徐姣

摘 要：在水電廠日常運(yùn)行過(guò)程中，變壓器是水電運(yùn)行的主設(shè)備，是電廠的發(fā)電、輸電是否能可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素和必要條件，與水電廠的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)有著緊密聯(lián)系及深遠(yuǎn)影響，變壓器設(shè)備是水電廠能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素。因此，水電廠的工作人員必須時(shí)刻關(guān)注著變壓器設(shè)備的日常運(yùn)行情況，確保其穩(wěn)定性、安全性以及可靠性。排查變壓器的缺陷與故障，降低變壓器的安全隱患，避免設(shè)備事故對(duì)水電廠造成經(jīng)濟(jì)損失。本文針對(duì)水電廠變壓器發(fā)生故障的原因進(jìn)行探討，并采用有效的措施對(duì)其故障進(jìn)行解決。

關(guān)鍵詞：水電廠;變壓器;故障原因;解決措施

為了確保水電廠運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，水電廠工作人員必須定期對(duì)變壓器的運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)地檢查。在設(shè)備故障排查過(guò)程中，分析變壓器在運(yùn)行過(guò)程中存在的具體問(wèn)題，包括絕緣老化、鐵芯故障、繞組故障、密封問(wèn)題、油路故障等等，并及時(shí)采取有效的解決措施，確保變壓器在水電廠中能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，為人們提供良好的電力服務(wù)。

1水電廠變壓器發(fā)生故障的原因

1.1設(shè)備故障檢查

對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢查維護(hù)，以保證設(shè)備沒(méi)有缺陷及安全隱患，而對(duì)設(shè)備開(kāi)展的檢查主要在設(shè)備的兩種狀態(tài)下進(jìn)行：運(yùn)行態(tài)和檢修態(tài)。

運(yùn)行態(tài)：是在設(shè)備的正常運(yùn)行前提下，對(duì)設(shè)備開(kāi)展的常規(guī)檢查。包括設(shè)備溫度、油位、絕緣是否正常，設(shè)備是否存在異響，設(shè)備的冷卻系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，設(shè)備是否存在不明火花，或者明顯的滲漏點(diǎn)等等。運(yùn)行狀態(tài)下的檢查比較簡(jiǎn)單、常規(guī)化，被發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題也大多比較明顯，問(wèn)題癥結(jié)較易被分析出來(lái)。

檢修態(tài)：是在設(shè)備處于檢修狀態(tài)下，對(duì)設(shè)備開(kāi)展的一系列檢查。檢修態(tài)的變壓器處于停運(yùn)狀態(tài)，工作人員對(duì)設(shè)備的絕緣、控制元件進(jìn)行測(cè)試，檢查設(shè)備是存在問(wèn)題。這種檢查比較繁瑣、專業(yè)，很多隱性的缺陷會(huì)被檢測(cè)出來(lái)，并根據(jù)具體情況進(jìn)行維修改造。

如果無(wú)法在設(shè)備的運(yùn)行態(tài)及檢修態(tài)過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問(wèn)題，而造成設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生設(shè)備故障，那會(huì)對(duì)設(shè)備帶來(lái)極大損壞，給水電廠帶來(lái)巨大損失。

1.2絕緣老化問(wèn)題

運(yùn)行多年后變壓器存在的最大問(wèn)題是固體絕緣的老化。變壓器的固體絕緣材料主要是絕緣紙板，絕緣紙板主要成分是纖維素，變壓器絕緣老化過(guò)程即是纖維素的降解過(guò)程。[1]絕緣紙老化后致使變壓器絕緣強(qiáng)度下降，導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生電氣擊穿，而造成嚴(yán)重的事故。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，固體絕緣老化問(wèn)題一直都是提高變壓器設(shè)備運(yùn)行效率急需解決的任務(wù)。由于絕緣層的主要作用就是防止設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)內(nèi)部電流嚴(yán)重泄漏的問(wèn)題，避免安全事故發(fā)生的可能性，可見(jiàn)他的重要性。變壓器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，絕緣材料自身的性能會(huì)受到高溫、水分、氧化作用等客觀因素的影響而發(fā)生變化，最終引起絕緣材料的老化，絕緣層一旦發(fā)生老化問(wèn)題，就會(huì)嚴(yán)重降低自身的絕緣性能，增加設(shè)備放電、擊穿或短路的幾率，嚴(yán)重威脅變壓器運(yùn)行過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性。

