一次變壓器出現(xiàn)故障的分析及處理方法

摘要:在城市電力系統(tǒng)中變壓器作為電網(wǎng)中的一個(gè)重要設(shè)備，一旦發(fā)生故障則會(huì)給人民生活和經(jīng)濟(jì)帶來極大影響。本文筆者利用氣相色譜和電氣試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，能有效的了解變壓器的運(yùn)行狀況，及時(shí)、準(zhǔn)確地診斷出故障點(diǎn)，及提出處理措施，以和大家交流。

關(guān)鍵詞: 變壓器 故障 處理

1、前言

變壓器作為電網(wǎng)中的一個(gè)重要設(shè)備，其運(yùn)行關(guān)系著電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，因此，實(shí)踐

中有差動(dòng)、避雷器等多重保護(hù)，但由于其受雷擊過電壓、絕緣老化、絕緣油劣化等多種因素的影響，變壓器的事故率仍然很高。一旦變壓器內(nèi)部發(fā)生放電故障，故障點(diǎn)會(huì)使絕緣介質(zhì)發(fā)生分解并伴有其他電氣、物理、化學(xué)性能的變化，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生不定量的氣體。由于絕緣介質(zhì)在檢修時(shí)或在運(yùn)行中發(fā)生潛伏性過熱也會(huì)產(chǎn)生一定量的特征氣體，因此只有根據(jù)氣相色譜和電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析才能有效地判斷變壓器內(nèi)部有無故障。

2、故障分析與處理

2. 1基本參數(shù)

三相油浸式動(dòng)力變壓器T9，原理如圖1所示。

型號: S7-1250/6Y/y

容量:1250kVA

變比:6000/400

分接電壓等級6.3kV、6kV、5.7kV

冷卻方式:油浸自冷戶外使用

2. 2故障概況

2009年6月底，某公司動(dòng)力變壓器在沒有任何先兆的情況下，突然出現(xiàn)輕瓦斯報(bào)警，瓦斯繼電器動(dòng)作的設(shè)備隱患，變壓器接線柱及變壓器器身溫度均正常，從瓦斯繼電器處觀察氣體無增加的趨勢。為了進(jìn)一步的了解變壓器內(nèi)部是否出現(xiàn)隱患，能否正常運(yùn)行，于是安排在設(shè)備運(yùn)行時(shí)取油樣送檢做氣相色譜試驗(yàn)。同時(shí)安排白班停機(jī)時(shí)間對變壓器做電氣試驗(yàn)，以便盡快地了解變壓器的運(yùn)行狀況。

2. 3電氣試驗(yàn)分析

電氣試驗(yàn)主要是檢測三相變壓器繞組的直流電阻值并通過計(jì)算得出相應(yīng)的直流電阻不平衡率。在電氣試驗(yàn)中變壓器的直流電阻不平衡率是變壓器的一項(xiàng)重要的性能參數(shù)，國標(biāo)GB6451. 1—86中規(guī)定，對于10kV級以下的電壓等級，容量在1600kVA及以下的三相油侵式電力變壓器，其相直流電阻不平衡率一般不超過4%，線直流電阻不平衡率一般不超過2%。表1中的數(shù)據(jù)是通過試驗(yàn)記錄下來的變壓器三相直流電阻值:

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出變壓器低壓側(cè)三相直流電阻值是一致的，然而高壓側(cè)在用的3檔相直流電阻不平衡率已高達(dá)10%，已經(jīng)超出國標(biāo)中規(guī)定中的要求，可以判斷變壓器高壓側(cè)內(nèi)部已出現(xiàn)故障，故障點(diǎn)可能在B相的某個(gè)位置。

2. 4氣相色譜試驗(yàn)分析

氣相色譜是通過檢測溶解在油中的烴類和一氧化碳、二氧化碳、氫氣等故障氣體含量來判斷變壓器內(nèi)部有無故障的。由于變壓器內(nèi)部的絕緣油、紙布，木頭等絕緣材料都為碳?xì)浠衔锘蛱妓衔?，在分子結(jié)構(gòu)中碳?xì)滏I最多，其鍵能最低，因此在分解時(shí)最容易斷裂，而氫氣生產(chǎn)熱最小，因此在變壓器內(nèi)部發(fā)生放電故障時(shí)碳?xì)滏I斷裂后氫氣最容易生產(chǎn)，同時(shí)烴類氣體也會(huì)瞬間增加。在變壓器正常運(yùn)行時(shí)氫氣的含量幾乎都為零，因此氫氣為監(jiān)測對象應(yīng)是局部放電故障檢測的最理想的依據(jù)。表2為動(dòng)力變壓器T9正常運(yùn)行和出現(xiàn)隱患時(shí)的油樣氣相色譜試驗(yàn)結(jié)果對比數(shù)值:

