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2012年我的毕业论文电力变压器故障分析与诊断珍藏版

2021-01-06 06:50:01
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目 录

一、变压器的故障类型1

二、变压器的故障分析3

(一)短路故障3

(二)放电故障3

(三)绝缘故障6

(四)磁路中的故障6

(五)绕组中的故障7

(六)结构件中发生的故障8

(七)冷却油及冷却介质故障8

(八)制造工艺欠妥及修理方法不当引起的故障8

三、变压器的故障检测诊断方法8

(一)利用人的器官诊断变压器故障8

(二)利用变压器保护装置判断故障9

四、变压器故障综合事故处理12

(一)变压器自行跳闸后的处理12

(二)变压器气体保护动作后的处理13

(三)变压器差动保护动作后的处理13

(四)变压器着火事故处理15

五、总结 17

参考文献18

摘 要

电力变压器是电力系统中最关键的设备之一,它承担着电力变换,电能分配和传输,并提供电力服务。因此,变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证,必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。

关键词:电力变压器;故障统计;预防;分析

电力变压器故障分析与诊断

一、变压器的故障类型

油浸电力变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障,其主要类型有:各相绕组之间发生的相问短路、绕组的线匝之间发生的匝问短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障,其主要类型有:绝缘套管闪络或破碎而发生的接地<通过外壳)短路,引出线之间发生相问故障等而引起变压器内部故障或绕组变形等。变压器的内部故障从性质上一般又分为热故障和电故障两大类。热故障通常为变压器内部局部过热、温度升高。根据其严重程度,热性故障常被分为轻度过热(一般低于150℃)、低温过热(150—300℃)、中温过热(300~700℃)、高温过热(一般高于700℃)四种故障隋况。电故障通常指变压器内部在高电场强度的作用下,造成绝缘性能下降或劣化的故障。根据放电的能量密度不同,电故障又分为局部放电、火花放电和高能电弧放电三种故障类型。

由于变压器故障涉及面较广,具体类型的划分方式较多,如从回路划分主要有电路故障、磁路故障和油路故障。若从变压器的主体结构划分,可分为绕组故障、铁心故障、油质故障和附件故障。同时习惯上对变压器故障的类型一般是根据常见的故障易发区位划分,如绝缘故障、铁心故障、分接开关故障等。而对变压器本身影响最严重、目前发生机率最高的又是变压器出口短路故障,同时还存在变压器渗漏故障、油流带电故障、保护误动故障等等。所有这些不同类型的故障,有的可能反映的是热故障,有的可能反映的是电故障,有的可能既反映过热故障同时又存在放电故障,而变压器渗漏故障在一般情况下可能不存在热或电故障的特征。

常见的故障类型如下所示

故障部位 故障类型

绕组故障 (1)匝间故障

(2)冲击

(3)受潮

(4)外部故障

(5)过热

(6)绕组断路

(7)油管堵塞

(8)相间故障

(9)接地

(10)机械故障

(11)劣化

套管故障 (1)老化

(2)裂纹

(3)冲击闪络

(4)受潮

(5)油位低

(6)法兰接地

油故障 (1)受潮

(2)杂质

(3)氧气

(4)泄漏

(5)劣化

分接开关故障 (1)机械性故障

(2)电器故障

(3)引线故障

(4)过热

(5)油泄漏

(6)外部故障

铁芯故障 (1)铁芯绝缘故障

(2)接地带断裂

(3)铁芯叠片短路

(4)夹件、螺栓、楔块等部件松动

(5)铁芯接地

(6)端子排故障

(7)链接松动

(8)引线断开

(9)短路

(10)受潮

其他故障 (1)电流互感器故障

(2)油中有金属颗粒

(3)外部故障

(4)附属设备故障

(5)过电压

(6)过负荷

(7)油箱焊接不良

二、变压器的故障分析

(一)短路故障

变压器短路故障主要指变压器出口短路,以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。

变压器正常运行中由于受出口短路故障的影响,遭受损坏的情况较为严重。据有关资料统计,近年来,一些地区110kV及以上电压等级的变压器遭受短路故障电流冲击直接导致损坏的事故,约占全部事故的50%以上,与前几年统计相比呈大幅度上升的趋势。这类故障的案例很多,特别是变压器低压出口短路时形成的故障一般要更换绕组,严重时可能要更换全部绕组,从而造成十分严重的后果和损失,因此,尤应引起足够的重视。 出口短路对变压器的影响,主要包括以下两个方面:一是短路引起绝缘过热故障,二是短路点动力引起绕组变形故障。

