電力變壓器在電廠有著很重要的作用,然而,由于其結(jié)構(gòu)、工藝以及運(yùn)行維護(hù)等多方面的原因,變壓器故障在電廠頻繁發(fā)生,大大影響了電廠的正常生產(chǎn)。因此,加強(qiáng)變壓器的定期維護(hù),采取切實(shí)有效的措施防止變壓器故障的發(fā)生,對(duì)確保變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要的意義。
1變壓器常見(jiàn)的故障現(xiàn)象分類(lèi)及原因
(1)變壓器本身出廠時(shí)就存在的問(wèn)題。如端頭松動(dòng)、墊塊松動(dòng)、焊接不良、鐵心絕緣不良、抗短路強(qiáng)度不足等。

(2)線路干擾。線路干擾在造成變壓器事故的所有因素中屬于最重要的。主要包括:合閘時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓,在低負(fù)荷階段出現(xiàn)的電壓峰值,線路故障,由于閃絡(luò)以及其他方面的異常現(xiàn)象等。這類(lèi)故障在變壓器故障中占有很大的比例。因此,必須定期對(duì)變壓器進(jìn)行沖擊保護(hù)試驗(yàn),檢測(cè)變壓器抗勵(lì)磁涌流的強(qiáng)度。

(3)由于使用不當(dāng)造成的變壓器絕緣老化的速度加快。一般變壓器的平均壽命只有17.8年,大大低于預(yù)期為35～40年的壽命。

(4)遭雷擊造成過(guò)電壓。

(5)過(guò)負(fù)荷。過(guò)負(fù)荷是指變壓器長(zhǎng)期處于超過(guò)銘牌功率工作狀態(tài)下的變壓器。過(guò)負(fù)荷經(jīng)常會(huì)發(fā)生在發(fā)電廠持續(xù)緩慢提升負(fù)荷的情況下,冷卻裝置運(yùn)行不正常,變壓器內(nèi)部故障等等,最終造成變壓器超負(fù)荷運(yùn)行。由此產(chǎn)生過(guò)高的溫度則會(huì)導(dǎo)致絕緣的過(guò)早老化,當(dāng)變壓器的絕緣紙板老化后,紙強(qiáng)度降低。因此,外部故障的沖擊力就可能導(dǎo)致絕緣破損,進(jìn)而發(fā)生故障。

(6)受潮:如有洪水、管道泄漏、頂蓋滲漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及絕緣油中存在水分等。

(7)沒(méi)有進(jìn)行正確的維護(hù)。

2變壓器運(yùn)行中常見(jiàn)故障分析及處理措施
(1)繞組的主絕緣和匝間絕緣故障。變壓器繞組的主絕緣和匝間絕緣是容易發(fā)生故障的部位。主要原因是:由于長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、或散熱條件差、或使用年限長(zhǎng),使變壓器繞組絕緣老化脆裂,抗電強(qiáng)度大大降低;變壓器多次受到短路沖擊,使繞組受力變形,隱藏著絕緣缺陷,一旦遇有電壓波動(dòng)就有可能將絕緣擊穿;變壓器油中進(jìn)水使絕緣強(qiáng)度大大降低而不能承受允許的電壓,造成絕緣擊穿;在高壓繞組加強(qiáng)段處或低壓繞組部位,由于絕緣膨脹,使油道阻塞,影響了散熱,使繞組絕緣由于過(guò)熱而老化,發(fā)生擊穿短路;由于防雷設(shè)施不完善,在大氣過(guò)電壓作用下,發(fā)生絕緣擊穿。

(2)變壓器套管故障。主要是套管閃絡(luò)和爆炸,變壓器高壓側(cè)一般使用電容套管,由于套管瓷質(zhì)不良或者有沙眼和裂紋,套管密封不嚴(yán),有漏油現(xiàn)象;套管積垢太多等都有可能造成閃絡(luò)和爆炸。

(3)鐵心絕緣故障。變壓器鐵芯由硅鋼片疊裝而成,硅鋼片之間有絕緣漆膜。由于硅鋼片緊固不好,使漆膜破壞產(chǎn)生渦流而發(fā)生局部過(guò)熱。同理,夾緊鐵心的穿心螺絲、R鐵等部件,若絕緣損壞也會(huì)發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象。此外,若變壓器內(nèi)殘留有鐵屑或焊渣,使鐵芯兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地,都會(huì)造成鐵芯故障。

(4)分接開(kāi)關(guān)故障。變壓器分接開(kāi)關(guān)是變壓器常見(jiàn)故障之一。由于開(kāi)關(guān)長(zhǎng)時(shí)間靠壓力接觸,會(huì)出現(xiàn)彈簧壓力不足,使開(kāi)關(guān)連接部分的有效接觸面積減小,以及接觸部分鍍銀層磨損脫落,引起分接開(kāi)關(guān)在運(yùn)行中發(fā)熱損壞。分接開(kāi)關(guān)接觸不良,經(jīng)受不住短路電流的沖擊而造成分接開(kāi)關(guān)燒壞而發(fā)生故障;在有載調(diào)壓的變壓器,分接開(kāi)關(guān)的油箱與變壓器油箱一般是互不相通的。若分接開(kāi)關(guān)油箱發(fā)生嚴(yán)重缺油,則分接開(kāi)關(guān)在切換中會(huì)發(fā)生短路故障,使分接開(kāi)關(guān)燒壞。

