論變壓器油色譜與電氣試驗(yàn)相結(jié)合綜合診斷過(guò)熱故障

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當(dāng)前,人們對(duì)電力系統(tǒng)安全性的要求不斷提高,不過(guò)由于電力系統(tǒng)復(fù)雜性特征的影響,使得系統(tǒng)在運(yùn)行中存在較多故障,其中變壓器故障就是最為嚴(yán)重的問(wèn)題,這不僅會(huì)降低電能供應(yīng)質(zhì)量,還會(huì)造成人員傷亡,所以加強(qiáng)對(duì)變壓器故障的診斷及維修顯得尤為重要。

1 變壓器過(guò)熱故障

變壓器過(guò)熱故障是指變壓器在運(yùn)行過(guò)程中,超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)溫度進(jìn)而產(chǎn)生的故障問(wèn)題。變壓器過(guò)熱故障共分為三個(gè)檔次,低溫過(guò)熱故障、中溫過(guò)熱故障和高溫過(guò)熱故障。正常變壓器在運(yùn)行中,其溫度值控制在300攝氏度左右,而過(guò)熱故障中,溫度值會(huì)超過(guò)700攝氏度。變壓器過(guò)熱故障的產(chǎn)生原因是由于內(nèi)部故障引起發(fā)熱,其會(huì)使變壓器油分解出故障氣體。而變壓器過(guò)熱故障集中在導(dǎo)電回路及磁回路上,雖然危害性較小,但是過(guò)熱故障所產(chǎn)生的固體絕緣危害及電弧放電問(wèn)題還是會(huì)對(duì)變壓器帶來(lái)一定損傷,進(jìn)而阻礙電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 變壓器油色譜與電氣試驗(yàn)的綜合運(yùn)用

油色譜與電氣試驗(yàn)就是利用油色譜發(fā)現(xiàn)故障,再利用電氣試驗(yàn)判斷故障類型,采取合理的解決措施的一種方法。在電氣試驗(yàn)中,主要是通過(guò)對(duì)直流電阻、絕緣電阻、空載損耗和電流、潛油泵及其附件檢查等方式來(lái)了解故障產(chǎn)生的原因,從而制定相應(yīng)的處理措施,降低過(guò)熱故障的影響。其中絕緣性檢測(cè),通過(guò)絕緣機(jī)制、繞組絕緣水平給過(guò)熱故障的判斷提供了可靠依據(jù)；空載損耗與空載電流試驗(yàn)可對(duì)導(dǎo)電回路及磁回路實(shí)行診斷,判斷過(guò)熱故障源；潛油泵及相關(guān)附件檢測(cè)則能夠判定外部接引線及油箱存在的故障。

3 實(shí)際案例

以某地區(qū)10千伏變壓器為例。該變壓器在經(jīng)過(guò)一次大修后,技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)變壓器油中的烴含量存在嚴(yán)重超標(biāo)現(xiàn)象。技術(shù)人員對(duì)烴氣成分含量進(jìn)行不同時(shí)段的測(cè)定,得出相關(guān)數(shù)值為：第一時(shí)段中,氫氣、乙烯、乙烷和乙炔為0,一氧化碳34.1μL/L,二氧化碳、甲烷分別為126.1μL/L和0.8μL/L。第二時(shí)段,氫氣49.0μL/L,一氧化碳40.2μL/L,二氧化碳、甲烷分別為337.4μL/L和103.2μL/L,乙烯、乙烷和乙炔分別為224.6μL/L、31.9μL/L、0.8μL/L。第三時(shí)段氫氣86.0μL/L,一氧化碳56.8μL/L,二氧化碳、甲烷分別為465.2μL/L和170.7μL/L,乙烯、乙烷和乙炔分別為326.6μL/L、67.6μL/L、0.9μL/L。總烴分別為0.8、360.5、565.8。

從數(shù)據(jù)結(jié)果看出,總烴類氣體含量呈明顯上升趨勢(shì),且超出標(biāo)準(zhǔn)值范圍。但乙炔成分較低,一氧化碳和二氧化碳與標(biāo)準(zhǔn)值相近,可說(shuō)明其存在著過(guò)熱故障問(wèn)題。相關(guān)分析后,得出產(chǎn)生過(guò)熱故障的原因?yàn)榇呕芈饭收稀?dǎo)電回路故障或油道堵塞這三種。之后通過(guò)電氣試驗(yàn)對(duì)存在的故障種類予以最終確定。在鐵芯接地時(shí),電流值在8安左右,不會(huì)對(duì)變壓器負(fù)載帶來(lái)任何影響,說(shuō)明該值是因鐵芯節(jié)點(diǎn)過(guò)多導(dǎo)致的。之后通過(guò)外部接地傳入電阻的方式,將電流值控制在0.1安左右,經(jīng)一段時(shí)間觀察后,發(fā)現(xiàn)兩端電這壓下降,可確定焊渣被油流沖開(kāi)。

