配電變壓器常見故障及維護管理探究

李 想

南通市通州區(qū)供電公司 江蘇 南通226001

1 配電變壓器絕緣老化的機理分析

配電是整個電力系統(tǒng)中較為重要的一個環(huán)節(jié),直接關系到用戶的供電可靠性。配電變壓器作為配電系統(tǒng)的核心部件,它的運行穩(wěn)定與否對配電系統(tǒng)的影響非常大,一旦配電變壓器絕緣出現(xiàn)老化會導致變壓器的整體性能下降。相關研究結果表明,絕緣系統(tǒng)是影響變壓器使用壽命的關鍵性因素之一,由于受到外部環(huán)境的影響使變壓器絕緣很容易出現(xiàn)老化情況,下面從熱老化、電老化和機械老化三個方面對配電變壓器絕緣的老化機理進行分析。配電變壓器熱老化機理。熱老化是配電變壓器油紙絕緣性能下降的主要表現(xiàn)形式之一,隨著纖維紙的逐步熱解各種化學反應會隨之出現(xiàn),在此過程中會生成各種揮發(fā)物。化學反應的速率取決于溫度的高低,如果溫度持續(xù)上升則反應速率會進一步加快,絕緣紙的老化也會隨之加劇。當絕緣紙老化之后,其本身的機械性能會受到嚴重的影響,若是機械性能完全喪失,絕緣紙會因為脆化而與繞組相脫離,極有可能引起油路堵塞,從而使配電變壓器的散熱功能受到影響。當變壓器無法正常散熱之后,其溫度會快速上升,在高溫的作用下,使絕緣的熱老化速度加快,由此會進入一個惡性循環(huán)狀態(tài)。配電變壓器電老化機理。配電變壓器所處的運行環(huán)境比較特殊,不可避免地會受到電場的影響,油紙絕緣在電場的長期作用下,老化速度會不斷加快,這是因為油紙在電場中會出現(xiàn)理化反應從而導致油紙快速分解,絕緣性能大幅度下降。通過對嚴重老化的油紙絕緣進行擊穿試驗后發(fā)現(xiàn),在擊穿過程中電壓值為恒定,由此說明變壓器未超出使用壽命,其電氣性能只會在限定的范圍以內持續(xù)下降。由于絕緣紙本身能夠承受一定的電場強度,故此配電油紙絕緣出現(xiàn)電老化后,在短時間內并不會對變壓器的正常運行造成影響。油紙絕緣從廠家運至施工現(xiàn)場時途中會受到振動,從而會導致內部產(chǎn)生氣泡,這樣會引起局部放電,進而造成絕緣表面溫度升高,加快絕緣的老化速度。不僅如此,放電會使絕緣油被分解產(chǎn)生烴類氣體,受到該氣體的影響放電程度會有所加劇,各種故障問題也會隨之出現(xiàn)。

2 變壓器工作原理及優(yōu)勢

近年來干式變壓器在供電系統(tǒng)中的應用表現(xiàn)出了較多的優(yōu)勢:第一是干式變壓器所連接的變電站結構較為簡單,沒有特殊的消防設施,而且不需要開設地下油槽,節(jié)省安裝費用,維修過程較為方便;第二是干式變壓器內部不需要絕緣油,使用過程中避免了漏油問題的出現(xiàn),環(huán)境污染小,同時極大的降低了變壓器使用過程中的爆炸和火災風險;第三是干式變壓器應用過程中的供電成本不高,輸電過程電損較小,使用過程中的噪聲較低;第四是干式變壓器對于電氣設備的接入適應性較強,運行穩(wěn)定可靠。

