1 变压器常见故障类型及其原因
1.1 磁路故障
一般变压器磁路出现的故障有以下几种原因:
(1)穿芯螺栓的组成部件绝缘管被其他物体击穿、位移、破碎或不够长,会造成铁芯娃钢片的短路,继而产生局部涡流;一旦两个以上的穿心螺栓发生这样的状况,就会产生短路胆,并产生严重的发热情况,整个铁芯都可能被烧毁。过热的状况也可能将绝缘的线段烧毁,使相邻的线路短路。
(2)铁芯娃钢片,发生损坏、老化,也会产生循环涡流,在这种情况下会过热,威胁绕组以及铁芯的安全。
(3)当位于铁芯上的铁辄连接方式是对接时,一旦铁辄与铁芯柱之间的连接出现裂缝,就会有涡流产生而导致过热。
(4)位于铁芯内部的接地片太长,容易与铁芯硅钢发生衔接,导致局部短路,局部温度过高,严重时会将接地的铜片熔断,产生放电。
(5)在变压器发生压板丁的移动或绝缘体的破损时,金属开口会因为另一侧压板钉而闭合,造成短路环流,引起严重的过热。
1.2 绝缘系统的故障损坏
对于发生故障的绝缘体,其绝缘部分、发生损坏的原因、形式也是很复杂的,一般有下列几种形式:
(1)变压器绝缘部件破损的重要因素之一就是绝缘受潮。
(2)当变压器长时间处于负荷过长的时间时,因为缺少对绝缘系统的保护。容易引起绝缘油的老化。变压器的绝缘系统会加速老化。同时线上会附有油泥,容易引起电气的击穿。
(3)因为变压器的结构密封不好而引起渗漏油。
(4)受到振动频率、周围温度、材料性质的影响,造成渗漏油。
1.3 绕组故障损坏
造成绕组破坏的原因是多因素的,而且各种因素之间是互相影响的,通常情况下的故障原因如下:
(1)目前的大型的变压器采用的是纠结式或绕组式。这种结构有较多的接头,一旦在纠结线段间接触不良,会引起局部温度过高,导致绝缘系统受到损害,引起阻间出现故障。
(2)当变压器的外部短路遭到破坏时,尤其是在近区出口,发生短路冲击时,某一段绕组或多条绕组可能出现错位,虽然这种绕组立即发生击穿的概率不大,但变压器在运行时,会产生电磁力,导致铁芯螺栓发生松动,或由于变压器受到反复的冲击,使位于相邻错位匣间的绝缘体被击穿,引起绕组的错位,产生变形破损。
(3)用绝缘塾块进行隔离的线段,构成了一个整体的变压绕组,加入变压绕组的裕度不足,会削弱绝缘垫的弹性,使整个绕组的完整性遭到破坏。在变压器带负荷的时间段,因为电磁力引起了严重的震动,造成绕组的导线发生错位,严重时引起电阻间的短路。
(4)在电应力或电磁力的冲击之下,变压器会受到一定程度的负荷波动,也是极容易导致绕组破损的。
(5)持续的变压器过负荷容易引起变压器的温度升高,导致绝缘体变脆,绝缘体最终会发生脱落、短路,损坏。
(6)变压器的电压发生改变时,一旦外部的分接与内部不一致,就会造成分解错位,在操作时,如果分接调整不合理,会引起绕组的破坏。
2 状态检修的概念和优点介绍
当前,供电企业主要的管理方式是事后维修以及定期的检修,这具有合理性,但该模式缺乏对设备实际情况的考虑。同时因为过大的检查工作,在检修人员缺乏、电网规模又比较大时,也存在很多问题。此外,为了满足客户的要求,保证用电的安全性,进行停电检修也越来越难。根据监测到的变压器的状态来对变压器的状态进行检修,同时对出现异常的变压器进行维修。在变压器发生故障前,对变压器进行状态的检查,对变压器进行恰当的维修,提高准确性。在对变压器的运行状态进行监测后,才能进行维修,依据设备的运行状态进行维修。
进行状态检修有以下3个优点:
