探究35kV及以下變壓器的檢修技術(shù)

錢映明

【摘要】目前，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)正在快速的發(fā)展，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)也正在快速的完善與建設(shè)中，供電網(wǎng)絡(luò)是其中重要的一部分。為確保電網(wǎng)可以安全順利的運(yùn)行，且為順利開展現(xiàn)代化建設(shè)工作的前提是需要對(duì)變壓器進(jìn)行檢修。本文結(jié)合對(duì)變壓器產(chǎn)生影響的因素進(jìn)行分析判斷，采用相關(guān)的檢測(cè)手段對(duì)變壓器的故障進(jìn)行檢測(cè)，依據(jù)放電、絕緣劣化破損以及短路等具體的故障現(xiàn)象與綜合分析的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)35kV及以下變壓器的檢修技術(shù)進(jìn)行探討分析。

【關(guān)鍵詞】35kV;變壓器;檢修技術(shù)

引言

變壓器在電力系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的主要設(shè)備，如果運(yùn)行的時(shí)候出現(xiàn)故障，那會(huì)使電力服務(wù)的水平減小，且還可能產(chǎn)生相應(yīng)的安全事故，使人民生命與國(guó)家財(cái)產(chǎn)的安全受到威脅，所以需要在電力系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，對(duì)變壓器進(jìn)行檢測(cè)故障并對(duì)其進(jìn)行檢修，這樣可以保證電力系統(tǒng)可以安全順利的運(yùn)行。對(duì)此，本文就35kV的變壓器為例，對(duì)35kV及以下變壓器的檢修技術(shù)進(jìn)行了分析探討。

1.全面分析變壓器的異常以及故障

1.1 全面研究每種影響因素對(duì)變壓器的異常進(jìn)行判斷

對(duì)變壓器外部的條件以及內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合，然后依據(jù)相關(guān)規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)，與同類設(shè)備或者自身的不同部位進(jìn)行對(duì)比，對(duì)變壓器產(chǎn)生的異常進(jìn)行判斷。比如，對(duì)變壓器安裝、檢修記錄、運(yùn)行歷史以及結(jié)構(gòu)等部分情況進(jìn)行了解;把握變壓器內(nèi)部冷卻的方式、絕緣的配合、油質(zhì)、引線、走向、絕緣的狀況等情況還有變壓器的外部是不是出現(xiàn)過出口短路又或者是遭到過電壓以及電網(wǎng)諧波的影響等;對(duì)相同運(yùn)行狀態(tài)或者同一容量的同一種類的變壓器是不是存在異?；蛘卟煌M(jìn)行對(duì)比;對(duì)變壓器本身的不同部位進(jìn)行對(duì)比，例如，變壓器的油箱溫度分布是不是變化的比較均勻，利用紅外成像儀進(jìn)行檢查的結(jié)果是不是顯示變壓器的油枕或者套管的溫度較高，局部的溫度是不是存在突變的現(xiàn)象，具有缺油的故障等。出現(xiàn)三相電壓不平衡的情況，例如，三相負(fù)載不平衡引起中性點(diǎn)位移，使三相電壓不平衡;系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振，使三相電壓不平衡;繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，造成三相電壓不平衡。

1.2 采用相應(yīng)的檢測(cè)手段對(duì)變壓器的故障進(jìn)行檢測(cè)

經(jīng)過對(duì)繞組的絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè)，研究中對(duì)地、低、高和低對(duì)地、中、高還有高對(duì)地、低、中是不是存在較明顯的差異;依據(jù)色譜的研究結(jié)果，檢測(cè)變壓器是否存在故障或者異常等，例如，進(jìn)行氣相色譜分析時(shí)，可從氫、烴類、一氧化碳、二氧化碳、乙炔的含量變化來判斷變壓器的內(nèi)部故障，通常當(dāng)氫、烴類含量急劇增加，而一氧化碳、二氧化碳含量變化不大時(shí)，為裸金屬（如： 分接開關(guān)）過熱性故障;當(dāng)一氧化碳、二氧化碳含量急劇增加時(shí)，為固體絕緣物（木質(zhì)、紙、紙板）過熱性故障;當(dāng)氫、烴類氣體增加時(shí)，乙炔含量很高，為匝間短路或鐵芯多點(diǎn)接地等放電性故障。再依據(jù)其故障的特點(diǎn)以及檢測(cè)結(jié)果，利用空載性試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)以及絕緣試驗(yàn)，檢測(cè)繞組的直流電阻，還有超聲波檢測(cè)與紅外檢測(cè)以及其他帶電檢測(cè)的技術(shù)方法，聯(lián)合受測(cè)變壓器的運(yùn)行、檢修情況以及結(jié)構(gòu)，全面的對(duì)故障部位以及性質(zhì)進(jìn)行分析研究，保證可以在出現(xiàn)不同的情況時(shí)可以有不同的措施進(jìn)行檢修。例如，增強(qiáng)監(jiān)視、控制負(fù)荷、減小試驗(yàn)的周期、第一時(shí)間停電檢查以及計(jì)劃較近時(shí)間內(nèi)的內(nèi)部檢查等。

