丘榮中
(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司河源供電局變電管理所,廣東 河源517000)
變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。內(nèi)部故障為變壓器內(nèi)部發(fā)生的各種故障,其主要類型有:各相繞組之間發(fā)生的相間短路、繞組線匝之間發(fā)生的匝間短路、繞組或引出線通過外殼發(fā)生的接地故障等。外部故障為變壓器外部絕緣套管及其引出線、散熱器、油泵及其他配件上發(fā)生的各種故障,其主要類型有:絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的短路,引出線之間發(fā)生相間故障等。
繞組是變壓器主要部件,是電能輸入和輸出回路。常見故障有松動、斷路、短路,其中繞組短路又可分為相間短路、匝間短路、股間短路等??赡軐?dǎo)致變壓器繞組故障的原因有:線路短路故障;長期過負(fù)荷運(yùn)行,絕緣嚴(yán)重老化;繞組絕緣受潮;繞組接頭或分接開關(guān)接頭接觸不良;雷電波侵入,使繞組過電壓。
繞組故障中短路最為常見,短路故障的危害可分為:輕度損壞,指繞組有變形,引線被燒斷,但絕緣未損壞;中度損壞,指繞組有變形,繞組或引線被燒斷,絕緣受到一定程度的影響;重度損壞,指繞組有嚴(yán)重變形,壓板被沖斷、繞組燒斷、絕緣被擊穿或燒壞,嚴(yán)重的則爆炸起火,變壓器燒毀。輕微的匝間短路可以引起瓦斯保護(hù)動作,嚴(yán)重時(shí)差動保護(hù)或電源側(cè)的過流保護(hù)也會動作。發(fā)現(xiàn)匝間短路應(yīng)及時(shí)處理,因?yàn)槔@組匝間短路常會引起更嚴(yán)重的單相接地或相間短路等故障。
除了短路故障,繞組斷路故障也比較常見。其原因有:(1)制造工藝、雷擊造成繞組內(nèi)部斷線;(2)分接開關(guān)接線松脫、動觸頭損壞;(3)導(dǎo)線接頭處焊接不良;(4)繞組發(fā)生匝間、相間短路或?qū)Φ囟搪范鵁龜?;?)搬運(yùn)時(shí)振動強(qiáng)烈,使引線斷開。變壓器繞組如果有一相斷路,變壓器將在不平衡狀態(tài)下運(yùn)行,低壓側(cè)出現(xiàn)不平衡電壓和電流,直流電阻也不平衡;如果繞組有兩相斷路,則變壓器不能運(yùn)行;當(dāng)?shù)蛪簜?cè)兩相斷路時(shí),變壓器為單相負(fù)載運(yùn)行,斷路的兩相無電壓輸出。變壓器斷路是致命故障,應(yīng)停電檢修,連接好斷線處。
套管故障情況較輕時(shí),可能造成套管絕緣局部擊穿、外絕緣閃絡(luò)、接頭燒熔、瓷件裂紋滲漏油,不會影響變壓器線圈和器身絕緣,只需局部處理或更換套管,即可恢復(fù)運(yùn)行。套管故障情況嚴(yán)重時(shí),可能造成套管著火、套管爆炸、瓷套破損,套管爆炸時(shí)瓷件碎片有可能擊壞其他電氣設(shè)備,致使事故擴(kuò)大,甚至需要長期停電修復(fù),造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。平時(shí)維護(hù)的一般方法是:(1)清除套管外表面的積灰和臟污;(2)若套管密封不嚴(yán)或絕緣受潮劣化則應(yīng)更換套管。
