淺議500千伏變壓器常見故障分析及防治措施

陳曉+王群鋒+連進(jìn)燦+王海龍

摘 要：變壓器在不同條件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，有助于對(duì)變壓器發(fā)生的故障與異常運(yùn)行進(jìn)行分析和總結(jié)，有助于工作人員根據(jù)變壓器內(nèi)部是否發(fā)生故障進(jìn)行檢修，判斷變壓器出現(xiàn)故障產(chǎn)生的原因及類型。本文針對(duì)500千伏的變壓器出現(xiàn)的故障，分析原因，提出解決相關(guān)故障的防治措施，旨在保障變壓器的正常運(yùn)行及維護(hù)效果。

關(guān)鍵詞：500千伏變壓器；故障分析；防治措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.039

0 引言

目前我國(guó)的電網(wǎng)建設(shè)中一般使用500千伏變壓器，保障電能正常的輸送。電力運(yùn)行事故頻發(fā)已經(jīng)引起電力企業(yè)的重視。在電力系統(tǒng)事故當(dāng)中，電氣設(shè)備的事故較多，屬于局部性事故。但是針對(duì)電氣設(shè)備事故處理不及時(shí)，將影響整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行。500千伏的變壓器若發(fā)生故障，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成毀滅性的破壞。

1 500千伏變壓器的差動(dòng)保護(hù)

1.1 保護(hù)的范圍

500千伏變壓器的差動(dòng)保護(hù)主要有三種方式：一是針對(duì)大于或者等于6.3兆伏安使用的工作變壓器或者并列運(yùn)行的變壓器；二是大于或者等于10兆伏安的的單獨(dú)運(yùn)行變壓器或者備用變壓器；三是大于或者等于2兆伏安的工作變壓器。這些變壓器主要能起到保護(hù)變壓器的作用，通過縱連差動(dòng)保護(hù)裝備保障變壓器的實(shí)際運(yùn)行。

1.2 保護(hù)的功能

差動(dòng)保護(hù)主要在變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。同氣體繼電器造差動(dòng)保護(hù)方面相比較，靈敏性較低。但是差動(dòng)保護(hù)也可以將變壓器在可保護(hù)范圍內(nèi)的外部故障進(jìn)行保護(hù)。針對(duì)保護(hù)變壓器外部故障的死區(qū)方面進(jìn)行消除，可以將電流回路的接線范圍重疊附近的保護(hù)電流接線。在變壓器運(yùn)行工作中，進(jìn)行注油、慮油等工作同正常運(yùn)行工作同樣進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)[1]。

2 500千伏變壓器出現(xiàn)故障的原因

變壓器在生產(chǎn)和運(yùn)行的過程中，由于多種因素的影響，產(chǎn)生了故障，影響差動(dòng)保護(hù)，特別是變壓器的器件所產(chǎn)生的故障最為嚴(yán)重。

2.1 鐵芯故障分析

變壓器的鐵芯故障主要體現(xiàn)為放電、過熱。鐵芯產(chǎn)生故障的原因有短路、散熱不良等。鐵芯短路主要是變壓器在鐵芯上打孔之后使變壓器滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)造成出現(xiàn)磁飽和，并且鐵芯的絕緣性能降低導(dǎo)致短路，最終造成鐵芯的過熱繼而引起短路。同時(shí)變壓器生產(chǎn)廠家在鐵芯的生產(chǎn)過程中，破壞了鐵軛與鐵軛夾件兩者之間的絕緣并產(chǎn)生渦流，最終損壞絕緣造成短路故障。

鐵芯在生產(chǎn)過程中，在制造過程中出現(xiàn)金屬異物掉落的情況，造成鐵芯多點(diǎn)接地形成故障。在安裝過程中，沒有將變壓器油箱內(nèi)部進(jìn)行徹底清理，油箱內(nèi)部的殘余雜物特別是金屬碎屑隨著強(qiáng)油的循環(huán)沖擊導(dǎo)致出現(xiàn)鐵芯接地的現(xiàn)象。此外，變壓器油箱內(nèi)部產(chǎn)生的油泥會(huì)依附在鐵芯上，影響散熱。如果不及時(shí)清理油泥，使鐵芯過熱引發(fā)故障。

2.2 繞組故障

繞組故障產(chǎn)生的部分原因同鐵芯故障相同。繞組的長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、出口短路、絕緣老化、線圈受潮等都會(huì)導(dǎo)致繞組出現(xiàn)故障。繞組的故障表現(xiàn)有短路、斷線和過熱。

