淺析配電變壓器損壞原因及防護(hù)措施

謝細(xì)華

摘要:文章分析了變壓器損壞原因,提出了切實(shí)可行的防護(hù)措施,為電力正常運(yùn)行保駕護(hù)航。

關(guān)鍵詞:變壓器 損壞 原因 措施

變壓器是輸配電系統(tǒng)中極其重要的電器設(shè)備,與其它電器設(shè)備相比其故障率極低,可一旦發(fā)生故障,將給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重?fù)p失。為使電氣運(yùn)行與檢修人員能夠做好經(jīng)常性的檢查維護(hù)工作,消除設(shè)備缺陷,保證變壓器安全運(yùn)行,筆者根據(jù)多年來變壓器的運(yùn)行、檢修分析了發(fā)生故障的主要原因及防護(hù)措施。

一、變壓器損壞原因分析

經(jīng)驗(yàn)證明,配電變壓器內(nèi)損壞,大都是絕緣結(jié)構(gòu)、絕緣介質(zhì)(電纜紙、變壓器油等)在很多因素(如溫度、電氣、化學(xué)和機(jī)械等)作用下而遭到損壞。具體有如下幾種原因。

1、絕緣老化:變壓器正常運(yùn)行情況下,其絕緣材料使用期限是一定的,但諸多原因使得變壓器過負(fù)載運(yùn)行,在到達(dá)或接近使用年限時,絕緣枯焦、變黑,失去原有彈性,變得脆弱,這種情況下已老化的絕緣受到振動、摩擦極易損壞,將在繞組相間或匝間發(fā)生短路造成變壓器嚴(yán)重故障。

2、絕緣油劣化:絕緣油在運(yùn)行時可能與空氣接觸,逐漸吸收空氣中水份,降低絕緣性能。同時絕緣油也可能吸收、溶解大量空氣,由于油經(jīng)常在較高溫度下運(yùn)行,油與空氣中氧接觸,生成各種氧化物,這些呈酸性的氧化物易使銅、鋁、鐵、絕緣材料受到腐蝕,增加油介質(zhì)損耗,使油質(zhì)劣化,造成變壓器內(nèi)閃絡(luò),發(fā)生擊穿事故。

3、過電壓引起故障:變壓器運(yùn)行受到雷擊時,雷電電位很高,造成變壓器外部過電壓。當(dāng)電力系統(tǒng)某些參數(shù)發(fā)生變化時,由于電磁振蕩將引起變壓器內(nèi)部過電壓。這兩類過電壓所引起變壓器損壞大多是繞組主絕緣擊穿。

4、套管損壞:密封橡膠墊質(zhì)量不好,按裝位置不當(dāng),螺母壓得不緊等原因,導(dǎo)致套管密封不嚴(yán),以致進(jìn)水或潮氣侵入使絕緣受潮而損壞。另外由于套管表面積垢嚴(yán)重,發(fā)生閃絡(luò);電容式套管絕緣分層間隙存在內(nèi)部形成游離放電,使變套管絕緣受到嚴(yán)重?fù)p壞。

5、引線絕緣故障:由于引線連接處焊接不牢,接頭螺絲松動,接觸不良,引起局部過熱,造成引線燒斷。在電器安裝中由于引線對油箱距離太近,或引線相間距離太小,遇有大風(fēng)或外界發(fā)生短路時,引線受外力或電動力作用下,將發(fā)生擺動,造成相間短路。如果變壓器存在滲漏現(xiàn)象,使變壓器嚴(yán)重缺油,造成引出線部分暴露在空氣中。絕緣水平降低,發(fā)生內(nèi)部閃絡(luò)、擊穿故障。另外如果變壓器出口處發(fā)生多次短路,將使繞組受力變形造成匝間絕緣損壞而發(fā)生短路故障。

6、磁路故障:當(dāng)穿心螺絲外面所包扎或套的絕緣太薄,夾板與鐵芯間絕緣損壞時,穿心螺絲及夾板可能碰接鐵芯,發(fā)生短路,產(chǎn)生大量短路電流,造成局部過熱,引起絕緣嚴(yán)重?fù)p壞或著火。硅鋼片表面絕緣漆由于運(yùn)行年久,絕緣老化或絕緣破損,將使渦流增大,造成鐵芯過熱,繞組溫升增加,加速絕緣老化過程,造成變壓器內(nèi)部閃絡(luò)擊穿。此外鐵芯未接地或接地不良,可使鐵芯等金屬部件因感應(yīng)而具有一定電位,如果感應(yīng)電位差超過其間放電電壓時,將發(fā)生放電現(xiàn)象,由于放電而使絕緣油變質(zhì),降低其絕緣性能,造成變壓器內(nèi)部故障。

