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(yùn)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(yùn)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(yùn)行狀況,應(yīng)定期進(jìn)行檢查,以便了解和掌握變壓器的運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(qiáng)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(diǎn)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(qiáng)對變壓器鐵芯多點(diǎn)接地的檢測和預(yù)防。

1.鐵芯多點(diǎn)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(diǎn)。

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(diǎn)。

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(diǎn)接地,可用電流表測接地線電流。因?yàn)殍F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(diǎn)接地處;如果只有一點(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)維護(hù),防止過載運(yùn)行,一旦出現(xiàn)多點(diǎn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)行,減少變壓器故障。

1 )運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yàn),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(yùn)行油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),對維修人員十分重要。運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(qiáng)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(yùn)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(bǔ)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(diǎn)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(yùn)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(shí)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(qiáng)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(qiáng)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(yùn)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(qiáng).煤礦地面變壓器異常運(yùn)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(yùn)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 ]