(二)放电故障

根据放电的能量密度的大小,变压器的放电故障常分为局部放电、火花放电和高能量放电三种类型。

1.变压器局部放电故障

在电压的作用下,绝缘结构内部的气隙、油膜或导体的边缘发生非贯穿性的放电现称为局部放电。

(1)局部放电的原因。

①当油中存在气泡或固体绝缘材料中存在空穴或空腔,由于气体的介电常数小,在交流电压下所承受的场强高,但其耐压强度却低于油和纸绝缘材料,在气隙中容易首先引起放电。

②外界环境条件的影响。如油处理不彻底下降使油中析出气泡等,都会引起放电。

③由寻:制造质量不良。如某些部位有尖角高而出现放电。带进气泡、杂物和水分,或因外界气温漆瘤等,它们承受的电场强度较强。

④金属部件或导电体之间接触不良而引起的放电。局部放电的能量密度虽不大,但若进一步发展将会形成放电的恶性循环,最终导致设备的击穿或损坏,而引起严重的事故。

2.变压器火花放电故障

(1)悬浮电位引起火花放电。高压电力设备中某金属部件,由于结构上原因,或运输过程和运行中造成接触不良而断开,处于高压与低压电极间并按其阻抗形成分压,而在这一金属部件上产生的对地电位称为悬浮电位。具有悬浮电位的物体附近的场强较集中,往往会逐渐烧坏周围固体介质或使之炭化,也会使绝缘油在悬浮电位作用下分解出大量特征气体,从而使绝缘油色谱分析结果超标。悬浮放电可能发生于变压器内处于高电位的金属部件,如调压绕组,当有载分接开关转换极性时的短暂电位悬浮;套管均压球和无载分接开关拨钗等电位悬浮。处于地电位的部件,如硅钢片磁屏蔽和各种紧固用金属螺栓等,与地的连接松动脱落,导致悬浮电位放电。变压器高压套管端部接触不良,也会形成悬浮电位而引起火花放电。

(2)油中杂质引起火花放电。变压器发生火花放电故障的主要原因是油中杂质的影响。杂质由水分、纤维质(主要是受潮的纤维)等构成。水的介电常数e约为变压器油的40倍,在电场中,杂质首先极化,被吸引向电场强度最强的地方,即电极附近,并按电力线方向排列。于是在电极附近形成了杂质“小桥”,如图1所示。如果极间距离大、杂质少,只能形成断续“小桥”,如图1 (a)所示。“小桥”的导电率和介电常数都比变压器油大,从电磁场原理得知,由于“小桥”的存在,会畸变油中的电场。因为纤维的介电常数大,使纤维端部油中的电场加强,于是放电首先从这部分油中开始发生和发展,油在高场强下游离而分解出气体,使气泡增大,游离又增强。而后逐渐发展,使整个油间隙在气体通道中发生火花放电,所以,火花放电可能在较低的电压下发生。

(a) (b)

图1 在工频电压作用下杂质在电极间形成导电“小桥”的示意图

a)杂质少、极间距离大;(b)杂质多、极间距离小

3.变压器电弧放电故障

电弧放电是高能量放电,常以绕组匝层间绝缘击穿为多见,其次为引线断裂或对地闪络和分接开关飞弧等故障。

(1)电弧放电的影响。电弧放电故障由于放电能量密度大,产气急剧,常以电子崩形e冲击电介质,使绝缘纸穿孔、烧焦或炭化,使金属材料变形或熔化烧毁,严重时会造成I备烧损,甚至发生爆炸事故,这种事故一般事先难以预测,也无明显预兆,常以突发的形式暴露出来。

(2)电弧放电的气体特征。出现电弧放电故障后,气体继电器中的H2和C2H2等组分常高达几千UL/L,变压器油亦炭化而变黑。油中特征气体的主要成分是H2和C2H2,其次C2H6和CH4。当放电故障涉及到固体绝缘时,除了上述气体外,还会产生CO和CO2。

