(国家电投河南电力有限公司沁阳发电分公司河南焦作454561)
摘要:变压器运行中会发生各种故障,只有了解这些故障发生时变压器的出现的不正常现象,在检查中发现后及时正确处理,才能及时发现缺陷,正确处理,避免造成重大事故,保证机组安全运行。
关键词:变压器;运行;故障;处理
在我们发电厂电气设备中,变压器属于主要设备,占据者极其重要的环节,变压器运行状况,直接关系到发电企业的安全与否,因此必须加强对变压器设备运行的检查,发现故障能够在较短的时间内正确处理。但是,变压器的构造极其复杂的,具体由铁芯、线圈、油箱和油枕、呼吸器、防爆管、散热器、绝缘套管、分接开关、瓦斯继电器、温度计、热虹吸等各种附件组成,由于变压器构造的复杂性,在实际的工作中,一旦对一些故障判断不清、处理有误,就会造成机组停运等重大事故。本文针对变压器运行中容易出现的一些异常现象,进行分析,确定相应的处理方法,目的在于提高运行检查、正确判断异常现象能力;提高检修人员故障分析、处理的能力,增强变压器运行的安全可靠性,减少事故的发生;确保机组安全运行,稳发满供,适应现代电网的调度要求,为电网的安全运行、乃至于服务于社会发展作出自己应有的贡献。
1.变压器运行中经常出现的故障现象、原因分析
1.1变压器油温、油色异常
变压器内部装满变压器油,变压器的很多故障都伴有急剧的温升及油色剧变,检查变压器上层油温是否超过允许范围。由于每台变压器负荷大小、冷却条件及季节不同,运行中的变压器不能以上层油温不超过允许值为依据,还应根据以往运行经验及在上述情况下与上次的油温比较。同时应检查油质,应为透明、微带黄色,由此可判断油质的好坏。如油面过低应检查变压器是否漏油等。油面过高应检查冷却装置的使用情况,是否有内部故障。若发现在同样正常的条件下,变压器上层油温比平常高出10℃以上或负载不变温度不断上升,则应初步判断变压器内部出现异常现象,故障原因有:
①当变压器的负荷超过允许的正常过负荷值时,应按规定降低变压器的负荷,例如我厂3台低压厂变长期过负荷,每到夏季,变压器上层油温70℃—80℃,油质劣化很快,油的酸价增高很快,平均2年更换一次变压器油,严重影响了变压器使用寿命,现已进行了增容改造。
②分析外部故障,变压器过负荷、外部环境温度过高、冷却器故障、风扇电机损坏、散热器管道积垢或冷却效果不良,散热器截门未打开,渗漏油引起油量不足等原因都会造成变压器温度不正常。此时应通知检修人员设法尽快消除。
③绕组局部层间或匝间短路,内部分接开关接点有故障,涡流,铁芯紧固螺栓绝缘损坏均会使变压器温度不正常,此时应立即停运变压器进行相应的试验、处理。
④油色显著变化时,应对其进行跟踪化验,发现油内含有碳粒和水分,油的酸价增高,闪电降低,随之油绝缘强度降低,易引起绕组与外壳的击穿,此时应及时停用处理。
⑤当发现变压器的油温较高时,而其油温所应有的油位显著降低时,应立即加油。加油时应遵守规定。如因大量漏油而使油位迅速下降时,应将瓦斯保护改为只动作于信号,而且必须迅速采取堵塞漏油的措施,并立即加油。
⑥变压器油位因温度上升而逐渐升高时,若最高温度时的油位可能高出油位指示计,则应放油,使油位降至适当的高度,以免溢油。
1.2变压器声音异常
正常运行中变压器发出的“嗡嗡”声是连续的、均匀的,如果变压器出现故障或运行不正常,声音就会异常,其主要原因有:
①变压器过载运行时,音调高、音量大,会发出沉重的“嗡嗡”声;大动力负荷启动时,负荷变化大,又因谐波作用,变压器内瞬间发出“哇哇”声或“咯咯”间歇声,监视测量仪表时指针发生摆动;电网发生过电压时,例如中性点不接地电网有单相接地或电磁共振时,变压器声音比平常尖锐,此时应及时根据不同情况作出响应处理,否则会造成变压器损坏。
②变压器高压套管脏污,表面釉质脱落或有裂纹存在时,可听到“嘶嘶”声,若在夜间或阴雨天气时看到变压器高压套管附近有蓝色的电晕或火花,则说明瓷件污秽严重或设备线卡接触不良,此时应利用停电机会坚强瓷瓶清扫、处理。
③变压器内部放电或电接触不良,会发出“吱吱”或“劈啪”声,且此声音随离故障部位远近而变化;个别零件松动时,声音比正常增大且有明显杂音,但电流、电压无明显异常,则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺钉松动,使硅钢片振动增大所造成;变压器的某些部件因铁芯振动而造成机械接触时,会产生连续的有规律的撞击或磨擦声,这几种情况应停运吊芯处理。
④变压器有水沸腾声的同时,温度急剧变化,油位升高,则应判断为变压器绕组发生短路故障或分接开关因接触不良引起严重过热,这时应立即停用变压器进行检查。
⑤变压器铁芯接地断线时,会产生劈裂声,变压器绕组短路或它们对外壳放电时有劈啪的爆裂声,严重时会有巨大的轰鸣声,随后可能起火;变压器内部响声很大,很不正常,有爆裂声等,应立即停电检修。
1.3变压器渗漏油
变压器渗漏油问题长期以来一直困扰着我们。变压器渗漏油不仅影响无泄漏治理工作,而且影响了变压器安全运行,严重的漏油将使变压器退出运行,造成停电事故,同时也造成一定的环境污染和浪费,变压器运行中渗漏油的现象比较普遍,主要原因有以下:
