論變壓器運(yùn)行維護(hù)與故障分析

田敏(中石化第五建設(shè)有限公司，甘肅 蘭州 730060)

變壓器又叫配電變壓器，屬于小范圍電網(wǎng)中的靜態(tài)變電設(shè)備，其主要作用是轉(zhuǎn)換電壓，進(jìn)行電能的傳送，對于電流的穩(wěn)定和安全輸送提供保護(hù)作用。只有變壓器平穩(wěn)有效運(yùn)行才能保證化工裝置現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備正常運(yùn)行。所以，變壓器的日常維修和故障排除非常重要，只有做好這兩樣工作，才能最大可能的保障變壓器的穩(wěn)定。變壓器由器身、油箱、冷卻裝置、保護(hù)裝置、出線裝置及調(diào)壓裝置等元件組成，對于這些精密設(shè)備，除了要做好日常維護(hù)外，還要能及時(shí)發(fā)覺設(shè)備運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障的原因，防止設(shè)備帶故障長時(shí)間運(yùn)行。

1 變壓器概論

1.1 變壓器定義

在一半以上來講，變壓器屬于變電設(shè)備，廣義上的變壓器是可以進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換、交流電能和轉(zhuǎn)換的所有電力設(shè)備的統(tǒng)稱，比如變電站、變壓器等。狹義上的變壓器，主要指那些體積不大的電壓轉(zhuǎn)換的電氣設(shè)備，主要滿足不同等級的客戶對電壓的使用標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 研究變壓器運(yùn)行維護(hù)與故障分析的意義

隨著我國社會的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及居民用電的需求越來越大，在現(xiàn)代配電室中，變壓器的地位越來越重要，作為變電設(shè)備的主體設(shè)備，變壓器承擔(dān)著轉(zhuǎn)變電壓的重要任務(wù)，是用戶正常使用電力設(shè)備的保證。做好變壓器的運(yùn)行維護(hù)，及時(shí)檢查變壓器的故障，不僅可以提高變壓器的使用壽命，還可以對電網(wǎng)進(jìn)行有效的保護(hù)，維持電網(wǎng)承載力的穩(wěn)定，提供優(yōu)質(zhì)的電源。由于許多工作人員對變壓器的維護(hù)和檢修不及時(shí)，造成了電力事故的發(fā)生，輕者會導(dǎo)致短路，重者會造成機(jī)器報(bào)廢等事故，給化工生產(chǎn)裝置帶來了巨大損失。

2 變壓器日常運(yùn)行維護(hù)的措施

2.1 做好變壓器內(nèi)對油的檢測

對于變壓器器油枕和輸油管，要做好充分的檢測和維護(hù)，保證油面高度以及輸油管的密閉性。如果變壓器在經(jīng)過高溫環(huán)境和高溫運(yùn)行過后，必須要加強(qiáng)相關(guān)的維護(hù)和檢修，定期進(jìn)行濾油維護(hù)，保證變壓器的狀態(tài)。在變壓器使用前做好油變的密閉性檢查，對于變壓器的防漏、防水，真空處理，進(jìn)行周期性維護(hù)，如果檢測到變壓器油箱內(nèi)部壓力值低于140Pa/天，就要增加其密閉性檢測，適當(dāng)?shù)奶岣呔S護(hù)和檢測的頻率，保證變壓器的真空效果。

2.2 做好變壓器過負(fù)荷、過勵磁能力的維護(hù)

變壓器過負(fù)荷能力是根據(jù)變壓器溫升實(shí)驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)計(jì)算和校準(zhǔn)的，由于其本身的特性，使得變壓器存在一定熱傳導(dǎo)性。如果溫度過高，變壓器的絕緣部件就會出現(xiàn)問題，這會降低變壓器的絕緣性。對此，生產(chǎn)變壓器在日常使用的時(shí)候，，要注意控制變壓器的熱點(diǎn)溫度，不能高于130度。針對變壓器N-1運(yùn)行方式的穩(wěn)定限額，變壓器應(yīng)該有在超過限定環(huán)境一定程度內(nèi)，過負(fù)荷運(yùn)行至少三十分鐘的能力。在特殊情況下，繼電器保護(hù)設(shè)備實(shí)際值與額定值之間存在一定的差距，這會導(dǎo)致變壓器過勵磁預(yù)警。如果不加干預(yù)，變壓器將會跳閘。次數(shù)多了，可能會產(chǎn)生電力事故。所以，變壓器使用者要適當(dāng)控制變壓器的過勵磁時(shí)間。

2.3 促進(jìn)變壓器的規(guī)范管理

變壓器運(yùn)行的可靠性，與變壓器日常管理和使用的是否科學(xué)規(guī)范有很大的關(guān)系。建立健全工程項(xiàng)目對變壓器使用的規(guī)章制度，嚴(yán)格監(jiān)督變壓器的使用方法，可以有效防止變壓器由于人為原因出現(xiàn)故障而導(dǎo)致的運(yùn)行不可靠。在變壓器使用過程中，工作人員要時(shí)刻關(guān)注并記錄相關(guān)儀表的工作狀態(tài)，查看負(fù)荷是否在額定范圍內(nèi)，并控制好相關(guān)電壓的高低，做好對變壓器油溫的控制，一般在85攝氏度左右，如果超過這個(gè)溫度就需要進(jìn)行對機(jī)器的降溫。

