火電廠變壓器運(yùn)行中的常見故障及控制措施分析

國(guó)能寧夏鴛鴦湖第一發(fā)電有限公司 趙 崇

變壓器無論是自身價(jià)值還是作用都占據(jù)電廠主要位置，作為電氣設(shè)備中的重要組成部分，變壓器能夠調(diào)節(jié)電壓，保證電氣設(shè)備的長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)行。但變壓器在各種外在因素的影響之下會(huì)出現(xiàn)大量的損傷，發(fā)生故障，最終影響火電廠的運(yùn)行，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在火力發(fā)電廠持續(xù)高壓運(yùn)行的情況下，故障是不可避免的。

1 火電廠變壓器運(yùn)行現(xiàn)狀

變壓器在電能的配送以及電能的傳輸當(dāng)中發(fā)揮著核心的作用，直接決定電力輸送的質(zhì)量。伴隨生產(chǎn)生活對(duì)電力資源的需求量越來越大，電力企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)壓力也隨之增加。在巨大的生產(chǎn)壓力之下，變壓器長(zhǎng)期持續(xù)工作必然會(huì)產(chǎn)生極大的損傷，在后續(xù)運(yùn)行中影響電力企業(yè)的運(yùn)行情況，甚至在變壓器極大故障的情況下繼續(xù)使用還有可能造成電網(wǎng)的運(yùn)行事故。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，變壓器的應(yīng)用范圍非常廣泛，故障頻發(fā)，根據(jù)表1數(shù)據(jù)，變壓器在持續(xù)運(yùn)行的情況下不可避免的會(huì)出現(xiàn)一系列的損傷，需維修人員及時(shí)排查。

表1 變壓器產(chǎn)品分布情況及故障統(tǒng)計(jì)

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，變壓器種類繁多，但對(duì)于變壓器的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行分析可發(fā)現(xiàn)，變壓器基本組成結(jié)構(gòu)及基本運(yùn)行原理實(shí)際上并沒有什么太大的差別。本文所分析的火電廠所使用的變壓器大多數(shù)是油浸式變壓器，該種變壓器基本組成結(jié)構(gòu)包括變壓器保護(hù)裝置、油箱、繞組、鐵芯鐵芯等。其安裝過程也有著嚴(yán)格的規(guī)范要求，變壓器出線采用上出線方式

經(jīng)轉(zhuǎn)換支柱支撐的硬母線連接過渡后與中壓電纜連接，再由中壓電纜接引至室內(nèi)中壓開關(guān)柜。

鐵芯主要是由冷軋高硅鋼片或是熱軋高硅鋼片組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是相互疊加；磁路主要是由硅鋼片組成，該材料的厚度大概在三十五毫米左右，同時(shí)該材料表面覆蓋有絕緣漆；變壓器的電路部分為繞組，這一部分主要是由絕緣圓銅線或者是絕緣扁銅線組成，在繞成繞組之前需要利用油紙包裹；變壓器油主要儲(chǔ)存于油箱當(dāng)中，油箱也具有絕緣作用，同時(shí)也能夠降低繞組以及變壓器鐵芯溫度。變壓器的保護(hù)裝置包括溫度計(jì)、安全氣道、氣體繼電保護(hù)裝置、儲(chǔ)油柜、吸濕器、凈油器等[1]。

2 火力發(fā)電廠變壓器故障問題的分析

2.1 變壓器滲漏油故障的分析

變壓器滲漏油故障是火力發(fā)電廠的變壓器最常見的一種問題，不僅每一臺(tái)變壓器都出現(xiàn)過這一種故障，且復(fù)發(fā)率相當(dāng)高。一般情況下火電廠并不會(huì)在發(fā)現(xiàn)漏油故障后立刻停止變壓器的繼續(xù)運(yùn)行，而變壓器漏油事故的不及時(shí)處理會(huì)對(duì)其繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性造成極大的隱患。變壓器內(nèi)部的其他部分、如密封區(qū)域，也會(huì)出現(xiàn)不同程度的漏油情況。