從出現(xiàn)輕瓦斯報(bào)警后的油樣化驗(yàn)結(jié)果與正常運(yùn)行時(shí)的油樣化驗(yàn)結(jié)果比較可以看出氣體總烴、氫氣含量比較大、尤其是氫氣的含量。因此可以判斷變壓器內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生了放電故障。

2. 5綜合分析與故障處理

從油樣的氣相色譜試驗(yàn)分析可以判斷變壓器內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生了放電故障，從電氣試驗(yàn)分析可以判斷在變壓器的高壓側(cè)B相的某個(gè)位置出現(xiàn)異常，綜合分析可以判斷變壓器高壓側(cè)B相已經(jīng)發(fā)生了放電故障，那么什么位置會(huì)發(fā)生放電呢?首先高壓側(cè)接線柱溫度均正常，不可能在接線柱上出現(xiàn)問題，最有可能出現(xiàn)在B相繞組哪個(gè)部位或者調(diào)壓開關(guān)的B相觸頭上出現(xiàn)過放電現(xiàn)象。

為了避免事故擴(kuò)大，影響到正常生產(chǎn)，技術(shù)人員通過核算負(fù)荷大小后通過臨時(shí)電纜將T9變壓器所帶的負(fù)載轉(zhuǎn)移到其他兩臺(tái)動(dòng)力變壓器供電，隨即安排吊芯檢查。檢查發(fā)現(xiàn)，變壓器調(diào)壓開關(guān)在用三檔B相觸頭上有放電痕跡，觸頭已被燒粘、損壞，變壓器油已被污染。在檢修后重新對變壓器安排電氣試驗(yàn)，分別對變壓器三個(gè)檔位直流電阻值進(jìn)行檢測，檢測數(shù)據(jù)見表3:

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出變壓器高、低壓側(cè)三相直流電阻值都正常。變壓器在油靜置24小時(shí)后恢復(fù)投用，這樣就在不停產(chǎn)的情況下，徹底處理了一起重大的設(shè)備隱患。在變壓器恢復(fù)投用一段時(shí)間后，再次對新更換的變壓器油取油樣做氣相色譜試驗(yàn)。

從出現(xiàn)輕瓦斯報(bào)警后的油樣化驗(yàn)結(jié)果與恢復(fù)運(yùn)行后的油樣化驗(yàn)結(jié)果比較可以看出氣體總烴、氫氣含量都比較少。因此可以判斷處理后的變壓器運(yùn)行基本恢復(fù)正常。

3、改進(jìn)措施

該公司高線投產(chǎn)后進(jìn)行數(shù)次技術(shù)改造，用電負(fù)荷在不斷的增加，部分變壓器運(yùn)行負(fù)荷已接近額定值，幾乎沒有余量。由于變壓器調(diào)壓開關(guān)觸頭過載能力相對薄弱，長時(shí)間過載運(yùn)行容易造成損壞。對此我公司安排利用檢修時(shí)間對一般不需要調(diào)壓整流變壓器的調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行短接使用。對動(dòng)力變壓器根據(jù)日常的負(fù)荷大小情況不同分別指定周期，利用檢修安排吊芯檢查，對調(diào)壓開關(guān)等部位做好重點(diǎn)檢查并做好詳細(xì)的記錄。

4、結(jié)束語

通過利用油樣的氣相色譜和電氣試驗(yàn)的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析能夠快地判斷出變壓器運(yùn)行狀態(tài)的好壞、是否有故障、故障的性質(zhì)以及故障的程度，設(shè)備部門將根據(jù)綜合分析的結(jié)果制定相應(yīng)的處理方案，從而使設(shè)備隱患能及時(shí)得到處理，有效地控制重大設(shè)備事故的發(fā)生。