變壓器正常油位上升或下降是由溫度變化造成的,幅度不會太大。當(dāng)油位下降顯著甚至看不見油位時(shí),可能是變壓器出現(xiàn)了漏油、滲油現(xiàn)象。變壓器滲漏油一般來說有幾種原因:(1)密封膠墊失效,如密封膠墊老化、損壞、開裂等。(2)變壓器本體焊接處焊縫裂開、虛焊、脫焊。(3)油閥、法蘭等部件滲漏油。(4)散熱器滲漏油。變壓器出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象時(shí),應(yīng)首先找出滲漏點(diǎn),再分類處理:密封膠墊失效,如密封膠墊老化、損壞、開裂的,可以在停電時(shí)更換密封件;變壓器本體焊接處焊縫裂開、虛焊、脫焊的,停電時(shí)可以將焊縫補(bǔ)焊;油閥、法蘭等部件滲漏油的,更換油閥、法蘭等部件;散熱器滲漏油的,進(jìn)行表面處理并補(bǔ)焊,或直接更換散熱器。
當(dāng)油位降低到油枕底部,油位表指示為0并發(fā)出報(bào)警(變壓器油位異常)時(shí),應(yīng)進(jìn)行以下檢查和處理:仔細(xì)檢查散熱片、法蘭、管道、油箱等部分是否滲漏油;若是油標(biāo)管、呼吸器堵塞造成假油位,應(yīng)使堵塞處暢通,在處理時(shí)將重瓦斯改接信號;若是油位表接點(diǎn)損壞或其他機(jī)械問題,應(yīng)更換油位表;若是缺油應(yīng)及時(shí)補(bǔ)油;冬季環(huán)境溫度異常低,使油位太低時(shí),應(yīng)及時(shí)補(bǔ)油;變壓器油位因溫度上升有可能高出油位指示極限,經(jīng)查明不是假油位所致,則應(yīng)放油至適當(dāng)油位,以免溢油。
調(diào)壓開關(guān)是變壓器中用來調(diào)節(jié)輸出電壓的裝置,調(diào)壓開關(guān)常見故障有:(1)調(diào)壓開關(guān)拒動。發(fā)生拒動時(shí)應(yīng)檢查以下內(nèi)容:操作是否正確;遠(yuǎn)方/就地操作選擇把手是否正確,如果位置不正確,應(yīng)將它們置于正確位置上;操作回路直流電源是否正常,如不正常應(yīng)恢復(fù)電源操作機(jī)構(gòu)交流電源;控制回路是否閉鎖。(2)調(diào)壓開關(guān)機(jī)械故障。包括切換開關(guān)或分頭選擇器故障、操作機(jī)構(gòu)機(jī)械故障,發(fā)生以上類似情況時(shí),應(yīng)及時(shí)申請將變壓器退出運(yùn)行,進(jìn)行檢修。(3)調(diào)壓開關(guān)失步。變壓器調(diào)壓開關(guān)三相應(yīng)在同一位置,失步是指調(diào)壓時(shí)由于某種原因,調(diào)壓開關(guān)三相分頭位置不一致,會產(chǎn)生零序電壓和零序電流。在變壓器調(diào)壓過程中,短時(shí)不一致是可能的,如長時(shí)間不一致,可能使變壓器過熱或跳閘。調(diào)壓開關(guān)失步的原因,可能是其中一相或兩相由于電氣或機(jī)械故障而拒動,或啟動后中途停止。發(fā)生有載分接開關(guān)失步故障時(shí),運(yùn)行人員應(yīng)立即到現(xiàn)場,檢查變壓器三相分接開關(guān)的實(shí)際位置,查明拒動原因,予以處理,使三相恢復(fù)同步。為避免變壓器長期在失步狀態(tài)下運(yùn)行,可將已動作的相先調(diào)回原位(現(xiàn)場電動或手動),然后檢查拒動相拒動原因。如因機(jī)械故障不能使變壓器恢復(fù)同步,應(yīng)按現(xiàn)場規(guī)程的規(guī)定申請將變壓器退出運(yùn)行。
