关于油浸式电力变压器的故障分析与预防对策探讨

作者:未知

  摘  要:随着我国人民的生活水平日益提高,工厂、医院、教学等各行各业对电能的需求也越来越大,電能的生产、传输过程中都离不开电力变压器,变压器主要承担的是转换电压的作用,是电力系统运行中必不可少的设备之一。火力发电厂一般采用的是油浸式电力变压器,变压器的稳定可靠运行对整个电力系统的运行有着举足轻重的影响。影响油浸式变压器的原因有很多,在实际的运行过程中,我们必须提高变压器的生产质量,对变压器的误差进行分析,有效避免故障发生。文章主要简单介绍了油浸式变压器,对运行过程中的常见故障进行了探讨,从电力运行可靠的角度出发,提出了故障的预防对策。
  关键词:故障分析;油浸式变压器;预防对策
  中图分类号:TM41 文献标志码:A         文章编号:2095-2945(2019)10-0112-02
  Abstract: With the improvement of the living standards of the people in our country, the demand for electric energy in factories, hospitals, teaching and other industries is also increasing, and the production and transmission of electric energy cannot be separated from power transformers. Transformer is mainly responsible for the role of voltage conversion, is one of the essential equipment in the operation of the power system. Oil-immersed power transformers are generally used in thermal power plants. The stable and reliable operation of transformers has an important impact on the operation of the whole power system. There are many reasons that affect the oil-immersed transformer. In the actual operation process, we must improve the production quality of the transformer, analyze the error of the transformer, and effectively avoid the occurrence of faults. In this paper, the oil-immersed transformer is briefly introduced, the common faults in the operation process are discussed, and the preventive countermeasures of the faults are put forward from the point of view of reliable operation of electric power.
  Keywords: fault analysis; oil-immersed transformer; preventive countermeasures
  引言
  当今社会的发展以及生产运行与电力是分不开的,电力变压器具有改变电压等级的作用,合理的改变电压等级,有利于减少电力传输过程中的电能损失,实现灵活供电,为电力系统的安全稳定可靠运行提供了支持。目前我国常用的变压器有干式和油浸式两种,由于后者具有维护方便、成本低的特点,所以得到了广泛的使用,火力发电厂多以油浸式变压器为主。为了更好的分析变压器的运行故障,保证油浸式电力变压器的稳定运行,首先必须要了解变压器的结构,掌握相应的有效预防措施。
  1 变压器的组成及结构
  在分析油浸式变压器的故障原因之前,首先要了解变压器的组成以及结构。目前使用的变压器种类很多,主要是以油浸式和干式两种变压器为主,无论是哪种变压器,其内部的基本结构组成,以及工作原理都是相同的。变压器的主要功能是改变电压等级,利用电磁感应原理,通过控制变压器的匝数,从而实现电压的升降,为进一步传输和使用电能做准备。我国目前仍以火力发电为主,火力发电厂通常使用的是油浸式变压器,所以下面主要分析这种变压器的结构配置。
  (1)铁芯:变压器电磁感应的实现主要就是通过铁芯构成内部磁路,目前我国常用的铁芯是由热轧或冷轧硅钢制成,由铁芯柱和铁轭共同组成,铁轭用于闭合磁路,铁芯上套有绕组。(2)线圈:变压器实现变压功能是通过不同匝数的线圈来完成,其主要材料是由铜导线制成。为了保证绝缘效果,绕线通常用绝缘纸或环氧树脂漆来绝缘。(3)油箱:油浸式变压器的铁芯和绕组组成的器身放置在油箱中,油箱采用钢板焊接而成。与干式变压器不同的地方在于,油浸式变压器会将一些重要的部件存于变压器油中。(4)其他部件:除上述部件外,变压器还设有二次控制和保护装置,如气体继电器、顶油温度计、绕组温度计和压力释放阀等等。
  2 油浸式变压器的特点