根據(jù)對(duì)變壓器滲漏油故障發(fā)生的主要原因進(jìn)行分析，本文總結(jié)出六點(diǎn)：變壓器制造工藝技術(shù)比較落后，膠墊存在受力不均勻的情況，可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)密封不良的情況；變壓器循環(huán)油泵運(yùn)行不良導(dǎo)致出現(xiàn)滲漏油問題；在對(duì)油箱進(jìn)行焊接時(shí)，由于焊接的質(zhì)量不良或是存在沙眼情況而出現(xiàn)滲漏油；相關(guān)工作人員進(jìn)行密封墊緊固工作時(shí)失誤；變壓器內(nèi)部密封膠墊本身在質(zhì)量上存在重大缺陷，同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間不更換密封膠墊也可能致使?jié)B漏油；放油閥門制造工藝技術(shù)比較落后，不能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)密關(guān)閉。

2.2 變壓器油質(zhì)檢測(cè)

變壓器油在變壓器運(yùn)行中承擔(dān)著重要的角色，變壓器在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，如不能及時(shí)將熱量通過變壓器油循環(huán)散熱出去、熱量將會(huì)一直積累，積累的熱量就會(huì)使得變壓器內(nèi)部的一些零部件溫度快速上升，部分零部件將無法正常運(yùn)行，甚至?xí)?duì)變壓器造成永久的損害，因此必須對(duì)變壓器做好化驗(yàn)工作，主要化驗(yàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如表2所示，通過定期對(duì)油質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)，能準(zhǔn)確的反映出變壓器運(yùn)行狀態(tài)。

表2 變壓器油化驗(yàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.3 變壓器出口短路故障的分析

出口短路故障是火力發(fā)電廠的變壓器最危險(xiǎn)的一種問題，在存在變壓器出口短路故障時(shí)，一、二次繞組運(yùn)行將會(huì)存在比較大的短路電流，和原定額定電流相比較，這種短路電流會(huì)比原本的大十幾倍，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)是原本的幾十倍，這種短路電流存在著非常大的能量，直接影響變壓器繞組絕緣強(qiáng)度，甚至嚴(yán)重時(shí)很有可能直接導(dǎo)致絕緣被擊穿。在短路電流巨大沖擊的情況下，變壓器短時(shí)間內(nèi)不會(huì)存在明顯的問題及故障，而在后續(xù)再一次出現(xiàn)沖擊的短路電流或是在承受了沖擊的超電壓時(shí)，無論這一次的電流值是大還是小，都或造成變壓器絕緣體的嚴(yán)重?fù)p傷，致使變壓器直接完全損壞，造成嚴(yán)重的安全問題。

2.4 變壓器接地故障的分析

一般變壓器的故障只要出現(xiàn)，排查起來是比較快的，但有一種變壓器故障，其故障原因是非常難查找，這種故障就是變壓器接地故障。這主要是由于在日常運(yùn)轉(zhuǎn)變壓器時(shí)，變壓器故障的表現(xiàn)帶有很大的不確定性，呈現(xiàn)出“時(shí)有時(shí)無、時(shí)斷時(shí)續(xù)”的特點(diǎn)，工作人員很難及時(shí)注意。另外，鐵芯接地故障的外在表現(xiàn)與其他故障也存在較大的不同之處，鐵芯接地故障的故障點(diǎn)非常隱蔽，檢修人員的現(xiàn)場(chǎng)處理及排查都是非常困難的。

根據(jù)本文對(duì)鐵芯接地故障的分析，變壓器表現(xiàn)出鐵芯溫度過熱的情況就可能存在鐵芯接地問題，該問題的主要原因在于鐵芯和接地點(diǎn)的持續(xù)環(huán)流。如果存在變壓器油溫急劇升溫直至300～700度，這種變化將直接導(dǎo)致變壓器油劣化，產(chǎn)生瓦斯氣體，致使變壓器油色譜分析不正常。在這種情況下，鐵芯接地電流數(shù)值將會(huì)出現(xiàn)比較大的增加，在使用兆歐表?yè)u測(cè)鐵芯絕緣的情況下，可明顯降低絕緣阻值。

2.5 變壓器噴油出現(xiàn)爆炸的分析

造成這種故障的最主要原因在于絕緣故障，而導(dǎo)致絕緣故障的因素有兩個(gè)方面，其一是變壓器進(jìn)水致使絕緣受潮出現(xiàn)一定程度上的損壞，在陰雨天，電壓受雷電的影響會(huì)出現(xiàn)絕緣損壞的情況致使短路；另一是匝間短路致使出現(xiàn)局部過熱情況導(dǎo)致絕緣出現(xiàn)故障。