综上所述,三种放电的形式既有区别又有一定的联系,区别是指放电能级和产气组分,联系是指局部放电是其他两种放电的前兆,而后者又是前者发展后的一种必然结果。由于变压器内出现的故障,常处于逐步发展的状态,同时大多不是单一类型的故障,往往是—种类型伴随着另一种类型,或几种类型同时出现,因此,更需要认真分析,具体对待。

(三)绝缘故障

目前应用最广泛的电力变压器是油浸变压器和干式树脂变压器两种,电力变压器的绝缘即是变压器绝缘材料组成的绝缘系统,它是变压器正常工作和运行的基本条件,变压器的使用寿命是由绝缘材料(即油纸或树脂等)的寿命所决定的。实践证明,大多变压器的损坏和故障都是因绝缘系统的损坏而造成。据统计,因各种类型的绝缘故障形成的事故约占全部变压器事故的85%以上。对正常运行及注意进行维修管理的变压器,其绝缘材料具有很长的使用寿命。国外根据理论计算及实验研究表明,当小型油浸配电变压器的实际温度持续在95℃时,理论寿命将可达400年。设计和现场运行的经验说明,维护得好的变压器,实际寿命能达到50~70年:而按制造厂的设计要求和技术指标,一般把变压器的预期寿命定为20一40年。因此,保护变压器的正常运行和加强对绝缘系统的合理维护,很大程度上可以保证变压器具有相对较长的使用寿命,而预防性和预知性维护是提高变压器使用寿命和提高供电可靠性的关键。

油浸变压器中,主要的绝缘材料是绝缘油及固体绝缘材料绝缘纸、纸板和木块等c所谓变压器绝缘的老化,就是这些材料受环境因素的影响发生分解,降低或丧失了绝缘强度。

(四)磁路中的故障

在变压器铁芯的紧固结构中,铁芯、铁轭及夹件中出现故障是由以下几种原因造成的:

1.夹紧铁芯柱和铁轭叠片的窜心螺杆的结缘件击穿,引起铁芯叠片局部短路,从而产生很大的局部涡流。

2.铁芯夹件及链接铁芯结构的螺栓由于电磁力的作用引起的振动,将削弱铁芯绝缘和铁芯叠片之间的绝缘。

3.铁芯及铁轭叠片边缘的毛刺,夹杂金属物质或铁芯叠片产生微小的弯折,可使铁芯叠片产生局部短路。

4.磁力中的高饱和磁密将产生相当大的高次谐波电压或电流。

5.铁芯叠片的材料和硅钢片表面涂料的绝缘损坏引起铁损增加,使得变压器的温度升高而损坏铁芯叠片。

(五) 绕组中的故障

出现在绕组、纵绝缘(绕组匝、层间和短剑的绝缘性能)和端子中的故障是由以下几种原因造成的:

1.绕组的纸包扁铝线的棱曲率半径较小。

2.矩形导线上绕包的绝缘纸达不到所要求的紧度,产生隆起,使导线形状发生变形,引起匝间短路。

3.由于空气带入水分或者油中带有水分而使绕组绝缘受潮。

4.当负荷发生迅速波动,绕组遭受电或磁的冲击时,绕组导线的膨胀和收缩将使匝间绝缘上所受的机械力交替地增大和减小,使绝缘产生损坏。

5.根并联连续式绕组的幅向尺寸的比值过大,如果油道过窄,在绕组的内侧将产生过热点,使导线绝缘产生脆化,引起匝间短路。

6.绕组内部导线焊接质量不佳,接触电阻较大,使绕组产生过热,导致绝缘油的局部炭化。

7.雷电及网络的冲击波侵入变压器,正常的开合闸、雷电冲击或对地弧光放电产生冲击波,切除线路中的感应高压,都可能造成绕组匝间短路及绕组对地短路。

8.严重的持续过载会引起整台变压器变温,油道窄小加剧变压器的过热,造成绝缘变脆,同时可能产生导线绝缘陀螺因为导致匝间短路。

9.用螺栓夹紧的载流接头,如未采取有效的防松措施,则在变压器运行期间,将因振动而发生松动,接头将淫辞迅速发热,甚至使变压器不得不暂时退出运行。

(六)结构件中发生的故障

1.变压器绕组上的压紧力应随着变压器运行过程绝缘收缩的情况进行调整,但必须采取适当措施防止绕组压紧装置的任何部分或部件形成短路匝。

2.由于焊接质量不佳、装配不细、运输过程中粗心地吊放变压器,会造成变压器油箱漏油,如不及时维护,则变压器将产生过热和击穿。

3.气体继电器内未按规定充油和检验时,继电器可能产生误动作。另外,当变压器油箱内部发生故障时,由于缺乏正确保护,会造成变压器严重击穿。

4.变压器不满足并列运行条件要求。

(七)冷却油及冷却介质故障

油浸变压器油受潮、氧化,会造成电气绝缘性能下降;油泥沉淀、阻塞,会使散热器性能变坏;油绝缘下降会造成闪络放电等故障。对于特种冷却介质的变压器,如密封不严渗漏,使气压下降,冷却效果差,绝缘性能下降也会导致故障发生

(八)制造工艺欠妥及修理方法不当引起的故障

选用的导电材料、磁性材料、绝缘材料不良,设计和工艺质量不好。在变压器修造、组装过程中,由于不严格执行工艺标准,操作不当,绕组绕制不规范,浸烘不透不干,组装顺序不统一,附件不标准、不合格,致使修造后变压器存在隐患。

三、变压器的故障检测诊断方法

(一)利用人的器官诊断变压器故障

通过人们对声音、振动、气味、变色、温度等的感觉来判断电气设备的运行状态,根据所发现的各种现象的变化来分析故障发生的部位和程度。

变压器产生“嗡嗡”声的原因有:硅钢片的磁滞伸缩引起的振动;铁芯的接缝与叠层之间的磁力作用引起的振动;绕组的导线之间或线圈之间的电磁力引起振动;强迫冷却式的变压器,其风扇和冷却泵产生的噪音等。

油浸变压器通过外观检查的主要项目有:

1.漏油。变压器外面粘着黑色的液体或者闪闪发亮的时候,首先应该怀疑是漏油,大中型变压器装有油位计,可以通过油面水平线的降低来发现漏油。

2.变压器油温度。

3.呼吸器。呼吸器内的吸湿剂严重变色,可能是由于过度吸潮,垫圈损坏、呼吸器破损、进入油杯的油太多等原因造成。通常用的吸湿剂是活性氧化铝(矾土)、硅胶等,并着色成蓝色。当吸湿量达到吸湿剂重量的20%~25%以上时,吸湿剂就从蓝色变为粉红色,此时,就应进行再生处理。吸湿剂再生处理应加热至100℃~140℃直至恢复到蓝色。呼吸器如果管理不善,就会加速油的老化。

(二)利用变压器保护装置判断故障

变压器内部故障可以用各种保护继电器和检测装置来检测。机械类的监测装置有气体继电器、油流量继电器等。电气类的有差动继电器、过电流继电器等。现将各种检测装置的动作原因(即事故的内容)如下。

变压器的保护继电器检测及功用

名称 类型 动作原因 功能

差动继电器 电气 因绕组层间短路,端子部分产生短路而引起的短路电流 跳闸

过电流继电器 电气 除了上述情况外,由于变压器外部短路而引起的短路电流及过负荷电流 跳闸

气体继电器 机械 由于异常过热和油中电弧使电压、油流量增大或油面降低 轻瓦斯报警、重瓦斯跳闸

冲击压力继电器 机械 由于异常过热,油中电弧使油压、气压剧烈上升 跳闸

油位继电器 机械 露油使油位降低 报警

防爆装置 机械 异常过热和油中电弧引起内部压力升高而喷油 报警

温度继电器 热 油温异常升高 报警

1.机械类检测装置

(1)气体(瓦斯)继电器。这种继电器广泛应用于带油枕的变压器。

①触点供轻微故障报警作用,当变压器内部的绝缘材料或结构中的有机草料烧毁时,油热分解产生的气体进入气体继电器的气室,当气体积聚到一定量时,气体继电器轻瓦斯触点(第1对触点)动作。

