火力發(fā)電廠變壓器故障分析及處理方案研究

劉剛

（國(guó)電安順發(fā)電有限公司，貴州 安順 531000）

在電力系統(tǒng)的高速發(fā)展過(guò)程中，火力發(fā)電廠變壓器的故障問(wèn)題一直受到廣泛關(guān)注，一線的技術(shù)研究者始終在努力探究各種解決方案，進(jìn)一步減少變壓器故障，推動(dòng)火力發(fā)電廠的發(fā)展。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，火力發(fā)電廠的主要變壓器必須處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，一旦在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)給電廠的生產(chǎn)以及系統(tǒng)的穩(wěn)定帶來(lái)極大的影響。本文主要對(duì)火力發(fā)電廠變壓器在使用過(guò)程中所產(chǎn)生的主要故障進(jìn)行深入分析，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)制定合理的解決方案。

1 變壓器滲漏油故障分析及處理方案

（1）變壓器滲漏油故障分析。漏油是火力發(fā)電廠油變壓器出現(xiàn)故障的主要形式之一，漏油問(wèn)題的嚴(yán)重性在于一旦出現(xiàn)漏油雖不會(huì)導(dǎo)致電變壓器停止工作，但會(huì)為重大安全事故埋下隱患。因?yàn)樽儔浩鞯慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其內(nèi)部存在著各式各樣的密封情況，一旦密封不嚴(yán)就會(huì)造成滲漏油，一般情況下出現(xiàn)這類故障的主要原因有以下幾種：①變壓器內(nèi)部密封膠墊質(zhì)量不合格；②密封膠墊長(zhǎng)期未更換出現(xiàn)老化和龜裂；③工作人員未定期對(duì)密封膠墊進(jìn)行檢查緊固；④放油閥門存在質(zhì)量問(wèn)題，放油閥關(guān)閉不夠嚴(yán)密；⑤油箱焊接工作不到位，存在焊接質(zhì)量問(wèn)題，如焊接沙眼或裂紋；⑥變壓器循環(huán)油泵問(wèn)題、變壓器制造工藝不先進(jìn)、密封膠墊受力不均衡等。

（2）變壓器滲漏油故障處理方案。為避免、解決滲漏油故障，需要制定檢修方案，進(jìn)行定期巡視、排查，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需及時(shí)處理，避免影響變壓器的正常使用。通常采取如下方案：①及時(shí)準(zhǔn)確找出故障發(fā)生的主要原因，精準(zhǔn)的判斷出滲漏油的正確位置，對(duì)滲漏點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的處理；②針對(duì)油箱的密封不嚴(yán)所造成的變壓器滲漏，在日常巡檢排查過(guò)程中及時(shí)檢查油箱各密封部位的密封情況，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行解決，油箱的焊接點(diǎn)出現(xiàn)漏油時(shí)需要將變壓器停運(yùn)、放油，清理油垢進(jìn)行補(bǔ)焊；③針對(duì)焊接點(diǎn)在油箱底部出現(xiàn)漏油的情況，盡量采取帶油補(bǔ)焊的方式進(jìn)行處理，且在進(jìn)行補(bǔ)焊時(shí)盡可能采取氣焊，減少焊接時(shí)間，控制焊接溫度；④在變壓器拆裝過(guò)程中要小心謹(jǐn)慎，避免給變壓器帶來(lái)不可挽回的損壞。

2 變壓器出口短路故障分析及處理方案

（1）變壓器出口短路分析。出口短路故障是火力發(fā)電廠變壓器常見(jiàn)的主要問(wèn)題之一。在進(jìn)行變壓器短路故障的檢測(cè)分析中，需要注意在變壓器一、二次繞組中所產(chǎn)生的比較強(qiáng)大的短路電流，其數(shù)值往往會(huì)到其額定電流的十幾倍，甚至是幾十倍，這是變壓器出口出現(xiàn)短路時(shí)所產(chǎn)生的突出現(xiàn)象。強(qiáng)電流產(chǎn)生的高溫會(huì)降低變壓器的繞組絕緣強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成繞組絕緣擊穿，其危害性十分大，即使短路電流值較小也會(huì)對(duì)變壓器的絕緣體造成致命傷害，以至影響變壓器的恢復(fù)運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致變壓器報(bào)廢，給企業(yè)帶來(lái)無(wú)法彌補(bǔ)的損失。

（2）變壓器出口短路故障處理方案。對(duì)故障處理過(guò)程進(jìn)行全方位的分析研究，需要做好設(shè)備出現(xiàn)故障后的及時(shí)應(yīng)對(duì)措施，更需要做好故障出現(xiàn)前的防范工作。例如在進(jìn)行安裝的過(guò)程中，一定要結(jié)合當(dāng)前的工作環(huán)境、安裝天氣條件，制定合理的安裝方案，確保安裝質(zhì)量；盡可能避免其受到污濁空氣和灰塵的影響，最為重要的是需要在安裝之前對(duì)變壓器各部分絕緣情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)消除；正常投運(yùn)后，應(yīng)通過(guò)年度電氣實(shí)驗(yàn)和絕緣油取樣化驗(yàn)的檢測(cè)方式來(lái)對(duì)火力發(fā)電廠大型油變壓器可能存在問(wèn)題進(jìn)行排查。常規(guī)的試驗(yàn)有以下2種。