2.依據(jù)故障的具體表現(xiàn)與檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行全面的檢修

使35kV及以下變壓器出現(xiàn)故障的原因主要有放電、絕緣劣化出現(xiàn)破損以及短路等方面。

2.1 絕緣出現(xiàn)故障

現(xiàn)在我國(guó)廣泛利用的變壓器有干式樹脂變壓器與油浸變壓器。其中油浸變壓器使用的絕緣材料主要有絕緣紙板、紙和木塊以及絕緣油等絕緣材料，如果這部分材料受到過電壓、油保護(hù)方式、濕度以及溫度等因素影響時(shí)出現(xiàn)分解且老化的時(shí)候，絕緣強(qiáng)度會(huì)減小且無法恢復(fù)，還可能失掉絕緣的功能，變壓器相應(yīng)的絕緣性能會(huì)減小，變壓器的使用壽命也相應(yīng)會(huì)降低，使變壓器受到損壞出現(xiàn)故障。

如果變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，進(jìn)行初步的判斷時(shí)判斷可能與絕緣有關(guān)，可經(jīng)過取樣對(duì)固體絕緣材料的老化水平以及絕緣油的劣化進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)一步判斷是不是絕緣的故障，并第一時(shí)間替換絕緣強(qiáng)度較低或絕緣性能丟失的固體絕緣材料以及劣化的絕緣油。同時(shí)經(jīng)過限制變壓器的額定負(fù)荷，加大空氣的流通，改良散熱的條件，減小變壓器運(yùn)行時(shí)的環(huán)境溫度，避免箱體缺少油或者溫升超過標(biāo)準(zhǔn);經(jīng)過采取相關(guān)的維護(hù)技術(shù)，避免絕緣油出現(xiàn)油質(zhì)劣化與污染的現(xiàn)象，避免固體絕緣材料的強(qiáng)度減小，確保變壓器的絕緣性能，以增大變壓器的使用壽命。

2.2 放電的故障

變壓器的放電故障通常是放電地方對(duì)絕緣轟擊，破壞絕緣且進(jìn)一步將絕緣進(jìn)行局部的破壞，最終使絕緣出現(xiàn)被擊穿的現(xiàn)象;放電時(shí)發(fā)熱、生出臭氧等活性的氣體對(duì)絕緣進(jìn)行局部的腐蝕，使絕緣材料的分子結(jié)構(gòu)出現(xiàn)氧化裂解或者熱裂解，加大損耗以及介質(zhì)電導(dǎo)，促進(jìn)絕緣性能快速劣化與老化，最后使絕緣出現(xiàn)熱擊穿的現(xiàn)象。

對(duì)于放電的故障，需要經(jīng)過電測(cè)法查到無線電的干擾水平以及放電的波形;經(jīng)過色譜的研究檢測(cè)到溶解油內(nèi)每種氣體的含量以及其大小的變化;經(jīng)過超聲測(cè)法對(duì)放電的超聲波進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)其研究分析。最后再依據(jù)檢測(cè)的研究結(jié)果，利用相關(guān)措施對(duì)其檢修。

2.3 短路的故障

變壓器的短路故障包括繞組間對(duì)地短路或變壓器的內(nèi)部引線短路以及變壓器的出口短路。變壓器出現(xiàn)短路故障的時(shí)候，巨大的短路電流會(huì)使絕緣受熱而遭到破壞，使變壓器出現(xiàn)損壞或者被擊穿的現(xiàn)象;變壓器在受到短路的沖擊時(shí)，短路的電動(dòng)力使繞組發(fā)生變形，多次短路累積的沖擊效應(yīng)會(huì)使變壓器損毀。