(1)合理安排维修工作,减少检修不够或检修过度的情况,保持检修的合理性。
(2)避免出现盲目检修的状况,减少了变压器进行检修会给用户造成的影响,延长了变压器的使用年限。
(3)变压器在使用状态中出现的问题能够及时发现,检查并处理绝缘缺陷。变压器的状态检修的步骤如下:状态检修信息收集→设备状态评价→设备风险评估→设备风险评估→检查策略→是否需要检修(否则运行,是则进行下一步)→检修计划→检修实施→检修绩效评估。
3 状态检修技术在变压器管理中的应用
3.1 基础管理工作
基础工作是进行状态检修的管理。运行人员要做好对于变压器设备运用状况的记录,包括技术资料、相关会议记录、实验数据、出厂报告等。同时也要记录安装报告、铭牌阐述、巡检记录、运行资料等,还要掌握包括诊断性实验报告、技术改造资料、检修资料、反措实施等,对同一型号的有家族缺陷的设备要进行整理记录。
3.2 变压器信息
收集变压器状态检修的相关信息,如下:
(1)变压器运行状况。包括变压器中低压附近的短路电流的情况、短路的次数、变压器的负荷数据、变压器的温度变化、温度过高的情况、油色谱、接地线的腐蚀情况等。
(2)对于变压器的情况进行巡视。巡视内容包括变压器的油位、是否漏油、油温情况,变压器在使用过程中的噪声、变压器的震动状况、是否表面产生腐蚀、以及呼吸器的情况等。(3)记录变压器的实验阶段的数据。数据记录包括变压器的直流电的测试、绕组电容量、短路绕组、油中水分、极化指数、铁芯绝缘电阻等。对上述数据进行分析。
(4)变压器运行状况。变压器的绝缘管的情况、是否发生放电等。
(5)记录变压器套管的实验阶段数据。数据记录包括绝缘管的电阻、红外的温度测量、油中含有的水分的含量等。
(6)冷却系统的使用状况。
(7)装有载调压分接开关的变压器的使用情况。
(8)非电量保护的变压器的保护状况。
3.3 开展变压器状态评价与状态检修
通过红外测温、智能检查等手段对变压器的运行状况进行检查,将设备的变化情况用曲线进行表示,同时对设备的运行状况进行评析,再通过加权平均的计算方法来检测设备的运行。
对于变压器的运行状态,有注意、异常、正常、和重大异常4种情况。正常状况指的是变压器处于稳定状态,数据符合相关要求;注意状态指的是变压器处于不稳定状态,多个指标均不在标准范围之内;异常状态指的是变压器出现指标的异常,虽然变压器可继续工作,但能发现其已脱离正常轨道;重大异常指的是变压器只能维持较差的运行状态,运行时间短,需立即停止变压器的运行。
在状态评估中发现问题时,对于不涉及停电的,将其进行检修并消缺;变压器在出现本体停电的情况时,根据计划工作进行有组织的消缺;发现重大缺失时,监视其发展的趋势,发现问题立即处理,进行停电安排。
4 结语
综上所述,在配电站变压器运行管理过程中,利用状态检修技术可实时对变压器的运行状态进行分析和评测,降低设备检修工作量,提升了管理效率,降低了配电变压器检修成本,取得了良好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]于涛,罗磊.变压器常见故障处理及日常维护[J].黑龙江科学,2017,(24).
[2]赵云峰,张永强,聂德鑫,等.基于模糊和证据理论的变压器本体绝缘状态评估方法[J].电力系统保护与控制,2014,(23).
收稿日期:2018-03-11
作者简介:王俊融(1988-),男,四川安岳人,贵州电网有限责任公司电力科学研究院工程师,硕士,研究方向:电能计量。