①絕緣試驗(yàn)。主要排查電氣設(shè)備所存在的絕緣缺陷。該類缺陷一種是在設(shè)備制造的過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)、潛伏的缺陷；一種是在安裝投運(yùn)后，運(yùn)行階段受外界作用逐漸發(fā)展起來(lái)的缺陷。外界作用主要有工作電壓、大氣過(guò)電壓、潮濕、機(jī)械力、熱作用、化學(xué)作用等，這些都是影響電氣設(shè)備安全運(yùn)行的主要原因。隱蔽性絕緣缺陷，可分為兩大類：一類是集中性缺陷，如絕緣子瓷質(zhì)出現(xiàn)開裂，發(fā)電機(jī)絕緣局部嚴(yán)重磨損或擠壓破裂，電纜絕緣中存在氣泡，設(shè)備絕緣受到機(jī)械損傷等；另一類為分布性缺陷，即電氣設(shè)備的整體絕緣性能下降，如電機(jī)、瓷瓶及套管等絕緣材料受環(huán)境的影響整體出現(xiàn)老化、受潮等。若絕緣內(nèi)部存在固有缺陷，將嚴(yán)重降低設(shè)備原有的絕緣水平，因此需要借助常規(guī)的試驗(yàn)方法，及時(shí)查出設(shè)備的隱藏性缺陷并予以消除。

②特性試驗(yàn)。絕緣試驗(yàn)以外的其他實(shí)驗(yàn)都叫特性試驗(yàn)。主要內(nèi)容是對(duì)變壓器其它特性進(jìn)行測(cè)試，如變壓器和互感器的變比試驗(yàn)、極性試驗(yàn)、線圈的直流電阻測(cè)量等，主要目的是根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果的分析來(lái)查找缺陷。但每種試驗(yàn)在應(yīng)用過(guò)程中都存在局限性，因此需要結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果、出廠數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向比較，與同類型設(shè)備的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，通過(guò)專業(yè)化分析來(lái)準(zhǔn)確判斷設(shè)備存在的缺陷，為檢修提供可靠依據(jù)。

3 變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障分析及處理方案

（1）變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障分析。變壓器鐵芯發(fā)生多點(diǎn)接地故障的原因難以通過(guò)檢測(cè)確定，接地故障出現(xiàn)的原因和方式很不確定，甚至有時(shí)會(huì)時(shí)斷、時(shí)續(xù)地出現(xiàn)接地故障。由于多點(diǎn)接地導(dǎo)致鐵芯出現(xiàn)環(huán)流大，因此該故障發(fā)生時(shí)多數(shù)都會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行中鐵芯過(guò)熱的現(xiàn)象，同時(shí)變壓器油溫會(huì)迅速上升到300～700°左右，高溫會(huì)導(dǎo)致變壓器油的油質(zhì)下降，瓦斯氣體繼電器動(dòng)作。在進(jìn)行變壓器鐵芯接地故障分析時(shí)，可通過(guò)對(duì)變壓器油的氣相色譜分析來(lái)判斷出現(xiàn)異常的主要原因，同時(shí)運(yùn)用電流表測(cè)量鐵芯接地所產(chǎn)生的電流值，若接地電流值出現(xiàn)明顯上升則需要停運(yùn)變壓器進(jìn)行檢查，解開變壓器鐵芯正常接地點(diǎn)，采用兆歐表?yè)u測(cè)鐵芯絕緣，如果鐵芯絕緣阻值出現(xiàn)明顯下降或?yàn)榱?，就證明是變壓器鐵芯出現(xiàn)了多點(diǎn)直接、間接接地狀況。

（2）變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障處理方案?？刹捎秒娏鳑_擊法，對(duì)接地點(diǎn)進(jìn)行擊穿放電，主要目的是將接地雜物擊穿熔掉。如果對(duì)地絕緣值顯示為正常標(biāo)準(zhǔn)，先對(duì)變壓器的油箱進(jìn)行放油，再進(jìn)行詳細(xì)的吊罩或吊芯檢查，以此來(lái)判斷其接地出現(xiàn)的實(shí)際狀況，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)變壓器鐵芯接地故障進(jìn)行處理。

4 變壓器噴油爆炸故障分析及處理方案

（1）變壓器噴油爆炸故障分析。導(dǎo)致變壓器噴油爆炸故障的原因一般是其內(nèi)部發(fā)生了短路故障。類似于繞線匝間短路、相間短路以及對(duì)地短路等會(huì)導(dǎo)致此類故障發(fā)生；變壓器進(jìn)水也會(huì)導(dǎo)致絕緣下降引發(fā)短路。噴油爆炸故障還有可能是斷線所產(chǎn)生的電弧引起的。因?yàn)榫€組接頭焊接不良、運(yùn)行狀態(tài)下引線連接松脫等問(wèn)題，在電流沖擊下斷點(diǎn)處產(chǎn)生的高溫電弧使油氣化，促使內(nèi)部壓力迅速增高所致。

（2）變壓器噴油爆炸故障處理方案。根據(jù)上述引發(fā)的噴油故障原因，平時(shí)須做好變壓器的防潮，按規(guī)程做好變壓器預(yù)防性試驗(yàn)，及時(shí)查出相間、匝間絕緣隱患，并制定合理的處理方案予以消除；同時(shí)大氣過(guò)電壓也會(huì)對(duì)變壓器內(nèi)部絕緣產(chǎn)生巨大的破壞作用，做好防雷也是減少變壓器內(nèi)部短路情況發(fā)生的重要措施。

5 結(jié)語(yǔ)

變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其運(yùn)行的穩(wěn)定性會(huì)直接影響到整電力系統(tǒng)的平穩(wěn)性。因此相關(guān)技術(shù)管理人員必須高度重視變壓器的運(yùn)行情況，采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)及方法，及時(shí)查出故障類型以及產(chǎn)生的主要原因，制定出合理的處理方案，安排專業(yè)人員進(jìn)行檢修，確保變壓器始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而促進(jìn)電力系統(tǒng)發(fā)展。