孫愛斌 高廣偉

(邯鄲市城郊水電管理處,河北邯鄲 056006)

變壓器常見故障原因分析、處理及預(yù)防措施

孫愛斌 高廣偉

(邯鄲市城郊水電管理處,河北邯鄲 056006)

運行中的配電變壓器,受各種氣候條件的影響,變壓器所帶負(fù)荷也經(jīng)常變化,若管理不好容易將變壓器燒毀,應(yīng)定期進(jìn)行檢查。就變壓器的常見故障進(jìn)行分析,提出一些處理及預(yù)防性措施。

變壓器;故障;原因;預(yù)防

運行中的配電變壓器,絕大部分安裝在室外,所以它經(jīng)常受各種變化著的氣候條件的影響。另外,變壓器所帶的負(fù)荷也經(jīng)常變化。若負(fù)荷增大,就意味著變壓器的溫升在增大,若管理不好容易將變壓器燒毀。為了更好的掌握變壓器的運行狀況,應(yīng)定期進(jìn)行檢查,以便了解和掌握變壓器的運行情況,如果發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時解決,力爭把故障消除在萌芽狀態(tài)。對變壓器巡視檢查和維護(hù)的項目有:變壓器的外部檢查、變壓器負(fù)荷檢查測量、運行環(huán)境檢查、停電清掃檢查。在巡視檢查過程中,一般可以通過儀表、保護(hù)裝置及各種指示信號等設(shè)備了解變壓器的運行情況。同時還要依靠檢查人員的各種感官去觀察、監(jiān)聽,及時發(fā)現(xiàn)儀表所不能反映的問題,如運行環(huán)境的變化、變壓器聲響的異常等等。即使是儀表裝置反應(yīng)的情況也需要通過檢查、分析才能做出結(jié)論。下面就變壓器的常見故障進(jìn)行分析處理以及提出一些預(yù)防性措施。

一、變壓器聲音異常的分析和處理

1.變壓器在加上電源后,由于勵磁電流以及磁力線的變化,鐵芯、繞組會振動而發(fā)生連續(xù)均勻的嗡嗡聲,俗稱交流聲。變壓器過負(fù)荷時會發(fā)出很高而且沉重的嗡嗡聲。如聲大而嘈雜,則說明內(nèi)部振動加強或結(jié)構(gòu)松動,必須密切關(guān)注,必要時可減少負(fù)荷,甚至停電檢修。

2.有滋滋聲,說明表面有閃絡(luò),要檢查套管是否太臟或有裂紋。需進(jìn)行清潔或更換。

3.變壓器噪聲很大,而且很不均勻、有爆裂聲或噼啪聲時,說明變壓器內(nèi)部接觸不良、絕緣有擊穿或系統(tǒng)短路或接地。這樣應(yīng)該對硅鋼片重新進(jìn)行涂抹絕緣漆或重繞繞組。

4.系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時,變壓器發(fā)出粗細(xì)不均的噪聲。

二、變壓器鐵芯過熱故障的原因分析及預(yù)防措施

導(dǎo)致變壓器鐵芯過熱的主要原因是鐵芯多點接地和鐵芯片間絕緣不好造成鐵耗增加所致。因此必須加強對變壓器鐵芯多點接地的檢測和預(yù)防。

1.鐵芯多點接地的檢測

1 )交流法

給變壓器二次 (低壓)繞組通以 220～380V交流電壓,則鐵芯中將產(chǎn)生磁通。打開鐵芯和夾件的連接片,用萬用表的毫安檔檢測,當(dāng)兩表筆在逐級檢測各級鐵軛時,正常接地時表中有指示,當(dāng)觸接到某級上表中指示為零時,則被測處因無電流通過,該處疊片為接地點。

2 )直流法

打開鐵芯與夾件的連接,在鐵軛兩側(cè)的硅鋼片上施加 6V直流電壓,再用萬用表直流電壓檔,依次測量各級鐵芯疊片間的電壓。當(dāng)表指針指示為零或指針指示相反時,則被測處有故障接地點。

3 )電流表法

當(dāng)變壓器出現(xiàn)局部過熱,懷疑是鐵芯有多點接地,可用電流表測接地線電流。因為鐵芯接地導(dǎo)線和外接地線導(dǎo)管相接,利用其外引接地套管,接入電流表,如測出有電流存在,說明鐵芯有多點接地處;如果只有一點正常接地,測量時電流表應(yīng)無電流值或僅有微小電流值。