①油箱与零部件连接处的密封不良,焊件或铸件存在缺陷,应通过下面几种措施逐步消除:选用新型密封材料,完善对密封件的检测手段;改进密封橡胶粘合剂;改进放气塞,使用真空碟阀;实行变压器整体附件试装检漏工作,提高设备检修质量等。
②油箱与零部件连接处的密封面安装不良,应加强对检修人员培训,严格按照检修工艺要求开展工作,例如密封垫紧固程度应在60%--70%。
1.4保护变压器的各种保护动作
变压器保护动作,多数是由于变压器发生内部故障。瓦斯保护是变压器的主保护,它能保护变压器内部发生的绝大部分故障,常常是先轻瓦斯动作发出信号,应引起高度重视,认真检查、试验,尽量避免发生重瓦斯动作跳闸。轻瓦斯动作的原因:
①滤油、加油,冷却系统不严密致使空气进入变压器。
②温度下降和漏油致使油位缓慢降低。
③变压器内部故障,产生少量气体。
④变压器内部故障短路。
当外部检查未发现变压器有异常时,应对瓦斯继电器中气体的性质进行分析根据不同情况作出处理。对在变压器运行中处理缺陷时,必要时应及时将变压器瓦斯保护由跳闸改投信号,我们厂在年出现过检修人员处理冷却器潜油泵缺陷后,没有对这组冷却器排气就打开了冷却器的蝶阀,引起#2主变跳闸事故,这方面主要应加强人员技术培训,作好事故预想。
1.5特殊天气情况下的检查
天气有变化时,应对变压器进行重点特殊检查。变压器顶盖、套管引线处应无杂物;大雪天,各部触点在落雪后,不应立即熔化或有放电现象;大雾天,各部有无火花放电现象;大风时,检查引线有无剧烈摆动等等,我厂出现过大风天气,#0高压厂变110kVB相套管引线脱落故障,由于检查及时没有造成重大事故。
2、变压器运行中的故障处理
变压器在运行中发生故障时,有些故障不影响变压器运行,可作好处理,继续运行,例如渗漏油、单组冷却风扇故障等。但一些大的故障应立即停运进行检修。下面将常见的几种主要故障的处理分述如下:
2.1变压器绕组故障
主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊等。产生这些故障的原因有以下几点:
①在制造或检修时,局部绝缘受到损害,遗留下缺陷。
②在运行中因散热不良或长期过载,绕组内有杂物落入,使温度过高绝缘老化。
③制造工艺不良,压制不紧,机械强度不能经受短路冲击,使绕组变形绝缘损坏。
④绕组受潮,绝缘膨胀堵塞油道,引起局部过热。
⑤绝缘油内混入水分而劣化,或与空气接触面积过大,使油的酸价过高绝缘水平下降或油面太低,部分绕组露在空气中未能及时处理。
由于上述种种原因,在运行中一经发生绝缘击穿,就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象是变压器过热油温增高,电源侧电流略有增大,各相直流电阻不平衡,有时油中有吱吱声和咕嘟咕嘟的冒泡声。轻微的匝间短路可以引起瓦斯保护动作;严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。例如我厂出现输煤变运行中B相绕组断线,导致跳闸,退出运行吊芯检查发现B相绕组烧毁。
2.2变压器铁芯故障
铁芯故障大部分原因是铁芯柱的穿心螺杆或铁轮的夹紧螺杆的绝缘损坏而引起的,其后果可能使穿心螺杆与铁芯迭片造成两点连接,出现环流引起局部发热,甚至引起铁芯的局部熔毁。也可能造成铁芯迭片局部短路,产生涡流过热,引起迭片间绝缘层损坏,使变压器空载损失增大,绝缘油劣化。
2.3变压器套管故障
变压器套管故障常见的是炸毁、闪络和漏油,其造成原因有密封不良,绝缘受潮劣比;呼吸器配置不当或者吸入水分未及时处理,此时应对变压器套管进行干燥处理。
2.4变压器分接开关故障
分接开关常见的故障是表面熔化与灼伤,相间触头放电或各接头放电。主要原因有连接螺丝松动;分接头绝缘板绝缘不良;接头焊锡不满,接触不良,制造工艺不好,弹簧压力不足;应根据不同情况进行处理或更换分接开关。
2.5变压器着火故障
变压器内部装满绝缘变压器油,发生变压器事故时,变压器油着火也是一种危险事故,因变压器上有许多可燃物质,处理不及时可能发生爆炸或使火灾扩大。变压器着火的主要原因有:
①套管的破损和闪落,油在油枕的压力下流出并在顶盖上燃烧;
②变压器内部故障使外壳或散热器破裂,使燃烧着的变压器油溢出。
发生这类事故时,若因故变压器各侧断路器未断开,应手动来立即断开变压器各侧断路器,包括变压器冷却电源,拉开通向变压器电源的隔离开关,停止冷却设备,进行灭火。变压器灭火时,最好用泡沫式灭火器,必要时可用干燥砂子灭火。
综上所述,变压器在运行当中会出现这样、那样的异常现象,但是,只要我们平常工作认真、细致,巡视检查设备一丝不苟,这些异常现象就能及时被发现,从而有针对性的采取处理措施,预防事故的发生。当然,由于本人的工作经验有限,受工作局限性的制约,文章中说到的地方仅仅是变压器故障中的一部分,尚有不足之处,望能与大家共同探讨。