4 變壓器過(guò)熱故障檢測(cè)方法

4.1 繞組直流電阻檢測(cè) 該方法主要是利用電橋?qū)崿F(xiàn)繞組直流電阻檢測(cè)。在檢測(cè)中,可結(jié)合實(shí)際情況,選擇檢測(cè)對(duì)象,如檢測(cè)相電電阻或檢測(cè)繞組直流電阻,通過(guò)觀察相間阻值的平衡性,來(lái)確定是否存在短路問(wèn)題。

4.2 空載損耗及空載電流檢測(cè) 該檢測(cè)主要是對(duì)氣體與電流間的密切性實(shí)行檢測(cè),結(jié)合最終檢測(cè)結(jié)果來(lái)判斷故障位置。在檢測(cè)中,氣體增量較大,說(shuō)明磁回路存在故障,反之則是導(dǎo)電回路存在問(wèn)題。

4.3 潛油泵及相關(guān)附件的狀態(tài)檢測(cè) 利用紅外測(cè)溫儀對(duì)潛油泵及相關(guān)附件實(shí)行溫度檢測(cè),確定故障所在區(qū)域。該檢測(cè)方式具有精準(zhǔn)度高的優(yōu)勢(shì),便于后期維修工作的開(kāi)展。

5 過(guò)熱故障判斷

5.1 分接開(kāi)關(guān)電接觸性熱故障 該故障產(chǎn)生的原因有：開(kāi)關(guān)主接頭位置不準(zhǔn)確、引線松動(dòng)、觸頭燒毛、調(diào)壓開(kāi)關(guān)觸頭基礎(chǔ)壓力不足、存在滑檔及滲油問(wèn)題。在確定故障原因時(shí),一般利用油色譜及自流電阻試驗(yàn)等方式,確定其中的總烴含量,電阻相位平衡性情況,判斷故障原因。

5.2 繞組故障 繞組故障屬于低溫過(guò)熱故障的一種,由于溫度較低,其運(yùn)動(dòng)速度緩慢,含烴量不高,不過(guò)一氧化碳和二氧化碳的變化相對(duì)較大,所以需要利用直流電阻、絕緣電阻試驗(yàn)完成檢測(cè)。

5.3 漏磁通引起的過(guò)熱故障 漏磁通是變壓器出現(xiàn)負(fù)載電流后繞組周邊產(chǎn)生的刺痛。一般會(huì)利用油色譜或紅外測(cè)溫儀檢測(cè)其產(chǎn)生的溫度變化,找出故障點(diǎn),并加以解決。

5.4 鐵屑多點(diǎn)接地、結(jié)緣短路故障 變壓器運(yùn)行中,鐵芯通常都是一點(diǎn)接地,當(dāng)其出現(xiàn)兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地后,因電位不均勻,極易形成環(huán)流,進(jìn)而產(chǎn)生過(guò)熱故障。該類故障可通過(guò)測(cè)試鐵芯外引接地電流的方式來(lái)判斷故障位置。如果外引接地電流較大,且與變壓器負(fù)載之間無(wú)任何影響,則說(shuō)明故障是由于鐵芯多點(diǎn)接地引起的；如果電流為0,則可能是由于短路引起的,這時(shí)需要停電檢查。

5.5 零序磁通引起的局部過(guò)熱 該故障與漏磁通故障都是由于局部過(guò)熱產(chǎn)生的。只不過(guò)該故障是主磁路周圍存在局部過(guò)熱,二者形成方式不同。

5.6 油道堵塞及潛油泵磨損 油箱中異物較多會(huì)直接堵塞油道,導(dǎo)致局部散熱不良,進(jìn)而出現(xiàn)過(guò)熱故障。而潛油泵磨損主要是由于金屬粉過(guò)多堆積,摩擦阻力增大,雖然故障帶來(lái)的影響不是十分嚴(yán)重,但仍需加以關(guān)注。

6 結(jié)語(yǔ)

變壓器過(guò)熱故障產(chǎn)生的原因有很多,通過(guò)油色譜與電氣試驗(yàn)結(jié)合的方式,能夠全面掌握故障產(chǎn)生原因及故障區(qū)域,進(jìn)而為檢修及維護(hù)工作提供可靠數(shù)據(jù),加強(qiáng)檢修精準(zhǔn)性。