瓦斯保護(hù)發(fā)生時(shí),反映的是變壓器可能有內(nèi)部故障。變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí),電弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體,從油箱向油枕流動,其強(qiáng)烈程度隨故障嚴(yán)重程度的不同而不同,因這種氣流與油流而動作的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù),也叫氣體保護(hù)。由于氣體數(shù)量和油流速度能直接反映變壓器故障性質(zhì)和嚴(yán)重程度,產(chǎn)生少量氣體和油流速度較小時(shí),輕瓦斯動作于信號;故障嚴(yán)重、油流速度大時(shí),重瓦斯保護(hù)瞬時(shí)作用于跳閘。重瓦斯保護(hù)動作跳閘時(shí),在查明原因消除故障前不得將變壓器投入運(yùn)行。為查明原因應(yīng)重點(diǎn)考慮以下因素,作出綜合判斷:(1)變壓器外觀有無明顯反映故障性質(zhì)的現(xiàn)象。(2)瓦斯繼電器中積聚氣體量。重瓦斯動作跳閘后應(yīng)立即取氣送檢,檢查氣體是否可燃(此時(shí)主變在熱備用狀態(tài)無須申請退出重瓦斯保護(hù)壓板)。(3)是否呼吸不暢或排氣未盡。(4)瓦斯繼電器中氣體和油中溶解氣體的色譜分析結(jié)果。(5)必要時(shí)做電氣試驗(yàn)。(6)變壓器其他繼電保護(hù)裝置動作情況。(7)保護(hù)及直流等二次回路是否正常。輕、重瓦斯同時(shí)動作,大多為變壓器內(nèi)部故障,如匝間短路、對地放電等嚴(yán)重故障,應(yīng)對變壓器進(jìn)行全面檢查。
變壓器正常運(yùn)行時(shí),聲音是清晰而有規(guī)律的,變壓器負(fù)荷發(fā)生顯著變動或運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常,則聲音較平時(shí)增大,有斷續(xù)雜音,出現(xiàn)異常響聲。(1)聲音比平時(shí)增大,但較均勻,變壓器發(fā)出很高且沉重的“嗡嗡”聲,可能是電網(wǎng)運(yùn)行電壓偏高,應(yīng)退出電容器或投入電抗器來降低系統(tǒng)電壓;若是變壓器過負(fù)荷,應(yīng)申請調(diào)度轉(zhuǎn)移負(fù)荷或減負(fù)荷。(2)有斷續(xù)雜音,應(yīng)檢查變壓器零部件,即內(nèi)部鐵芯或夾件有無松動。如果變壓器負(fù)荷電流低于額定值且溫度不高,可繼續(xù)運(yùn)行;如聲音不斷增大,則應(yīng)考慮停電檢修。(3)內(nèi)部有放電聲:匝間短路時(shí),短路匝產(chǎn)生嚴(yán)重的局部過熱,促使變壓器油局部沸騰,發(fā)生“咕嚕、咕嚕”像開鍋一樣的聲音;分接開關(guān)接觸不良或絕緣擊穿,發(fā)生放電的“劈啪”聲;異響中夾有不均勻爆炸聲,可能是變壓器的器身絕緣有擊穿。遇到這類情況,變壓器電壓將出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡,油溫也將升高,應(yīng)停電檢修變壓器。
總之,引發(fā)變壓器故障的原因很多,對運(yùn)行中的變壓器必須有可靠的監(jiān)測手段及保護(hù)措施,以防設(shè)備爆炸等惡性事故發(fā)生。變壓器的保護(hù)措施一般有下面幾點(diǎn):(1)變壓器加油應(yīng)采用真空注油,以排除氣泡。油質(zhì)應(yīng)化驗(yàn)合格,并作好記錄。(2)變壓器投入運(yùn)行后,重瓦斯保護(hù)應(yīng)接入跳閘回路,并采取措施防止誤動作。當(dāng)發(fā)現(xiàn)輕瓦斯告警信號時(shí),要及時(shí)取油樣判明氣體性質(zhì),并查明原因,及時(shí)排除故障。(3)對變壓器滲漏油故障要及時(shí)加以處理。(4)防爆裝置應(yīng)按要求安裝在正確位置,防爆板應(yīng)采用適當(dāng)厚度的層壓板或玻璃纖維布板等脆性材料。(5)加強(qiáng)管理,建立正常的巡視檢查制度。(6)重視安全教育,進(jìn)行事故預(yù)想,提高安全意識。