)行電壓異常。溫度、氣體、環(huán)境、水分等是影響變電站變壓器運(yùn)行過程中的重要因素，溫度過高或者過低都會阻礙變電站中的變壓器輸電傳輸，最終造成變壓器輸電傳輸功能的失效。氣體會受到變壓器周圍的環(huán)境因素影響，變壓器中的氣體如果發(fā)生異常的話，變電站的信號就會受到干擾，造成信號發(fā)生跳躍的現(xiàn)象。變壓器的油箱是影響變壓器運(yùn)行正常穩(wěn)定導(dǎo)致的重要因素，如果信號發(fā)生跳躍就會導(dǎo)致油箱內(nèi)部發(fā)生故障，從而影響變壓器的輸電系統(tǒng)功能正常發(fā)揮。變壓器的輸電功能會受內(nèi)部信號和磁場等因素的影響，一旦輸電功能出現(xiàn)故障，變壓器運(yùn)行電壓就會出現(xiàn)異常。

2.變壓器繼電干擾異常。變電站的變壓器主要是利用磁場實(shí)現(xiàn)高低壓電流的切換，通過電力發(fā)電廠輸電系統(tǒng)輸出電能，在變壓器中進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸電能的目的。輸電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)中的核心部分，是影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素。與此同時(shí)，輸電系統(tǒng)的維護(hù)及其處理所耗費(fèi)的成本相對其他系統(tǒng)而言其比例較大，一旦發(fā)生“一次系統(tǒng)”的故障和繼電保護(hù)裝置受到電磁干擾的情況，電力系統(tǒng)就會發(fā)生短路故障，切斷變壓器的短路器，就會加大政府的資金投入力度，避免出現(xiàn)變壓器設(shè)備受到嚴(yán)重的磁場干擾而阻斷整個變電站的輸電系統(tǒng)的情況。因此，電力系統(tǒng)技術(shù)維修人員需要將受到電磁嚴(yán)重干擾的變壓器與回路設(shè)備連接起來，從而形成回路，減少變壓器的輻射干擾因素。一般情況下，變壓器的輻射主要受高壓開關(guān)場的干擾和步話機(jī)的干擾，影響變壓器中的自耦變壓器的繞組匝數(shù)，通過控制高壓開關(guān)場和步話機(jī)的開關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)電容耦合，最終出現(xiàn)變壓器繼電干擾異常的情況，不利于變壓器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.變壓器線路繞組出現(xiàn)異常。變壓器繞組是變壓器的心臟，是變壓器結(jié)構(gòu)體系的重要組成部分。就變壓器電器回路異常現(xiàn)象主要表現(xiàn)在：繞組短路、變形 和位移等。變壓器繞組出現(xiàn)異常問題的因素主要是由外在因素和內(nèi)在因素組成。就內(nèi)在因素而言，主要是繞組結(jié)構(gòu)本身及絕緣不合理造成。在所有的異常因素中，繞組出現(xiàn)短路的頻率最高。它不僅嚴(yán)重影響變壓器結(jié)構(gòu)本身的運(yùn)行狀態(tài)，還會嚴(yán)重影響變壓器的絕緣體和引線部分。因此如果不及時(shí)處理變壓器線路短路和線路繞組故障，就會導(dǎo)致變壓器繞組完全損壞，甚至?xí)l(fā)生爆炸事件。