2.變壓器鐵芯多點接地的預(yù)防措施

制造或大修變壓器而需要更換鐵芯時,要選好材質(zhì);裁剪時,勿壓壞疊片兩面絕緣層,裁剪毛刺要小;保持疊片干凈,污物、金屬粉粒不可落在疊片上,疊壓合理,接地片和鐵芯要搭接牢固,和地線要焊牢。接地片離鐵軛、旁柱符合規(guī)定距離,防止器身受潮使鐵芯銹蝕,總裝變壓器時鐵芯與外殼或油箱的距離應(yīng)符合規(guī)定;其他金屬組件、部件不可觸及鐵芯,加強維護(hù),防止過載運行,一旦出現(xiàn)多點接地應(yīng)及時排除。

三、變壓器油異常情況分析、防范措施及處理

1.變壓器油溫不斷升高原因分析及處理

油溫過高,上層油溫升高超過 85℃時,應(yīng)首先檢查校對溫度表指示是否正確,檢查變壓器冷卻系統(tǒng)的運行是否正常,并核對前一天記錄。比較在同一時間或同樣負(fù)載時,所指示的溫度是否相同。若因負(fù)荷過大,應(yīng)降低負(fù)荷;若因三相負(fù)荷不平衡,則應(yīng)調(diào)整三相負(fù)荷分配。若變壓器冷卻系統(tǒng)運行正常,則可能是渦流、夾緊鐵芯用的穿心螺絲絕緣損壞、變壓器內(nèi)部故障如繞組短路、油路堵塞等原因,應(yīng)立即停電檢修。

2.變壓器油不合格的原因、防止措施和判定方法

變壓器油如果保管存放不當(dāng)、在運行中油受潮或過熱,都會逐漸變質(zhì)、老化和劣化,使絕緣性能下降,必須及時更換,或采取濾油方式,使不合格的絕緣油合格,從而保證油浸變壓器及互感器正常運行,減少變壓器故障。

1 )運行中的變壓器油受潮原因及防止方法

a.變壓器油注入油箱后,在運行中油會受潮或進(jìn)入水分,其主要原因是:在吊心檢修時或向變壓器中注油時,油本身接觸了空氣,雖時間不長,但已吸收了少量潮氣和水分;安裝或檢修變壓器時密封不嚴(yán)、外界潮氣和水分進(jìn)入了變壓器油箱。

b.防止方法如下:修理人員必須將變壓器嚴(yán)格密封,既防止油漏出,又防止外界潮氣入侵;吊心檢修必須在晴天進(jìn)行,超過 24h的,變壓器器身必須烘干處理;注油、濾油應(yīng)采取真空濾油為好;防止變壓器過熱和溫升超限,減少油氧化發(fā)生。

2 )變壓器油質(zhì)的判定方法

打開油箱蓋 (或放出一器皿油),用肉眼觀察變壓器油的顏色,如果油的顏色發(fā)暗、變成深褐色,或油黏度、沉淀物增大,聞到有酸的氣味,油中有水滴等,均說明該變壓器油已經(jīng)老化和劣化,必須采取措施,提高其性能。

3 )運行中變壓器油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)容及指標(biāo)

要判定變壓器油的質(zhì)量,應(yīng)進(jìn)行多項測定和化驗,所測數(shù)值應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)值對比,這樣從量的角度來判定其超標(biāo)的程度,因此掌握運行油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),對維修人員十分重要。運行油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可參見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

四、直流電阻不合格變壓器斷路和短路故障分析處理

對三相變壓器其一次或二次繞組出現(xiàn)三相直流電阻不平衡,或某一相 (或兩相)大,另兩相 (或一相)小,說明變壓器繞組有開路、引線脫焊或虛接,繞組匝數(shù)錯誤或有匝間、層間短路等故障;還可能是同一繞組用不同規(guī)格導(dǎo)線繞制以及繞向反或連接錯等。而這些原因均會造成變壓器三相直流電阻不平衡、變壓器送電跳閘、不運行或帶負(fù)載能力下降等。為防止斷路故障,應(yīng)從下述幾方面做好預(yù)防工作。

1.繞組繞制時用力不宜過猛,換位時換位處S彎不要彎折過度;

2.接頭焊接要牢,不應(yīng)有虛焊、假焊,焊口不應(yīng)有毛刺或飛邊;

