配电设备运行与检修技术(配网专业实训技术丛书)
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1.8 常见故障原因分析、判断及处理

油浸式配电变压器是电力系统中十分重要的供电元件,它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。油浸式配电变压器的常见故障种类多种多样,只有充分了解油浸式配电变压器的实际运行状态,运用各种诊断方法才能提高诊断故障的准确性。本节对常见故障的现象、处理方法和案例进行介绍。

1.8.1 油浸式配电变压器的常见故障

1.绕组故障

绕组故障主要有匝间短路、相间短路、绕组接地、断线等故障,因为油箱内故障时产生的电弧将引起绝缘物质的剧烈汽化,从而可能引起爆炸。当出现绕组故障时,一般都会出现变压器过热、油温升高、音响中夹有爆炸声或“咕嘟咕嘟”的冒泡声等故障现象。

处理方法:当出现故障时,应根据故障现象、负荷情况及变压器检修情况等对故障类型作出准确判断,并及时停电进行检修。

2.绝缘套管故障

常见的是炸毁、闪络、漏油、套管间放电等现象。

处理方法:在大雾或小雨时造成污闪,应清理套管表面的脏污,再涂上硅油或硅脂等涂料;变压器套管有裂纹引起闪络接地时,应清扫套管表面或更换套管;变压器套管间放电,应检查并清扫套管间的杂物。

3.变压器渗漏油故障

变压器渗漏油的部位大部分是在油箱与零部件连接处。渗漏主要原因是油箱与零部件连接处密封不良,装配过程中螺丝紧固不当、密封垫选材不够好、焊件或铸件存在缺陷、密封垫老化等。此外内部故障使油温升高,油的体积膨胀,也会发生漏油。另外运行中额外负荷重或受到振动等都会导致变压器渗漏油。一般情况下,少量渗漏会造成器身表面脏污,对变压器运行造不成太大影响。但如果巡检时间过长,一旦造成油面过低,将造成铁芯、绕组暴露在空气中受潮而引发事故。

处理方法:正常时的油位上升或下降是由温度变化造成的,变化不会太大。当油位下降显著,甚至从油位计中看不见油位,则可能是因为变压器出现了漏油、渗油现象。变压器运行中渗漏油现象比较普遍,但如果油位在规定的范围内,仍可继续运行或安排计划检修。

4.变压器声音异常故障

正常运行时,变压器没有异味,发出均匀的“嗡嗡”声。如果产生不均匀响声或其他响声,都属不正常现象,不同的声响预示着不同的故障现象。具体故障类型见表1-8。

表1-8 油浸式配电变压器故障类型

(1)“吱吱”声。当分接开关调压之后,响声加重,以双臂电桥测试其直流电阻值,均超过出厂原始数据的2%,属接触不良,系触头有污垢而引起的。

处理方法:旋开分接开关的风雨罩,卸下锁紧螺丝,用扳手把分接开关的轴左右往复旋转10~15次,即可消除这种现象。修后立即装配还原。终端杆引至跌落式熔断器的引下线采用裸铝或裸铜绞线,但张力不够,再加上瓷瓶扎线松弛所致。

(2)在黄昏和黎明时可见小火花发出“吱吱”声,这与变压器内部发出的“吱吱”声有明显区别。

处理方法:利用节假日安排停电检修,将故障排除。

(3)“噼啪”的清脆击铁声。这是高压瓷套管引线通过空气对变压器外壳的放电声,是变压器油箱上部缺油所致。

处理方法:将清洁干燥的漏斗从注油器孔插入油枕里,加入经试验合格的同号变压器油(不能混油使用),补油量加至油面线温度+20℃为宜,然后上好注油器。否则,油受热膨胀会产生溢油现象。如条件允许,应采用真空注油法以排除线圈中的气泡。对未用干燥剂的变压器,应检查注油器内的排气孔是否畅通无阻,以确保安全运行。

(4)出现“吱啦吱啦”的如磁铁吸动小垫片的响声,而变压器的监视装置、电压表、电流表、温度计的指示值均属正常。这往往是由于新组装或吊芯检修时的疏忽大意,没将螺钉或铁垫上紧或掉入小号铁质部件,在电磁力作用下所致。