1.3油質(zhì)故障問(wèn)題

水電廠的變壓器大多數(shù)選擇油浸式變壓器，變壓器內(nèi)部充滿了變壓器油，變壓器油主要作用是對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行絕緣、降溫、防潮等保護(hù)。設(shè)備內(nèi)部的油質(zhì)一旦發(fā)生變化，特別是雜質(zhì)、水分含量增加，會(huì)對(duì)設(shè)備內(nèi)部絕緣性能及散熱功能造成極大影響。而長(zhǎng)期的內(nèi)部運(yùn)行溫度過(guò)高又會(huì)加速設(shè)備內(nèi)部絕緣性能降低，最終因?yàn)樽儔浩鲀?nèi)部絕緣降低致使設(shè)備內(nèi)部故障，造成設(shè)備的短路或斷路現(xiàn)象，甚至還會(huì)導(dǎo)致油箱出現(xiàn)嚴(yán)重滲油或者漏油的問(wèn)題，增加設(shè)備安全事故的發(fā)生幾率，影響設(shè)備地正常運(yùn)行。

1.4繞組變形故障

變壓器的繞組在運(yùn)行過(guò)程中受到設(shè)備內(nèi)部電流地沖擊，巨大的沖擊力使得繞組急劇發(fā)熱，較高的溫度會(huì)使繞組損壞或變形。[1] 變壓器繞組受到破壞后，對(duì)設(shè)備絕緣有極大地影響，導(dǎo)致局部放電或者匝間擊穿。最終會(huì)造成變壓器內(nèi)部發(fā)生短路或斷路現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅設(shè)備正常運(yùn)行，發(fā)生安全事故。

1.5 其他原因引起的設(shè)備故障

設(shè)備制造：設(shè)備制造工藝不良，設(shè)計(jì)不合理，設(shè)備材料不過(guò)關(guān)等設(shè)備生產(chǎn)原因造成的設(shè)備問(wèn)題;

設(shè)備運(yùn)輸及安裝：設(shè)備在運(yùn)輸或者安裝過(guò)程中，顛簸、潮濕、高溫、撞擊等對(duì)設(shè)備帶來(lái)的損害，造成設(shè)備絕緣、密封能力受到破壞;

運(yùn)行環(huán)境：長(zhǎng)期在高溫、潮濕的環(huán)境下運(yùn)行，對(duì)設(shè)備的密封、散熱能力是巨大的考驗(yàn)，長(zhǎng)期以往不利于設(shè)備地安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2水電廠變壓器發(fā)生故障的判斷及解決措施

2.1運(yùn)行態(tài)設(shè)備檢查問(wèn)題

設(shè)備維護(hù)人員要制定嚴(yán)格的運(yùn)行設(shè)備巡檢制度，具體到檢查項(xiàng)目及檢查周期。重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括設(shè)備的環(huán)境溫度、運(yùn)行溫度、設(shè)備油溫、設(shè)備油位、設(shè)備有無(wú)油水泄漏點(diǎn)、有無(wú)異響;設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)消防設(shè)施是否完備，消防器材是否在規(guī)定使用期限內(nèi);設(shè)備有無(wú)閃火點(diǎn)、局部放電或高溫問(wèn)題。若其中一項(xiàng)檢查不符合要求的，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理，處理過(guò)程中做好安全措施，保障人員和設(shè)備的安全。設(shè)備日常巡檢非常重要，通過(guò)巡檢能迅速發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的表象問(wèn)題，及時(shí)處理設(shè)備缺陷，避免問(wèn)題擴(kuò)大而造成設(shè)備損壞，進(jìn)而發(fā)生安全事故。