②触点用于重事故,变压器内部因绝缘击穿、短线等引起油闪络放电,变压器内部压力剧增,油急速流向油枕时继电器重瓦斯触点(第2对触点)动作。

(2)防爆装置。防爆装置是当变压器箱体内部压力升高至一定的数值时发生动作,使油箱内部压力向外部释放的装置,用于保护油箱和散热器。

2.电气类检测装置

差动继电器、过电流继电器等都是用电气的原理来检测故障的。

(1)差动继电器。差动继电器的动作原理是:在变压器的一次侧和二次侧分别安装了按变压器匝数比选定的电流互感器,利用变压器产生匝间短路之类事故时所引起的电流差值,使差动继电器动作。因此,变压器运行中如果差动继电器发生动作,一般都是匝间短路之类内部故障。

(2)过电流继电器。在电力设备或线路发生短路事故,或者过负荷时进行保护的继电器。过电流继电器保护动作后,如果设备外部线路没有相间短路,也没有过负荷,就应该考虑是变压器内部短路。

检测变压器捏不故障的其他方法还有分析溶于油中的气体的方法,看温度计的指示有否异常或根据内部有否异常声音而进行检查的方法等。

3.利用仪器仪表检测诊断故障

保护继电动作时或通过观察发现变压器内部有异常时,首先应查清当时喷油的程度、响声大小与部位、保护继电器的动作状态、负荷情况和电力系统的现状等情况作为参考。同时通过变压器的电气试验,油中的含气分析,变压器总的绝缘性能试验,绝缘油试验等进行综合分析,以便对故障的部位和损害程度作出一定的检测。这都需要用专用仪器仪表进行检测诊断。

4.变压器油中的气体类别

气相色谱法是对变压器油中可燃性气体进行分析的最切实可行的方法,该方法包括从油中脱气和测量两个过程。矿物油是由大约2871种液态碳氢化合物组成的,通过只鉴别绝缘油中的氢气(H2)、氧气(O2)、氮气(N2)、甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、乙烷(C2H6)、二氧化碳(CO2)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)9种气体,将这些气体从油中脱出并进分析,证明它们的存在及含量,即可反映出产生这些其他的故障类型和严重程度。油在正常老化过程产生的气体主要是一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2),油绝缘中存在局部放电时(如油中气泡击穿),油裂解产生的气体主要是氢气(H2)和甲烷(CH4)。在故障温度高于正常运行温度不多时,产生的气体主要是甲烷(CH4),随故障温度的升高,乙烯(C2H2)和乙烷(C2H6)逐渐成为主要物征气体;当温度高于1000oC时(如在电弧弧道温度300oC以上),油裂解产生的气体中含有较多的乙炔(C2H2),如果故障涉及到固体绝缘材料时,会产生较多的一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)。

四、变压器故障综合事故处理

(一)变压器自行跳闸后的处理

为了变压器的安全运行及操作,变压器高、中、低压各侧都装有断路器,同时还装设了必要的继电保护装置。当变压器的断路器自动跳闸后,运行人员应立即清楚、准确地向值班调度员报告情况;不应慌乱、匆忙或未经慎重考虑即行处理。待情况清晰后,要迅速详细向调度员汇报事故发生的时间及现象、跳闸断路器的名称、编号、继电保护和自动装置的动作情况及表针摆动、频率、电压、潮流的变化等。并在值班调度员的指挥下沉着、迅速、准确地进行处理。

1.为加速处理事故,限制事故的发展,消除事故的根源,并解除对人身和设备安全的威胁,应进行下列操作:

2.改变运行方式使供电恢复正常,并查明变压器自动跳闸的原因。在查明变压器跳闸原因的同时,应检查有无明显的异常现象,如有无外部短路、线路故障、过负荷、明显的火光、怪声、喷油等。如确实证明变压器两侧断路器跳闸不是由于内部故障引起,而是由于过负荷、外部短路、或保护装置二次回路误动造成,则变压器可不经外部检查重新投入运行。如果不能确定变压器跳闸是由于上述外部原因造成的,则必须对变压器进行内部检查。主要应进行绝缘电阻、直流电阻的检查。经检查判断变压器无内部故障时,应将瓦斯保护投入到跳闸位置,将变压器重新合闸、整个过程,应慎重行事。如经绝缘电阻、直流电阻检查判断变压器有内部故障,则需对变压器进行吊芯检查。