(5)瓦斯保護(hù)故障。瓦斯保護(hù)是變壓器的主保護(hù),輕瓦斯作用于信號(hào),重瓦斯作用于跳閘。下面分析瓦斯保護(hù)動(dòng)作的原因及處理辦法:第一,輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作后發(fā)出信號(hào)。其原因是:變壓器內(nèi)部有輕微故障;變壓器內(nèi)部存在空氣;二次回路故障等。運(yùn)行人員應(yīng)立即檢查,如未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象,應(yīng)進(jìn)行氣體取樣分析。第二,瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí),可能變壓器內(nèi)部產(chǎn)生嚴(yán)重故障,引起油分解出大量氣體,也可能二次回路故障等。出現(xiàn)瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘,應(yīng)先投備用變,然后進(jìn)行外部檢查。檢查油枕防爆門(mén),各焊接縫是否裂開(kāi),變壓器外殼是否變形;最后檢查氣體的可燃性。

(6)變壓器自動(dòng)跳閘的處理。當(dāng)變壓器各側(cè)斷路器自動(dòng)跳閘后,首先將跳閘斷路器的控制開(kāi)關(guān)操作至跳閘后的位置,并迅速投入備用變壓器,調(diào)整運(yùn)行方式和負(fù)荷分配,維持運(yùn)行系統(tǒng)和設(shè)備處于正常狀態(tài)。再檢查保護(hù)動(dòng)作情況,進(jìn)行外部檢查。經(jīng)檢查不是內(nèi)部故障而是由于外部故障(穿越性故障)或人員誤動(dòng)作等引起的,則可不經(jīng)內(nèi)部檢查即可投入送電。如屬差動(dòng)、重瓦斯、速斷等主保護(hù)動(dòng)作,應(yīng)對(duì)該保護(hù)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行全部檢查。在未查清原因前,禁止將變壓器投入運(yùn)行。

(7)變壓器著火也是一種危險(xiǎn)事故。由于變壓器套管的破損或閃絡(luò),使油在油枕油壓的作用下流出,并在變壓器頂蓋上燃燒;變壓器內(nèi)部發(fā)生故障,使油燃燒并使外殼破裂等。因變壓器有許多可燃物質(zhì),不及時(shí)處理可能引起爆炸或使火災(zāi)擴(kuò)大。發(fā)生這類(lèi)事故時(shí),變壓器保護(hù)應(yīng)動(dòng)作使斷路器斷開(kāi)。若因故斷路器未斷開(kāi),應(yīng)手動(dòng)立即斷開(kāi)斷路器,拉開(kāi)可能通向變壓器電源的隔離開(kāi)關(guān),并迅速投入備用變,恢復(fù)供電,停止冷卻設(shè)備的運(yùn)行,進(jìn)行滅火。變壓器滅火時(shí),最好用泡沫式滅火器或者干粉滅火器,必要時(shí)可用沙子滅火。

3變壓器的正常運(yùn)行的巡視
為了解變壓器的運(yùn)行狀態(tài),應(yīng)定期檢查變壓器的運(yùn)行情況,以便在變壓器有異常情況發(fā)生時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理。變壓器的巡視檢查項(xiàng)目有:第一,檢查變壓器聲音是否正常。第二,檢查油枕和充油套管的油位、油色是否正常,各部位有無(wú)滲漏油現(xiàn)象。第三,變壓器的上層油溫是否正常。變壓器冷卻方式不同,其上層油溫也不同,但上層油溫不應(yīng)超過(guò)規(guī)定值。運(yùn)行人員巡視檢查時(shí),除應(yīng)注意上層油溫不超過(guò)規(guī)定值以外,還應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的負(fù)荷情況、環(huán)境溫度及冷卻裝置投入情況,與以往數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,以判明溫度升高的原因。第四,檢查變壓器套管是否清潔,有無(wú)破損、裂紋和放電痕跡。第五,檢查引線接頭接觸是否良好。各引線接頭應(yīng)無(wú)變色、無(wú)過(guò)熱、發(fā)紅等現(xiàn)象。接頭接觸處的示溫片應(yīng)無(wú)溶化現(xiàn)象。用紅外線測(cè)溫儀測(cè)試,接觸處溫度不得超過(guò)70℃。第六,檢查呼吸器是否正常完好,硅膠是否有變色現(xiàn)象,如果硅膠失效應(yīng)及時(shí)更換。第七,防爆隔膜應(yīng)完好無(wú)破裂。第八,變壓器的冷卻器應(yīng)運(yùn)行正常。投入的冷卻器數(shù)目是否正確,油泵和風(fēng)扇運(yùn)行是否正常,有無(wú)異音,油流指示器是否指示在“流動(dòng)位置”。第九,檢查氣體繼電器。第十,檢查變壓器鐵芯接地線和外殼接地線,接地應(yīng)良好,無(wú)斷線。第十一,檢查調(diào)壓分接頭位置是否正確。第十二,天氣有變化時(shí),應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行特殊檢查。大風(fēng)時(shí),檢查引線有無(wú)劇烈擺動(dòng),變壓器頂蓋、套管引線處應(yīng)無(wú)雜物;大雪天,各部觸點(diǎn)在落雪后,不應(yīng)立即融化或有放電現(xiàn)象;大霧天,各部有無(wú)火花放電現(xiàn)象等。