3.繞制的線圈層間、排間絕緣距離要符合規(guī)范,以防放電時灼傷導(dǎo)線而斷路;

4.防止變壓器過載運行;

5.母排和一次繞組瓷套管導(dǎo)桿連接要牢,一、二次繞組引線與本相套管引接頭焊接要牢,如螺栓連接的螺母要擰緊;

6.應(yīng)加強變壓器的日常維護(hù)保養(yǎng)工作。

案例:有一臺 SJL-1000/10型變壓器在運行中因過熱而跳閘,拉閘檢查發(fā)現(xiàn)三相直流電阻不平衡。

分析處理如下:

吊心檢查發(fā)現(xiàn) B相二次繞組絕緣變色,該相直流電阻比 A、C相小,經(jīng)檢查 B相雙螺旋式繞組中有三匝,因匝間絕緣損壞而形成匝間短路。將該二次繞組用 3.08mm×10.80mm扁鋁紙包線 14根并繞 18匝組成,該B相繞組取出加熱后將電纜紙剝?nèi)?分別用 0.05mm×25.00mm亞胺薄膜粘帶穿套式連續(xù)補包好,略加整形,恢復(fù)原高度后再套裝好。變壓器油二次過濾,器身經(jīng)烘烤合格。

五、分接開關(guān)故障原因分析及處理

變壓器油箱上有吱吱的放電聲,電流表隨相聲發(fā)生擺動,瓦斯保護(hù)可能發(fā)出信號,油的閃點降低。這些都可能是因分接開關(guān)故障而出現(xiàn)的現(xiàn)象。

原因分析:分接開關(guān)觸頭機(jī)械故障或嚴(yán)重老化;分接開關(guān)接觸不良,經(jīng)受不起短路電流沖擊而發(fā)生故障;倒分接開關(guān)時,由于分頭位置切換錯誤,引起開關(guān)燒毀;相間絕緣距離不夠,或絕緣材料性能降低,在過電壓作用下短路。如發(fā)現(xiàn)電流、電壓、溫度、油位、油色和聲音發(fā)生變化,應(yīng)立即取油樣作氣相色譜分析。當(dāng)鑒定為開關(guān)故障時,應(yīng)立即將分接開關(guān)切換到完好的檔位運行。

預(yù)防措施及處理:機(jī)械故障或嚴(yán)重老化,應(yīng)及時進(jìn)行更換;為防止分接開關(guān)故障,在切換時必須測量各分頭的直流電阻,如發(fā)現(xiàn)三相電阻不平衡,其相差值不應(yīng)超過 2%;倒分接頭時,應(yīng)核對油箱外的分接開關(guān)指示器與內(nèi)部接頭的實際連接情況,以保證接線正確;每次倒分接頭時,應(yīng)將分接開關(guān)手柄轉(zhuǎn)動 10次以上,以消除接觸部分的氧化膜及油垢,再調(diào)整到新的位置。

六、繞組放電、擊穿或燒毀故障

在變壓器內(nèi)部如果存在局部放電,表明變壓器絕緣有薄弱環(huán)節(jié),或絕緣距離不符合要求,放電時間一長或放電嚴(yán)重,將會使絕緣擊穿,繞組擊穿或燒毀,是較大故障。只有提高修造質(zhì)量、按規(guī)程操作、加強維護(hù)保養(yǎng),才能防止放電或擊穿變壓器。因此必須采取有效措施,防止變壓器發(fā)生放電故障。

1.加強日常維護(hù)保養(yǎng),對大中型及重要供電區(qū)域的變壓器應(yīng)有監(jiān)視設(shè)備;

2.修理變壓器應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的絕緣材料,絕緣距離應(yīng)符合要求,修復(fù)后密封要嚴(yán);

3.保持吸濕器有效,應(yīng)有防雷措施;

4.大型高壓變壓器要裝有接地屏,防止放電。

總之,變壓器運行過程中發(fā)生故障時,應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象正確地判斷事故的原因和性質(zhì),迅速果斷地進(jìn)行處理,防止事故擴(kuò)大,影響正常供用電。

[1]李強.煤礦地面變壓器異常運行和常見故障分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,(22)

[2]王振雪.變壓器異常運行和故障分析 [J].農(nóng)村電氣化,2003,(12)

T M407

A

1009-5462(2011)01-0064-03

2011-03-02

孫愛斌,男,河北武安人,邯鄲市城郊水電管理處助理工程師。

[責(zé)任編校:張彩紅 ]