3.對(duì)變壓器進(jìn)行檢修的工藝以及相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3.1 對(duì)繞組進(jìn)行檢修

3.1.1 對(duì)相間隔板與圍屏是否出現(xiàn)變色、破損、放電痕跡以及變形等現(xiàn)象進(jìn)行檢查，若檢查到異常需要打開其它的兩相圍屏并對(duì)其檢查。圍屏應(yīng)該清潔且沒有損壞，綁扎完整且緊，分接引線的出口處緊閉，圍屏沒有發(fā)生發(fā)熱、樹枝狀的放電痕跡以及變形。

3.1.2 對(duì)繞組絕緣是否破損、油垢或雜物出現(xiàn)堵塞、油道是否被絕緣等現(xiàn)象進(jìn)行檢查，可以使用軟毛刷、綢布以及泡沫塑料進(jìn)行輕輕的擦拭，如果繞組線匝的表面存在破損，需要進(jìn)行包扎處理。油道需要維持通暢，沒有雜物或者油垢積存。外觀看上去整潔，絕緣和導(dǎo)線并無破損，油道不可堵塞，避免局部的老化和發(fā)熱。

3.1.3 對(duì)繞組的表面是不是潔凈、匝絕緣是否存在破損的現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)。繞組需要潔凈，表面上不存在油垢，沒有發(fā)生變形且繞組并沒有位移與傾斜，導(dǎo)線輻向沒有彈出的現(xiàn)象。

3.2 對(duì)變壓器進(jìn)行器身檢修

對(duì)變壓器進(jìn)行器身檢修通常是在室內(nèi)進(jìn)行的，這樣可以維持器身的潔凈。如果在露天的環(huán)境下進(jìn)行檢修時(shí)，需要在沒有塵土以及其它污染的晴天進(jìn)行。且器身在空氣內(nèi)暴露的時(shí)間不可以超過以下規(guī)定，在空氣的相對(duì)濕度小于65%的時(shí)候是16個(gè)小時(shí)，當(dāng)空氣相對(duì)濕度小于75%的時(shí)候是12個(gè)小時(shí)。器身的暴露時(shí)間是由變壓器進(jìn)行放油的時(shí)候起一直到開始注油或者抽真空的時(shí)候?yàn)橹?，如果暴露的時(shí)間必須超過以上的規(guī)定，需要建立干燥空氣的裝置才可以對(duì)其施工。器身的溫度不能低于周圍環(huán)境的溫度，否則需要用真空濾油機(jī)對(duì)油進(jìn)行循環(huán)加熱，使變壓器變熱，器身的溫度與環(huán)境的溫度比較需要大于5℃以上。對(duì)器身進(jìn)行檢修時(shí)，需要專人檢修，穿著檢修專用的鞋與工作服，帶好手套，在寒冷氣候的時(shí)候需要戴口罩。器身檢查時(shí)使用的工具需要設(shè)專人進(jìn)行保管且編號(hào)進(jìn)行登記，避免遺忘在油箱中或者是器身上;進(jìn)到變壓器的油箱內(nèi)進(jìn)行檢修時(shí)，必須事先制定通風(fēng)計(jì)劃，避免工作人員出現(xiàn)窒息現(xiàn)象。

3.3 鐵芯檢修

3.3.1 檢查鐵芯外表是否平整，有無片間短路或變色、放電燒傷痕跡，絕緣漆膜有無脫落，上鐵軛的頂部和下鐵軛的底部是否有油垢雜物，可用潔凈的白布或泡沫塑料擦拭，若疊片有翹起或不規(guī)整之處，可用木棰或銅錘敲打平整。

3.3.2 對(duì)鐵芯的方鐵、繞組壓板以及上下夾件的緊固水平與絕緣的情況進(jìn)行檢測(cè)，絕緣壓板是否存在放電痕跡與爬電燒傷的現(xiàn)象。為了方便對(duì)運(yùn)行時(shí)的鐵芯絕緣狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以在檢修的時(shí)候在變壓器的箱蓋上設(shè)置小套管，把鐵芯的接地線引出接地。打開鐵芯和上夾件間的連接片以及上夾件和鋼壓板的連接片之后，對(duì)上下夾件和鐵芯之間與鐵芯和鋼壓板之間的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量，且與以前試驗(yàn)進(jìn)行比較需要沒有明顯的變化。