2.2針對(duì)絕緣老化問(wèn)題

變壓器絕緣材質(zhì)老化與否，可以通過(guò)變壓器油的化學(xué)試驗(yàn)進(jìn)行判斷。主要的試驗(yàn)包括變壓器油的氣相色譜分析法、油中糠醛含量檢測(cè)和酸值試驗(yàn)。其中，最直觀的試驗(yàn)是糠醛含量檢測(cè)，對(duì)于運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的變壓器要求定期開(kāi)展油中糠醛含量分析試驗(yàn)，數(shù)據(jù)不合格的基本可以判斷變壓器絕緣材質(zhì)老化。

如何防止運(yùn)行設(shè)備絕緣材料老化過(guò)快呢？第一，在運(yùn)行過(guò)程中，工作人員需要對(duì)變壓器設(shè)備的運(yùn)行溫度進(jìn)行有效控制。長(zhǎng)期高溫、高負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)加速絕緣材質(zhì)的老化。在變壓器中設(shè)置一個(gè)溫度測(cè)量?jī)x，對(duì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的溫度情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握設(shè)備內(nèi)部的溫度變化，可以確保設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的溫度被控制在合理范圍內(nèi)，有效地避免了因長(zhǎng)期高溫運(yùn)行對(duì)設(shè)備絕緣材質(zhì)造成永久性損害，進(jìn)而影響設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性。第二，嚴(yán)格遵守變壓器油檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，按照標(biāo)準(zhǔn)要求開(kāi)展油質(zhì)檢測(cè)工作，在檢驗(yàn)過(guò)程中若存在油質(zhì)不合格現(xiàn)象，要及時(shí)更換變壓器油。降低因油質(zhì)不合格造成絕緣材料污染而老化的現(xiàn)象;第三，及時(shí)更換設(shè)備中不合格的絕緣材料，避免因絕緣材料不合格造成變壓器內(nèi)部絕緣降低，威脅設(shè)備運(yùn)行安全。

2.3變壓器油變質(zhì)及處理措施

變壓器中充滿了變壓器油，變壓器油是重要的絕緣介質(zhì)。優(yōu)質(zhì)的變壓器油具有絕緣、散熱冷卻和滅弧的能力，同時(shí)還能隔離空氣和水分，降低設(shè)備內(nèi)部元件氧化和受潮銹蝕的可能性。[2]設(shè)備運(yùn)行時(shí)，由于受運(yùn)行條件的影響，會(huì)使油質(zhì)發(fā)生物理或化學(xué)變化產(chǎn)生氣體、水分、雜質(zhì)等，通過(guò)油質(zhì)檢測(cè)可以判斷設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行環(huán)境和設(shè)備內(nèi)部故障，所以變壓器油又是設(shè)備運(yùn)行的晴雨表。

對(duì)于設(shè)備中變壓器油，國(guó)標(biāo)規(guī)定了嚴(yán)格的檢驗(yàn)周期，主要分為新變壓器油和運(yùn)行中油。日常工作中要嚴(yán)格按照檢驗(yàn)周期和試驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)展油質(zhì)檢驗(yàn)工作。常規(guī)的檢測(cè)項(xiàng)目包括油質(zhì)水分、顏色、擊穿電壓、介質(zhì)損耗因數(shù)、氣相色譜分析、含氣量分析等等。對(duì)于運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的變壓器可以做油中糠醛含量分析、酸值含量、界面張力等試驗(yàn)判斷變壓器油的老化程度。