3 變壓器常見事故的處理

3.1 繞組閘間短路故障的處理措施 繞組匝間短路故障是配電變壓器運行中常見的一種故障,對變壓器的正常運行極為不利。所以在配電變壓器發(fā)生繞組匝間短路故障時,必須采取有效的處理措施。繞組匝間短路故障,主要是由于配電變壓器油管有水滲入或有雜物所致。所以,在處理繞組匝間短路故障時,應根據(jù)故障原因,對配電變壓器的管路、繞組線圈進行定期的檢查和維護,使其始終處于良好的工作狀態(tài),使其能夠安全穩(wěn)定地運行。

3.2 檔位顯示故障的處理措施 檔位顯示故障指分接開關機構無法正確地顯示當前的檔位。對單臺運行的配電變壓器,檔位顯示故障的影響不大,擇機停電對內部驅動單元進行檢查調整即可;對并聯(lián)運行的多臺配電變壓器,檔位無法顯示可能會造成嚴重后果。眾所周知,變壓器并列運行的3個條件分別為變比相等、連接組別相同、阻抗電壓相等。分接開關的動作直接影響其中的變比、阻抗電壓兩個因素,若顯示的檔位與實際不一致,將會對運維人員產(chǎn)生誤導,將變比不同、阻抗電壓不同的變壓器并列運行。檔位相差越多,變壓器間產(chǎn)生的環(huán)流越大,變比較小的變壓器可能會出現(xiàn)過負荷運行的情況,嚴重時甚至可能導致變壓器燒毀。因此,并列運行的配電變壓器出現(xiàn)檔位顯示異常的情況時,應及時處理,消除缺陷。

3.3 接觸不良的處理措施 分接開關調壓繞組內的動、靜觸頭接觸不良是常見的分接開關故障類型。接觸不良的原因及處理方法:(1)觸頭損壞。在產(chǎn)品質量達標的前提下,觸頭損壞主要是由于檢修作業(yè)方法不當導致。另外,分接開關運行年限過久、動作次數(shù)過多也有可能造成觸頭的機械疲勞,導致觸頭因無法承受操作的機械應力而損壞。觸頭損壞是分接開關最嚴重的故障,可能直接導致變壓器跳閘。在這種情況下,在變壓器停電后更換觸頭甚至更換整個分接開關機構是唯一的解決辦法。(2)觸頭壓力不足。觸頭壓力不足可能導致觸頭間歇性放電,對觸頭產(chǎn)生燒灼,嚴重時將使觸頭熔化損壞。發(fā)現(xiàn)觸頭咬合不夠緊固時,應檢查觸頭彈簧是否正常,并嘗試調節(jié)彈簧使觸頭均衡受壓并接觸牢固。若彈簧已經(jīng)老化失去調節(jié)能力,則應更換彈簧后再進行調節(jié)。另外,還應檢查觸頭的有效接觸面積是否足夠大,若不足則調整滾輪壓力以使觸頭有足夠的有效接觸面積。(3)觸頭表面臟污。觸頭表面存在的臟污可能是氧化膜、絕緣油、沉淀物等,針對不同的臟污應采取不同的措施。若是較薄的氧化膜,經(jīng)來回操作即可將其清除;氧化膜有一定厚度時,可用汽油配合擦拭布進行清除。對于絕緣油分解形成的沉淀物,可用丙酮加以清潔。清潔完成后,應檢查觸頭光潔、無毛刺等方可投入運行。

結束語

隨著工廠用電量的日益增加,作為整個電網(wǎng)核心的配電變壓器更是確保電網(wǎng)安全運行的關鍵,變壓器發(fā)生故障不止影響系統(tǒng)電網(wǎng)正常運行,也會給生產(chǎn)上造成經(jīng)濟損失,為了使得電網(wǎng)能夠高效率高穩(wěn)定地運行,運行過程中鞏固變壓器的日常維護管理就非常重要,只要我們平時注意觀察、巡視設備時對變壓器是否正常運行多加注意,就可以及時察覺失常故障現(xiàn)象,然后有針對性地采取措施解決故障預防事故的發(fā)生,為用戶更加安全、可靠的送電。