3 火電廠變壓器常見故障的處理

針對(duì)變壓器滲漏油故障的處理。在針對(duì)于變壓器滲漏油故障進(jìn)行處理之前，首先要對(duì)導(dǎo)致這種故障的原因進(jìn)行詳細(xì)的排查。首先，可對(duì)滲漏油的位置進(jìn)行明確，在由于油污垢過多而無法導(dǎo)致漏油位置確定時(shí)，可首先利用工具對(duì)于大概的漏油點(diǎn)周邊區(qū)域進(jìn)行處理，這里可利用二甲苯，通過這種方式對(duì)于滲漏的位置進(jìn)行明確。根據(jù)對(duì)于導(dǎo)致變壓器滲漏油故障的原因的分析，可發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這種故障的主要原因是油箱密封性較差，因此需要重點(diǎn)關(guān)注油箱的密封性，進(jìn)一步利用螺絲等工具對(duì)于存在接縫的區(qū)域進(jìn)行緊固，對(duì)于質(zhì)量較差或是密封性較差的密封膠墊及時(shí)進(jìn)行更換[2]。在對(duì)接觸不良的位置進(jìn)行焊接時(shí)盡量采取電焊的方式，利用短時(shí)間點(diǎn)焊、嚴(yán)格控制溫度等方式加強(qiáng)其緊密性，避免各種事故的發(fā)生。

針對(duì)變壓器出口短路故障的處理。在對(duì)變壓器出口短路故障進(jìn)行全方位分析的同時(shí)，要做好相應(yīng)的故障后處理措施，防止故障影響的擴(kuò)大化。在對(duì)于變壓器進(jìn)行安裝時(shí)，要根據(jù)安裝天氣條件、工作環(huán)境等確定科學(xué)的安裝方案，進(jìn)一步提高安裝的質(zhì)量；降低灰塵，環(huán)境及空氣對(duì)于安裝質(zhì)量的影響。在進(jìn)行安裝之前，還要對(duì)于變壓器的絕緣狀況進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試，對(duì)于異常情況及時(shí)進(jìn)行處理。在變壓器正常運(yùn)行之后，還可通過預(yù)防性實(shí)驗(yàn)和變壓器油實(shí)驗(yàn)對(duì)其運(yùn)行的正常性和安全性進(jìn)行進(jìn)一步的保障。

針對(duì)變壓器接地故障的處理。在對(duì)于變壓器接地故障進(jìn)行處理時(shí)，通常可使用電流沖擊法，利用其來對(duì)于接地點(diǎn)進(jìn)行擊穿放電。該方法主要是為了擊穿融掉接地雜物，可降低故障的影響。在接地絕緣值正常的情況下，可首先放掉變壓器油箱當(dāng)中的油，然后通過吊芯或者是吊罩來進(jìn)行排查，來對(duì)于接地的實(shí)際情況進(jìn)行判斷，最后根據(jù)該區(qū)域的實(shí)際狀況對(duì)接地故障進(jìn)行進(jìn)一步的處理。在日常工作的過程當(dāng)中，可定期對(duì)于鐵芯接地電流進(jìn)行測(cè)試，在不影響經(jīng)濟(jì)效益的情況下可進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)裝置的安裝。

針對(duì)變壓器噴油出現(xiàn)爆炸故障的分析。據(jù)本文對(duì)變壓器噴油故障原因的分析可發(fā)現(xiàn)，這一類的故障最重要的就是進(jìn)行防潮。相關(guān)工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)章制度進(jìn)行變壓器預(yù)防性試驗(yàn)，及時(shí)對(duì)于絕緣隱患進(jìn)行排查并處理，另外，針對(duì)于變壓器內(nèi)部絕緣損壞及時(shí)做好預(yù)防性措施，盡可能的避免內(nèi)部短路情況的出現(xiàn)。另外，在變壓器運(yùn)行過程當(dāng)中，也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于避雷器的排查，同時(shí)按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行變頻器油化驗(yàn)檢測(cè)。

總之，在火電廠變壓器日常運(yùn)行過程當(dāng)中，需加強(qiáng)對(duì)常見故障的重視，定期組織維修工作人員學(xué)習(xí)常見故障的處理措施，提高相關(guān)工作人員的應(yīng)對(duì)能力，及時(shí)對(duì)變壓器故障進(jìn)行排查，防止變壓器故障影響的進(jìn)一步擴(kuò)大，保證火電廠的正常生產(chǎn)運(yùn)行，提高電力運(yùn)行質(zhì)量。