3 變壓器日常運(yùn)行的故障分析方法

3.1 對于變壓器異常聲音的故障分析方法

在變壓器日常運(yùn)行過程中，變壓器內(nèi)部的電流在在鐵芯中產(chǎn)生周期性磁通，由于這種磁通是電流經(jīng)過繞組時(shí)產(chǎn)生的，所以無法避免。磁通導(dǎo)致的鐵芯震動會發(fā)出聲響。工作人員可以通過這種聲響對變壓器的工作狀態(tài)進(jìn)行判斷和故障分析。

如果變壓器發(fā)出異常聲響，時(shí)間較短，頻率較低，工作人員可以對變壓器進(jìn)行普通的詳細(xì)檢查，重點(diǎn)檢查是不是大動力機(jī)械在啟動時(shí)發(fā)生短路產(chǎn)生的問題。如果變壓器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)低沉而長時(shí)間的輕微聲響時(shí)，如：“嚶嚶”的雜音。一般是因?yàn)殍F芯的尾部鋼板震動頻次過高而導(dǎo)致的雜音，這時(shí)需要停止運(yùn)行變壓器一段時(shí)間，調(diào)整機(jī)器狀態(tài)，防止過度使用。如果出現(xiàn)強(qiáng)烈不規(guī)則雜音，并伴隨出現(xiàn)內(nèi)部放電和破裂聲，則需要停止使用變壓器并對鐵芯的穿心螺絲進(jìn)行固定，否則極容易破壞變壓器內(nèi)部的絕緣層，導(dǎo)致鐵芯散熱問題，影響變壓器持續(xù)使用。對于出現(xiàn)內(nèi)部放電和產(chǎn)生破裂聲音，則是因?yàn)樽儔浩鞯睦@組和引導(dǎo)線出現(xiàn)問題，再有就是接地線斷裂或接觸不良，這時(shí)候需要工作人員聯(lián)系維修人員對變壓器內(nèi)部進(jìn)行進(jìn)一步檢測。

3.2 變壓器油質(zhì)分析

如果變壓器在工作過程中出現(xiàn)油色變化時(shí)，工作人員要加強(qiáng)對變壓器油質(zhì)的檢測。根據(jù)油色的變化情況綜合判斷故障程度。并請專業(yè)維修人員進(jìn)行檢驗(yàn)變壓器油質(zhì)的炭粒以及水分含量。當(dāng)油質(zhì)的酸度上升，閃光點(diǎn)下降，絕緣能力下降的時(shí)候，就說明變壓器內(nèi)部油質(zhì)已經(jīng)不能再繼續(xù)滿足變壓器運(yùn)行的需要了，必須更換新的油料，否則極容易導(dǎo)致繞組和外殼的對向穿透事故。

3.3 變壓器瓦斯故障分析

對于變壓器瓦斯故障，要按照輕瓦斯作用于信號，重瓦斯作用于跳閘的原則進(jìn)行分析。根據(jù)變壓器設(shè)計(jì)原理，變壓器出現(xiàn)瓦斯保護(hù)動作，一方面是因?yàn)閮?nèi)部的過濾、注油和冷卻循環(huán)系統(tǒng)不是完全密閉狀態(tài)有關(guān)，變壓器內(nèi)部進(jìn)入空氣，會逐漸導(dǎo)致溫度異常；或者由于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生其他氣體，不能滿足正常工作要求。再有就是變壓器的絕緣裝置失效，導(dǎo)致的二次回路設(shè)備故障。

對于輕瓦斯發(fā)出的異常信號，則反映變壓器內(nèi)部存在輕微故障，一般是油箱進(jìn)入空氣導(dǎo)致的。如果出現(xiàn)重瓦斯作用，變壓器出現(xiàn)跳閘等反應(yīng)，則反映變壓器內(nèi)部出現(xiàn)了油枕爆門、焊接異常等重大故障。這就需要工作人員加強(qiáng)對變壓器外部形狀的分析，找出內(nèi)部故障的大體位置，聯(lián)系專業(yè)人員按更換關(guān)鍵元器件。

3.4 對于變壓器鐵芯故障的分析

對于變壓器的鐵心故障，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行排除，最常見的是鐵芯在安裝過程中尺寸和大小與圖紙不一致，比如：穿芯螺件鋼座長度過長，使得鐵芯在工作過程中與外殼和其他部件發(fā)生碰撞導(dǎo)致故障；其次就是絕緣出現(xiàn)問題，硅鋼片間的絕緣和鐵芯絕緣比較脆弱，前者會導(dǎo)致鐵芯內(nèi)部被工作的高溫融化，后者受環(huán)境影響容易受潮，是的鐵芯產(chǎn)生熱環(huán)流，導(dǎo)致對其他絕緣部位進(jìn)一步破壞，最終導(dǎo)致整體絕緣的失靈；再有就是部分部件的漏磁，比如，變壓器的油箱、套管、橡膠皮套、繞組夾件都會產(chǎn)生漏磁，這些都是變壓器過熱的原因。對于變壓器鐵心故障，要進(jìn)行繞組的直流電流測量，看看是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，排除變壓器繞組的故障之后再進(jìn)一步判斷故障原因。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的綜合國力穩(wěn)定提高，各種工程、項(xiàng)目對變電設(shè)備的要求也在不斷提高。變壓器的使用的環(huán)境和用途也越來越廣闊。因此提高變壓器的運(yùn)行維護(hù)和故障分析成為目前機(jī)電設(shè)備使用中要注意問題。本文作者以基層使用者的角度出發(fā)，對增強(qiáng)變壓器運(yùn)行維護(hù)和故障分析提出了自己的看法，希望能對我國變電設(shè)備的發(fā)展做出一定貢獻(xiàn)。

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