繞組的短路主要原因有：由于繞組和鐵芯之間的絕緣材料是紙質(zhì)的，并具有很強(qiáng)的吸水作用。因此，變壓器在安裝或者檢修中出現(xiàn)水分過多導(dǎo)致干燥不徹底將導(dǎo)致絕緣受潮，使絕緣的性能下降，一旦絕緣被擊穿導(dǎo)致變壓器內(nèi)部的局部放電，甚至?xí)估@組產(chǎn)生接地故障。繞組的斷線主要原因有繞組的焊接不良導(dǎo)致質(zhì)量下降，最終引發(fā)故障，另外繞組產(chǎn)生的短路與過熱也會(huì)產(chǎn)生斷線的現(xiàn)象。

2.3 絕緣故障

絕緣的故障主要有絕緣被擊穿、沿面放電、油流帶電等。變壓器內(nèi)部沒有徹底干燥導(dǎo)致絕緣受潮，最終出現(xiàn)絕緣被擊穿的情況發(fā)生。另外高溫也會(huì)導(dǎo)致絕緣使用壽命縮短使電阻被降低，最終引發(fā)內(nèi)部絕緣被擊穿的事故。變壓器在使用過程中出現(xiàn)絕緣承受電壓過高出現(xiàn)沿面放電的情況，各種因素例如高溫、水分、電壓過高使變壓器內(nèi)部絕緣產(chǎn)生劣化，造成沿面放電的故障[2]。

3 500千伏變壓器故障防治措施

3.1 防止空氣水分進(jìn)入變壓器

變壓器在檢修前后必須保持密封，變壓器在安裝過程中嚴(yán)格按照使用說明書進(jìn)行安裝，必要時(shí)可以將變壓器解體重修。安裝之后的變壓器要按照嚴(yán)格程序進(jìn)行油箱注油并采用真空處理。真空處理主要是將變壓器內(nèi)部的空氣進(jìn)行排空。變壓器的使用過程中，若發(fā)現(xiàn)不合格的配件及時(shí)停修更換，防止變壓器出現(xiàn)故障。

3.2 防止雜物進(jìn)入變壓器

針對(duì)鐵芯和繞組在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)金屬雜物遺落的現(xiàn)象，首先變壓器在運(yùn)行前對(duì)內(nèi)部和相關(guān)器件進(jìn)行徹底的檢查，如有雜物立即徹底清除。油箱在使用前內(nèi)部要清理干凈并使用合格油來進(jìn)行清洗。

3.3 檢查變壓器外觀

變壓的外殼、金屬外露的零部件由于受到空氣、陽(yáng)光、溫度、水分等多種因素的影響，容易出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。變壓器出現(xiàn)腐蝕除了影響外觀外，還會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)了滲漏油，使變壓器的差動(dòng)保護(hù)出現(xiàn)跳閘的情況，安全運(yùn)行受到了影響。因此，對(duì)變壓器定期進(jìn)行防腐噴漆，若零部件出現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重的情況，立即進(jìn)行更換。

3.4 防止絕緣受到損壞

在變壓器的絕緣安裝上，避免過分吊拉和硬力扭結(jié)導(dǎo)致絕緣受損的情況出現(xiàn)。在電壓器的絕緣進(jìn)行安裝或檢修時(shí)，螺絲要擰緊，防止運(yùn)行中出現(xiàn)各種損壞或者變形。在安裝和檢修過程中，絕緣部件的更換上必須保證部件質(zhì)量的合格，防止劣質(zhì)產(chǎn)品進(jìn)入。絕緣部件必須保證干燥性。

3.5 防止繞組出現(xiàn)故障

繞組出現(xiàn)發(fā)電、擊穿、燒毀等故障，最終導(dǎo)致變壓器無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)和進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)，最終危害整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行。因此，在防止措施上，加強(qiáng)變壓器的日常維護(hù)并安裝監(jiān)視設(shè)備。變壓器在修復(fù)之后保持密封。另外變壓器的安裝必須有接地屏，避免出現(xiàn)放電現(xiàn)象[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，500千伏變壓器在運(yùn)行過程中受到多種因素的干擾出現(xiàn)故障。針對(duì)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，500千伏變壓器的器件在安裝與運(yùn)行的過程中容易發(fā)生故障，導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)損壞，影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。因此，制定相應(yīng)的防治措施，避免出現(xiàn)上述故障的發(fā)生，保障電網(wǎng)正常供應(yīng)電能。

參考文獻(xiàn)：

[1]智愛忠.芻議500kV變壓器運(yùn)行維護(hù)與常見故障分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（23）：51.

[2]趙軍.500kV變壓器故障分析[D].鄭州大學(xué)，2016.

[3]代建強(qiáng)，賴穎，韋海治，梁睿.500kV變壓器運(yùn)行維護(hù)與故障分析處理[J].大科技，2014（36）：231-232.endprint