(二)变压器气体保护动作后的处理

变压器运行中如发生局部发热,在很多情况下,没有表现为电气方面的异常,而首先表现出的是油气分解的异常,即油在局部高温作用下分解为气体,逐渐集聚在变压器顶盖上端及瓦斯继电器内。区别气体产;生的速度和产气量的大小,实际上是区别过热故障的大小。

1.斯动作后的处理。轻瓦斯动作发出信号后,首先应停止音响信号,并检查瓦斯继电器内气体的多少,判明原因。

2.瓦斯保护动作后的处理:运行中的变压器发生瓦斯保护动作跳闸,或者瓦斯信号和瓦斯跳闸同时动作,则首先考虑该变压器有内部故障的可能。对这种变压器的处理应十分谨慎。

故障变压器内产生的气体是由于变压器内不同部位判明瓦斯继电器内气体的性质、气体集聚的数量及速度程度是至关重要的。不同的过热形式造成的。因此,对判断变压器故障的性质及严重程度是至关重要的。

(三)变压器差动保护动作后的处理

差动保护是为了保证变压器的安全可靠的运行,即当变压器本身发生电气方面的故障(如层间、匝间短路)时尽快地将其退出运行,从而减少事故情况下变压器损坏的程度。规程规定,对容量较大的变压器,如并列运行的6300kVA及以上、单独运行的10000kVA及以上的变压器,要设置差动保护装置。与瓦斯保护相同之处是这两种保护动作都比较灵敏、迅速,都是保护变压器本身的主要保护。与瓦斯保护不同之处在于瓦斯保护主要是反映变压器内部过热引起油气分离的故障,而差动保护则是反映变压器内部(差动保护范围内)电气方面的故障。差动保护动作,则变压器两侧(三绕组变压器则是三侧)的断路器同时跳闸。

1.差动保护动作后的处理

(1)经过上述步骤检查后,如确实判断差动保护是由于外部原因,如保护误碰、穿越性故障引起误动作等,则该变压器可在重瓦斯保护投跳闸位置情况下试投。

(2)如不能判断为外部原因时,则应对变压器进行更进一步的测量分析,如测量直流电阻、进行油的简化分析、或油的色谱分析等,以确定故障性质及差动保护动作的原因。

(3)如果发现有内部故障的特征,则须进行吊芯检查。

(4)当重瓦斯保护与差动保护同时动作开关跳闸,应立即向调度员汇报,不得强送。

(5)对差动保护回路进行检查,防止误动引起跳闸的可能。

除上述变压器两种保护外还有定时限过电流保护、零序保护等。当主变压器由于定时限过电流保护动作跳闸时,首先应解除音响,然后详细检查有无越级跳闸的可能,即检查各出线开关保护装置的动作情况,各信号继电器有无掉牌,各操作机构有无卡死等现象。如查明是因某一出线故障引起的越级跳闸,则应拉开出线开关,将变压器投入运行,并恢复向其余各线路送电;如果查不出是否越级跳闸,则应将所有出线开关全部拉开,并检查主变压器其他侧母线及本体有无异常情况,若查不出明显的故障,则变压器可以空载试投送一次,运行正常后再逐路恢复送电。当在送某一路出线开关时,又出现越级跳主变压器开关,则应将其停用,恢复主变压器和其余出线的供电。若检查中发现某侧母线有明显故障征象,而主变压器本体无明显故障,则可切除故障母线后再试合闸送电,若检查时发现主变压器本体有明显的故障征兆时,不允许合闸送电;应汇报上级听候处理。当零序保护动作时,一般是系统发生单相接地故障而引起的,事故发生后,立即汇报调度听候处理。

(四)变压器着火事故处理

变压器着火,应首先断开电源,停用冷却器,迅速使用灭火装置。若油溢在变压器顶盖上面着火,则应打开下部油门放油至适当油位;若是变压器内部故障而引起着火,则不能放油,以防变压器发生严重爆炸的可能。一旦变压器故障导致着火事故,后果将十分严重,因此要高度警惕,作好各种情况下的事故预想,提高应付紧急状态和突发事故下解决问题的应变技能,将事故的影响降低到最小的范围。