  油浸式变压器的适用范围很广,既可以在户内使用,也适用于户外。油浸式变压器的主要特点如下:(1)油浸式变压器大多数采用的是圆柱形结构绕组。除了小容量的变压器外,大多数用的是铜导线绕制,饼式结构主要用于高压绕组。这种结构可以一定程度上平衡变压器内的绕组安匝分布,可以减少漏磁通,提高机械强度,同时抗短路能力也有所提高。(2)铁芯和绕组都要加强紧固,由于变压器运行时要经受住电力系统可能发生的短路故障,以及运输过程中的振动,所以变压器其器身一定要紧固好。(3)油箱采用桶式和钟罩式等结构,既要能够避免氧气、水分等物质的渗入,有效隔绝了变压器与外部环境的接触,起到密封的作用。还要满足因温度变化引起的油量变化的影响以及足够的机械强度。   3 油浸式电力变压器的常见故障分析
  3.1 变压器绝缘受潮故障
  變压器必须保证自身能够在系统运行期间承受不同的电压,所以变压器的绝缘强度非常重要,它将直接影响变压器的性能以及系统的安全运行。绝缘材料构成了变压器绝缘的重要影响因素,绝缘材料的自身的绝缘性能和质量如何,都将直接影响变压器的可靠性和使用寿命。
  (1)电力变压器运行过程中,需要进行定期检查,而在检查的过程中,绝缘件可能会暴露在空气中,长时间的情况下会发生受潮现象,这样就会导致绝缘材料的性能下降,如果变压器在注油之前的真空处理不合格的话,也会致使绝缘水分过多。在制造变压器时,制造商可能为了赶赴交货期,缩短了制造时间,所以对应的绝缘材料在出厂时可能并未进行充分干燥处理,导致变压器内部的含水量过多,并在日后的运行过程中逐渐析出,使得变压器的绕组绝缘强度降低,泄露电流增大,进而出现绝缘受潮故障。(2)对于新投入使用变压器而言,里面的油箱含有大量气体,如氢气,一氧化碳或二氧化碳等,气体中会夹带水分,所以这些水分必须通过干燥处理,但是在真空处理中,氢气会吸附在不锈钢上,不能完全消除,这样就会导致在设备运行期间油中的残余气体释放,使得变压器出现绝缘故障。(3)如果变压器本身的密封性不够,附件与空气接触,就会有水分进入,可能会造成泄漏。在变压器的油箱上,如果橡胶垫圈的厚度不足,则会在壳体中形成空腔,然后水分将会进入变压器的内部,引起绝缘故障。(4)固体纸绝缘故障。固体纸发生绝缘故障是常见的故障之一,固体纸主要包括绝缘压板,线圈绝缘等,受到电磁场环境的影响,热老化会使得固体纸的绝缘性能降低,内部的介电损耗增加,拉伸强度降低,甚至内部的金属材料也被腐蚀。为了保证运行的可靠性,油浸变压器固体绝缘材料应具有良好的绝缘性,要在规定的使用年限内正常使用。(5)液体油绝缘故障。液体油都是从石油中提取的油萃取物,实际上是各种树脂,酸和其他物质的混合物,由于这些物质本身就不够稳定,混合后更加无法保证稳定性,在高温、大磁场、高电流的影响下会发生氧化,正常情况下,绝缘油的氧化过程缓慢进行,如果保存完好可以使用20年,但油浸式变压器的工作场合比较恶劣,金属和其他杂质的渗入会加速氧化的发展,使得油质量下降。
  3.2 油温异常
  (1)油浸式变压器的油温异常是常见的故障之一,变压器内部的局部过热或绝缘损坏可能导致变压器的油温升高。如涡流会使铁芯长时间处于过热状态,导致硅钢片损坏,可能会引起短路。此时,大电流将引起局部过热并导致温度升高,最终会使得变压器油的温度升高。(2)在变压器绕组中,可能存在内部短路的现象,或者内部连接出现问题,电阻增大等现象,这也会增加变压器的油温。(3)变压器的散热不够及时,散热器阀门未及时打开,或者是长时间处于缺油状态,负载过大,环境温度高等原因都会使得变压器的温度过高。变压器油温过高的话,可能会发生漏油现象,导致内部的油位降低。此时,应该及时补充油,解决漏油现象。
  3.3 油箱发生泄漏
  (1)由于自身的原因,可能是油箱与零件之间的接触密封不良,或者是铸件和焊件的强度不足,变压器运行时的负荷过大等,可能会出现漏油现象。(2)变压器内部出现故障时,可能会导致油箱内的油温升高,油的体积会增加,可能会出现喷油或者漏油的现象。所以有经验的工作人员可以根据标准环境温度判断油位是否正常,如果油位过低可能会导致变压器油泄漏,过高可能是内部冷却装置故障。
  4 油浸式电力变压器故障预防对策
  4.1 避免绝缘受潮的现象发生
   不可否认,绝缘受潮是变压器经常会遇到的问题,其中绝缘材料是绝缘失效的主要原因之一,必须确保变压器的安装符合规范,对于发生了问题的变压器,要及时进行处理,根据设备的运行工作时间,合理的制定检验周期,测试项目尽可能完整。加强对变压器运行的监控,实时监控变压器油箱的顶部油温,油位,外壳温度等,及时发现错误,通知工作人员进行处理。变压器制造的时候,出厂之前就应该在厂房内的干燥室进行干燥,严格执行干燥工艺标准,彻底清除游离水,并将绝缘材料的含水量作为工厂监督的质量控制点。还应该加强变压器和附件的质量管理,加强对工厂设计、生产、工艺和材料质量的监测。
  4.2 漏油处理
   首先,应该对漏油区域进行仔细的检查,包括所有的密封点和焊缝处,还有焊接泄漏点,使用高质量的密封件,油浸式电力变压器发生漏油后,要分析可能会引起漏油的原因,如果在检修的过程中发现设备有泄漏的现象,应当立马采取相应措施解决,及时进行记录,为后续的维护提供数据参考。更换对应的损坏部件后,应及时拧紧螺母和挂架,对绝缘件以及密封件进行更换,同时完成各部件的加固。
  5 结束语
  油浸式电力变压器是电力生产、运输不可或缺的电力设备,变压器也是实现电网灵活传输的重要设备,变压器的生产质量直接影响到电网的运行安全,总之,油浸式变压器故障是由多种因素引起的,需要不断地总结故障原因,为日后的工作提供科学依据,这样有助于提高工作效率和质量,以实现油浸式变压器的稳定运行。
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