顏色可以直觀判斷油質(zhì)性能，包括透明度、顏色深淺、有無(wú)游離水等等;水分可以用來(lái)判斷油質(zhì)的運(yùn)行環(huán)境情況，如冷卻系統(tǒng)有無(wú)漏水，設(shè)備的密封環(huán)境是否良好等;擊穿電壓、介質(zhì)損耗因數(shù)等試驗(yàn)可用來(lái)判斷油質(zhì)的絕緣性能好壞，若試驗(yàn)結(jié)果超出了標(biāo)準(zhǔn)要求，那么油質(zhì)的絕緣性能可能會(huì)降低，設(shè)備運(yùn)行會(huì)有較大安全隱患;氣相色譜分析和油中含氣量分析都是針對(duì)油中氣體分解情況開(kāi)展的試驗(yàn)，特別是氣相色譜分析法能初步判斷設(shè)備內(nèi)部發(fā)生的電氣故障類型，屬于高溫過(guò)熱還是內(nèi)部放電，特別是當(dāng)分析結(jié)果中含有乙炔，那就要特別重視，可能是設(shè)備內(nèi)部發(fā)生火花發(fā)電故障。

嚴(yán)格遵守規(guī)程開(kāi)展油質(zhì)檢驗(yàn)工作，一能保證油質(zhì)性能良好，設(shè)備在油質(zhì)的保護(hù)中運(yùn)行;二是能盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部缺陷，及時(shí)處理以做好變壓器的維護(hù)，避免設(shè)備故障擴(kuò)大而引發(fā)嚴(yán)重的安全事件，保障設(shè)備穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。

2.4其他判斷設(shè)備缺陷的方法及措施

變壓器處于檢修狀態(tài)，為了判斷變壓器內(nèi)部有無(wú)存在缺陷，要對(duì)設(shè)備的鐵芯、夾件、繞組和套管等開(kāi)展預(yù)防性試驗(yàn)，特殊情況還應(yīng)開(kāi)展特性試驗(yàn)，以判斷變壓器內(nèi)部存在的安全隱患問(wèn)題。1、對(duì)變壓器繞組開(kāi)展絕緣電阻試驗(yàn)、介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試、吸收比或極化指數(shù)試驗(yàn)。通過(guò)介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試，能發(fā)現(xiàn)變壓器設(shè)備絕緣整體受潮、劣化變質(zhì)及設(shè)備貫穿和未貫穿的局部缺陷;開(kāi)展吸收比極化指數(shù)試驗(yàn)可以檢查出設(shè)備整體的絕緣狀況，能有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣整體受潮、臟污以及貫穿性缺陷。2、對(duì)鐵芯和夾件做絕緣電阻試驗(yàn)。絕緣電阻試驗(yàn)的設(shè)備是兆歐表，通過(guò)此試驗(yàn)可以檢測(cè)出被測(cè)物絕緣是否有貫通的集中性缺陷、整體受潮或貫通性受潮。若存在問(wèn)題，被測(cè)物的絕緣電阻會(huì)有明顯下降。若絕緣只有局部缺陷，而兩級(jí)間仍保持有部分良好絕緣時(shí)，絕緣電阻降低很少，因此不能檢出這種局部缺陷。而且絕緣電阻受工作環(huán)境的溫度、濕度、及被測(cè)物表面的臟污程度影響很大，所以測(cè)試過(guò)程中要注意當(dāng)前工作環(huán)境。[3]若在試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)異常，要及時(shí)檢查并處理設(shè)備缺陷。設(shè)備檢修就是為了發(fā)現(xiàn)并處理運(yùn)行中設(shè)備存在的隱藏問(wèn)題，才能保證設(shè)備日常運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在水電廠整體運(yùn)行的過(guò)程中，變壓器運(yùn)行正常與否是十分重要的，為了保障變壓器在運(yùn)行過(guò)程中的安全性與穩(wěn)定性，需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理變壓器設(shè)備存在的故障問(wèn)題。最重要的是有效分析設(shè)備缺陷原因及具體位置，才能根本上解決設(shè)備問(wèn)題。同時(shí)，在解決相應(yīng)問(wèn)題后，工作人員需要汲取、總結(jié)事故處理經(jīng)驗(yàn)，舉一反三，避免類似問(wèn)題再次發(fā)生，提高變壓器的運(yùn)行效率與運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)：

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