3.4 變壓器大修前的準(zhǔn)備工作

3.4.1 查閱歷年大小修報(bào)告及絕緣預(yù)防性試驗(yàn)報(bào)告（包括油的化驗(yàn)和色譜分析報(bào)告），了解絕緣狀況。

3.4.2 查閱運(yùn)行檔案了解缺陷、異常情況，了解事故和出口短路次數(shù)，變壓器的負(fù)荷。

3.4.3 根據(jù)變壓器狀態(tài)，編制大修技術(shù)、組織措施，并確定檢修項(xiàng)目和檢修方案。

3.4.4 變壓器大修應(yīng)安排在檢修間內(nèi)進(jìn)行。當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)無檢修間時(shí)，需做好防雨、防潮、防塵和消防措施，清理現(xiàn)場(chǎng)及其他準(zhǔn)備工作。

3.4.5 大修前進(jìn)行電氣試驗(yàn)，測(cè)量直流電阻、介質(zhì)損耗、絕緣電阻及油試驗(yàn)。

3.4.6 準(zhǔn)備好備品備件及更換用密封膠墊。

4.35kV及以下變壓器柜出現(xiàn)故障以及現(xiàn)場(chǎng)的檢修

在2010年，某市的縣變電站中發(fā)生主輸泵與變壓器開關(guān)柜中的過電壓保護(hù)器同時(shí)損壞的故障。10kV的外電線路電桿因?yàn)槎啻芜^弧光接地放電而使瓷瓶的頂部出現(xiàn)放電的痕跡，瓷瓶裙角出現(xiàn)玻璃化破壞等現(xiàn)象。

4.1 分析此故障的原因

4.1.1 保護(hù)器遭到潮氣的侵蝕

保護(hù)器由于長(zhǎng)期受到潮濕氣候的作用，不停的減小其直流的參考電壓，加大電流的外漏，積攢熱能量，造成惡性的循環(huán)，最后使系統(tǒng)的工作電壓沒有辦法接受參考電壓的減小值，過電壓保護(hù)器出現(xiàn)熱崩潰的損壞現(xiàn)象。

4.1.2 線路經(jīng)常接地

系統(tǒng)具有經(jīng)常性接地的情況，單相接地使得出現(xiàn)弧光接地的現(xiàn)象，使幅值較大、時(shí)間較長(zhǎng)的諧振過電壓以及弧光接地過電壓的故障經(jīng)常發(fā)生，使保護(hù)器受到損傷，快速減少保護(hù)器的性能與壽命;弧光接地會(huì)導(dǎo)致相間的短路，使氧化鋅電阻片的閥片出現(xiàn)熱崩潰，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生損壞;外供電的線路經(jīng)常出現(xiàn)單相接地，使得接地的相電壓減小，健全相電壓加大，健全相保護(hù)器在過熱過熱的情況下維持運(yùn)行，最后使得泵開關(guān)柜內(nèi)的保護(hù)器爆炸。

4.2 變壓器現(xiàn)場(chǎng)的檢修以及保護(hù)的措施

替換配置相同且選型正確的變壓器柜組合過電壓的保護(hù)器還有主輸泵柜組合過電壓的保護(hù)器，需要建立零值絕緣子的檢測(cè)項(xiàng)目，這樣可以檢測(cè)沙坡線絕緣子的絕緣性能，并經(jīng)過對(duì)其定期的檢查以及檢測(cè)保護(hù)器的絕緣電阻，掌握運(yùn)行的狀態(tài)還有存在的問題，以保證定期的更換與維護(hù)。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)35kV及以下電力變壓器進(jìn)行維護(hù)運(yùn)行與現(xiàn)場(chǎng)檢修的工作人員，需要把握科學(xué)檢測(cè)變壓器故障的技術(shù)，提升對(duì)變壓器維護(hù)與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢修的技術(shù)水平，這樣才可以確保變壓器的壽命、供電可靠性、效率以及使用性能，進(jìn)一步確保電網(wǎng)可以穩(wěn)定順利的運(yùn)行，并順利開展現(xiàn)代化建設(shè)工作。

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