处理方法:待变压器吊芯检修时加以排除。

5.变压器着火故障

变压器着火或变压器发生爆炸。

处理方法:发生这类故障时,应先将变压器两侧电源断开,然后再进行灭火。变压器灭火应选用绝缘性能较好的气体灭火器或干粉灭火器,必要时可使用砂子灭火。

6.分接开关故障

分接开关故障见表1-9。

表1-9 分接开关故障

7.绝缘油劣化

绝缘油起着绝缘、散热、消弧等重要作用,但是变压器运行中,绝缘油有可能与空气接触,逐渐吸收空气中的水分。绝缘油内只要含有水分,其绝缘性能就会降低,容易造成击穿和闪络,甚至造成事故。另外,实验证明绝缘油在60~70℃时即开始氧化,但很少发生变质。但当温度达到120℃时,氧化剧烈,变质加剧。所以在运行中应加强对油的管理,注意以下几点:①监视上层油温不得超过95℃,一般不宜长时间超过85℃;②减少绝缘油和空气的接触,预防水分渗入。

处理方法:运行时发现变压器温度异常,应先查明原因后,再采取相应的措施予以排除,把温度降下来。如果是变压器内部故障引起的,应停止运行,进行检修。

8.接头过热故障

接头是变压器本身及其联系电网的重要组成部分,接头连接不好,将引起发热甚至烧断,严重影响变压器的正常运行和电网的安全供电。因此,接头过热问题一定要及时解决。

处理方法:将对接面加工成平面,清除平面上的杂质,应均匀地涂上导电膏,确保连接良好。

1.8.2 油浸式配电变压器故障的基本判断方法

(1)通过五官初步检查。用眼看:变压器安全部件完好程度,油颜色,放电痕迹,各种仪表指示是否正常等。用耳听:变压器运行声音是否正常。用鼻闻:有没有异味。

(2)借助仪表深入检查。

1)绝缘电阻的测量。测量绝缘电阻是判断绕组绝缘状况的比较简单而有效的方法。油浸式配电变压器一般采用2500V的绝缘电阻表测量。

2)直流电阻的测量。测量分接开关处于不同挡位时的高压绕组电阻值。

1.8.3 案例分析

1.油浸式配电变压器铁芯故障

在对油浸式配电变压器巡视过程中,发现运行中的某油浸式配电变压器发出异常声响,用合格绝缘杆或干木棍一头抵在变压器外壳上,一头放于耳边,仔细倾听,发现变压器发出连续的嗡嗡声比平常加重。经测试,变压器二次电压和油温正常,并且负荷没有突变现象。综合这些现象,初步断定变压器内部铁芯可能松动。因为运行中的变压器出现故障时,通常都伴有异常声响。当声响中夹有爆炸声时,可能是变压器的内部有绝缘击穿现象;当声响中夹有放电声时,可能是套管发生闪络放电;只有变压器内部铁芯松动时,才会出现连续的嗡嗡声比平常加重,并且电压和油温正常还指示正常的现象。所以应停止变压器的运行,进行测试、检修。

2.油浸式配电变压器漏油故障

对油浸式配电变压器巡视过程中,发现运行中的某油浸式配电变压器发生漏油。对变压器停电处理,发现法兰连接处渗漏油,法兰表面不平,紧固螺栓松动,安装工艺不正确,使螺栓紧固不好,从而造成渗漏油。先将松动的螺栓进行紧固后,再对法兰实施密封处理。

3.油浸式配电变压器过载

某小区由于季节变化形成用电高峰,使变压器过载运行,长时间的过载运行造成变压器内部各部件、线圈、绝缘油老化导致变压器烧毁。

4.检修不当故障

检修人员在某小区油浸式配电变压器紧固变压器引线螺帽时,由于方式不当导致螺杆跟着转动,导致变压器内部高压绕组引线扭断。检修人员在检修工作中应严格遵照检修工艺规程及相关标准,防止相关事故发生。