三、防止措施

1.變壓器運(yùn)行狀態(tài)措施。變壓器的運(yùn)行狀態(tài)是影響變電站變壓器正常穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素。因此電力技術(shù)人員需要加強(qiáng)對變壓器運(yùn)行的監(jiān)控力度，采取合理的措施降低輸電體系中的電流負(fù)荷量過大以及變壓器外部受到磁場干擾而造成的短路輸電風(fēng)險(xiǎn)，把提高變電站高壓輸電效率作為繼電保護(hù)措施中的主要目標(biāo)。針對我國電力系統(tǒng)中輸電系統(tǒng)成本比例過高的情況，政府需要合理控制內(nèi)部成本，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行成本支出。變壓器運(yùn)行狀態(tài)措施的方法主要有繼電保護(hù)、輸電體系中的電流電能控制保護(hù)、差動保護(hù)、電流負(fù)荷保護(hù)及其繼電器溫度保護(hù)等，其中輸電體系中的電流電能控制保護(hù)和繼電器溫度保護(hù)是保護(hù)變壓器繼電運(yùn)行的主要措施，不僅可以直接檢測和控制變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，還可以確保變壓器運(yùn)行狀態(tài)得以安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.變壓器繼電運(yùn)行檢測。變壓器作為變電站的重要設(shè)備，是影響繼電運(yùn)行的主要因素之一。因此，電力技術(shù)人員需要加大繼電運(yùn)行措施檢查的控制力度，抑制變壓器中的檢驗(yàn)電流負(fù)荷以及電流回路出現(xiàn)升流的現(xiàn)象。對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢測的主要目的是為了確保電力系統(tǒng)中的電流回路保持平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，其解決的首要任務(wù)是確定變壓器的改變定值標(biāo)準(zhǔn)及其定值范圍，其次是解決電流回路的線路，最后是檢查和驗(yàn)證電流回路升壓、降壓。工作人員在確定完改變定值標(biāo)準(zhǔn)及其定值范圍和完成多次檢驗(yàn)電流回路升壓、降壓工作后，要注意不要拔掉插頭，避免出現(xiàn)變壓器繼電定值出現(xiàn)偏差的情況，從而引發(fā)故障。

3.變壓器安裝與調(diào)試。安裝工作人員在進(jìn)行變壓器安裝工作之時(shí)，需要注重檢查高壓線是否完整、高壓絕緣子是否完好，避免損壞的高壓線和有碰傷的高壓絕緣子進(jìn)入高壓接觸箱體內(nèi)，從而影響工作人員的生命安全。工作人員在安裝變壓器之前，需要檢查變壓器筒體之內(nèi)是否有雜物、測試濕控裝置的濕度顯示儀指標(biāo)是否標(biāo)準(zhǔn)、工作接地截面是否符合相應(yīng)的規(guī)定，從而為順利展開變壓器安裝工作提供保障。變壓器不能側(cè)面放置，需要水平放置，其安裝水平度的誤差不能超過 2‰。就母線而言，要將封閉之后的母線與變壓器相連（圖1所示）。首先，變電所維修檢查人員需要查看導(dǎo)線和金具是否完好無缺，防止有損壞的金具和導(dǎo)線影響電路路線的流暢度。其次，為進(jìn)一步檢查金具和導(dǎo)線的接頭是否存在過熱現(xiàn)象，維修檢查人員需要觀察母線的涂漆或者示溫片是否變色。并用設(shè)備儀器測試測量導(dǎo)線或者金具接頭處的溫度，一旦發(fā)現(xiàn)裸母線接頭處的溫度超過70℃、導(dǎo)線和金具接觸面錫覆蓋層溫度超過85℃、導(dǎo)線和金具接觸面覆蓋層溫度超過95℃、閃光焊接面溫度超過100℃時(shí)，工作人員需要立即停止母線的運(yùn)行工作。最后，維修工作人員需要定期清理母線和絕緣子，并定期檢查母線接頭處是否安全。一般情況下，測量繞組的直流電阻和25MVA的三相變壓器之間的差值是維修檢查工作人員進(jìn)行變壓器調(diào)試工作的首要步驟。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，變壓器繞組的直流電阻與變壓器之間的差值應(yīng)該小于2%。維修檢查工作人員需要測量繞組的絕緣體電阻及吸收比，絕緣電阻值不應(yīng)低于產(chǎn)品出廠值的70% ，吸收比與產(chǎn)品出廠值相比應(yīng)無明顯差別，在常溫下不應(yīng)小于 1.3。維修檢查工作人員需要檢查左右導(dǎo)線和絕緣子接頭處的變壓比是否符合變壓比相關(guān)規(guī)律，為進(jìn)一步完善變壓器調(diào)試工作提供幫助。

四、結(jié)語

作為高壓電網(wǎng)主要組成部分之一的變電站中的變壓器，其正常穩(wěn)定運(yùn)行需要電力技術(shù)人員加強(qiáng)對變壓器運(yùn)行狀態(tài)和變壓器繼電運(yùn)行的維修和處理工作，爭取在第一時(shí)間將故障和問題進(jìn)行處理，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

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