7、分接開關(guān)壓接不良:一開關(guān)質(zhì)量差,結(jié)構(gòu)不合理,彈簧壓力不夠,動靜觸頭不完全接觸,錯位動靜觸頭間絕緣距離變小,在兩抽頭間發(fā)生放電或短路,很快燒毀變壓器抽頭線圈或整個繞組;二對無載調(diào)壓原理不清楚,調(diào)壓后導(dǎo)致動靜觸頭部分接觸或由于變壓器分接開關(guān)接點(diǎn)長期運(yùn)行,靜觸頭有污垢造成接觸不良而放電打火使變壓器燒毀。

二、變壓器預(yù)防保護(hù)措施

1、搞好變壓器現(xiàn)場試驗(yàn),特別要開展感應(yīng)耐壓試驗(yàn),及早發(fā)現(xiàn)匝間,層間局部放電缺陷。

2、裝設(shè)速斷、過電流保護(hù),有選擇性地切除故障線路:配變短路保護(hù)和過載保護(hù)由裝設(shè)于配變高壓側(cè)的熔斷器和低壓側(cè)的漏電總保護(hù)器來實(shí)現(xiàn)。為有效地保護(hù)配變,須正確選擇熔斷器的熔體及低壓過電流保護(hù)定值。高壓側(cè)熔絲選擇,應(yīng)能保證在變壓器內(nèi)部或外部套管處發(fā)生短路時被熔斷。

3、裝設(shè)避雷器保護(hù),防雷擊過電壓:采用裝設(shè)無間隙金屬氧化物避雷器作為過電壓保護(hù),以防止由高低壓線路侵入高壓雷電波所引起變壓器內(nèi)部絕緣擊穿。采用避雷器保護(hù)配變時,一要采購合格產(chǎn)品,安裝投運(yùn)前經(jīng)嚴(yán)格試驗(yàn)達(dá)到運(yùn)行要求;二對運(yùn)行設(shè)備定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn),對于泄漏電流值超過標(biāo)準(zhǔn)值的不合格產(chǎn)品及時更換;三定期進(jìn)行接地電阻檢測,對100KVA及以上配電變壓器要求接地電阻在4Ω以內(nèi),對100KVA以下配電變壓器,要求接地電阻在10Ω以內(nèi)。

4、加強(qiáng)巡視檢查

室外配電變壓器經(jīng)常受變化的氣候條件(如溫度、雷雨、雪霧、污染等)影響,另外還受常變的負(fù)荷影響作用,甚至受到外力破壞。為掌握其運(yùn)行狀況,及時發(fā)現(xiàn)缺陷,必須定期巡視,最好一月一次。巡視內(nèi)容主要有:

(1)聲音:發(fā)出聲音較正常嗡嗡聲大,沉重而無雜音,是過負(fù)荷,過電過電流穿越短路引起的;發(fā)出放電劈裂聲可能是缺芯接地線斷裂;發(fā)出間斷性放電吱吱聲可能是鐵芯接地接觸不好;發(fā)出連續(xù)或間歇撞擊聲和清脆唰唰聲可能是變壓器外殼與其它外物接觸(程度不同)時,因鐵芯振動而引起外物振動所致。發(fā)出叮當(dāng)聲可能是鐵芯夾件松動,在電磁力作用下,各部件互相撞擊所致;發(fā)出咕嚕開鍋聲可能是匝間短路、發(fā)熱,使變壓器油局部沸騰。信息來自:www.tede.cn

(2)油位:當(dāng)氣溫和變壓器溫度發(fā)生變化時,油位隨之升降,當(dāng)滲漏油,取抽樣時都會使油位下降。因油主要作用是絕緣和冷卻,油面過低將會失去絕緣,易引起放電,使線圈受潮。另外也影響散熱,應(yīng)注意補(bǔ)油。

(3)濕度:當(dāng)變壓器過負(fù)荷,分接開關(guān)接觸不良,線圈匝間短路硅鋼片絕緣不好,變壓器缺油,穿芯螺絲與鐵芯間絕緣不好等都會使溫度升高。一般變壓器有溫度計(jì)插孔,可用溫度計(jì)直接檢查,如無插孔可用水限溫度計(jì)貼在變壓器外殼上測量溫度。

(4)負(fù)荷:根據(jù)負(fù)荷變化情況,隨時測量,防止過載。

(5)其它:如連接線接觸情況,套管是否清潔無損,在高負(fù)荷時要進(jìn)行夜巡視,雷雨、大霧、大風(fēng)、雨雪、冰雹發(fā)生后要進(jìn)行特巡。

5、加強(qiáng)運(yùn)行管理:保證變壓器在額定電壓、額定容量下運(yùn)行,防止銅鐵損耗增加,搞好熔絲監(jiān)察,加強(qiáng)絕緣電阻監(jiān)視,新投運(yùn)變壓器油的管理,要周期性做好油化試驗(yàn)。