1.变压器防火保护的几种灭火系统

(1)水喷雾灭火系统。利用水喷雾灭火是将着火的变压器从外部喷水降温而实现熄灭火焰。 水喷雾灭火系统的构成主要有储水池、水泵、阀门水管道、喷水头及火焰探测器和控制器等。

这种灭火方法在实际应用中存在如下几个问题:

①喷头易发生堵塞,长期不用时突然使用,水管铁锈冲至喷头可能会发生堵塞响灭火功能。

②管道必须沿变压器排列,检修变压器时,必须先拆管道,因此很不方便。

③必须在变压器附近设置储水池,且水要定期更换,否则时间太长水要变质发臭,造成污染。

④除上述外还需要大功率水泵,因此,成本高,维护工作量大。

(2)卤代烷灭火系统。卤代烷灭火的原理是返催化,即将原进行的化学反应中止而熄灭火焰。采用卤代烷方式灭火,只有在变压器油外溢着火时才有效,且这种灭火介质喷出后,会破坏大气中的臭氧层,因此从环保的角度出发,这种灭火方式终将可能被淘汰。

(3)氮气搅拌灭火系统。氮气搅拌灭火系统结构简单、动作可靠、方便易行、不污染环境、灭火效果显著,且造价低,维护方便。以下介绍的DDM油浸变压器充氮灭火器装置是目前比较先进可靠的一种变压器灭火设备。 DDM油浸电力变压器充氮灭火装置主要用于发电厂,变压站容量在10MVA以上的大容量电力变压器的灭火消防。

2.系统灭火工作原理

当变压器发生火灾时,由火灾探测器和瓦斯继电器动作信号起动灭火装置,该装置同时接收到启动投运的两组信号后,首先快速将排油阀立即打开,将油箱中油降低于顶盖下方25cm左右,缓介变压器本体内压力防止爆炸,同时控流阀关闭,将油枕与本体隔离,防止“火上浇油”。

经排油阀打开数纱后,氮气从变压器底部充入本体,使变压器油上下充分搅拌,迫使油温降至燃点以下,实现迅速灭火,充氮时间可持续10min以上,以使变压器充分冷却,阻止重燃。

3.反事故措施

(1)变压器加油应采用真空注油,以排除气泡。油质应化验合格,并作好记录。

(2)变压器投入运行后,重瓦斯保护应接入跳闸回路,并应采取措施防止误动作。当发现轻瓦斯告警信号时,要及时取油样判明气体性质,并检查原因及时排除故障。

(3)对变压器渗漏油的故障要及时加以处理。

(4)防爆装置应按要求安装在正确的位置,防爆板应采用适当厚度的层压板或玻璃纤维布板等脆性材料。

(5)加强管理和建立正常的巡视检查制度。

(6)重视安全教育,进行事故预想,提高安全意识。

变压器是电网中的重要设备之一。虽配有避雷器、差动、接地等多重保护,但由于内部 结构复杂、电场及热场不均等诸多因素,事故率仍然很高。 中国 在70年代的10年中,110kV 及以上变压器的年平均绝缘事故率约为17.66台次,恶性事故和重大损失也时有发生。因此 借鉴国外经验,利用先进在线监测设备,加强状态维护模式,以使电力供应更加安全可靠。

五、总结

通过对变压器的常见故障分析的经验总结,将有利于及时、准确判断故障原因、性质,及时采取有效措施,确保设备的安全运行。根据运行维护管理规定变压器必须定期进行检查,以便及时了解和掌握变压器的运行情况,及时采取有效措施,力争把故障消除在萌芽状态之中,从而保障变压器的安全运行。

参考文献

[1] 张莹.工厂供配电技术.北京:电子工业出版社,1992.

[2] 朱德恒.谈克雄.电绝缘诊断技术.北京:中国电力出版社,1996.

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[4] 朱英浩.新编变压器实用技术问答.沈阳:辽宁科学技术出版社,1997.

[5] 陈化钢.电气设备预防性试验技术问答.北京:中国水利水电出版社,2001.

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[7] 李铁开.防止油浸变压器渗漏油的技术措施.北京大学出版社,2003.

[8] 谢明雨、郭扬光.变压器内部故障的检测.内蒙古电力技术出版社,2001.

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