電力變壓器繼電保護研究

陳成旻 馬倫

山東中實易通集團有限公司 山東濟南 250000

電力變壓器在電網(wǎng)中是最重要的設備之一，起著非常關鍵的作用，其中絕緣是變壓器重要組成部分，對變壓器的長期運行可靠性具有決定性意義。另一方面，絕緣對變壓器成本起著重要的決定作用，合理、正確地選取繞組的主絕緣距離，直接影響到變壓器的可靠性和經(jīng)濟性。變壓器絕緣性能是決定其能否無故障運行的基本條件之一，如有任何局部絕緣的破壞，都有可能損壞整臺變壓器，甚至危及輸配電系統(tǒng)的安全運行，所以絕緣改進研究是變壓器至關重要的課題。

1 電力變壓器異常運行

1.1 變壓器聲音出現(xiàn)異常

在變壓器處于正常運行狀態(tài)時，會有均勻的嗡嗡的電磁聲發(fā)出。若產(chǎn)生的聲音不均勻或者發(fā)出其他異常聲響，就說明變壓運行出現(xiàn)異常，從發(fā)出的不同聲響來查找故障，第一時間進行解決。發(fā)生的故障主要包括：①電網(wǎng)產(chǎn)生諧振過電壓或者出現(xiàn)單相接地時，變壓器的聲音比平常的要尖銳。②在大容量的設備啟動時，變壓器的聲音也會變大。若變壓器中有可控的硅整流器這些負荷時，因為有諧波分量的存在，因此變壓器內(nèi)就會有“咯咯”或者“哇哇”的聲音發(fā)出。③當變壓器過負荷嚴重的情況下，會有很沉重的和很高的“嗡嗡”聲存在。④當變壓器的繞組出現(xiàn)匝間短路的情況時，會有“咕嘟咕嘟”如同開水沸騰的聲音出現(xiàn)，情況嚴重時還會有巨大的轟鳴聲發(fā)出來[1]。⑤變壓器的夾緊件或是鐵芯的螺栓出現(xiàn)松動現(xiàn)象時，變壓器中會有“吹風”之風或者“噪音”的聲音出現(xiàn)。⑥變壓器的內(nèi)部如果出現(xiàn)接觸不良，或者有擊穿的現(xiàn)象出現(xiàn)時，變壓器有“吱吱”或者“噼啪”的聲音，而且聲音的大小還會伴隨著故障點的距離遠近而發(fā)生改變。⑦當外部的線路接地或者出現(xiàn)短路的現(xiàn)象時，變壓器會出現(xiàn)“轟轟”或者“噼啪”的噪音。

1.2 變壓器油位異常

①假油位：油枕吸管器堵塞、防爆管通氣孔堵塞以及油標管堵塞。②油面低：工作人員由于工作所需在放油之后沒有第一時間進行補充、氣溫過低而且油量不充分、變壓器出現(xiàn)嚴重漏油等。

2 電力變壓器常見故障及診斷處理策略分析

2.1 增壓變壓器工作原理

增壓變壓器的接線原理，它是在一個油箱里有兩個獨立變壓器組合在一起，調(diào)變由一次繞組和調(diào)壓繞組組成，串變由二次繞組和一次繞組組成，串聯(lián)變壓器的二次繞組串聯(lián)到線路中，其一次繞組由調(diào)壓變壓器的調(diào)壓繞組供電。調(diào)壓變壓器的一次繞組則直接由電力系統(tǒng)供電。串聯(lián)變壓器的一次繞組與調(diào)壓變壓器的調(diào)壓繞組既可以正向聯(lián)結，也可以反向聯(lián)結，從而被調(diào)電力系統(tǒng)的電壓既可以增高也可以降低，擴大了調(diào)節(jié)范圍，在調(diào)壓過程中，由于串變一次繞組匝數(shù)固定不變，而施加串變一次繞組的電壓是變化的，所以對串變來說，它屬于變磁通調(diào)壓，但調(diào)變鐵心磁通是恒定不變的。實現(xiàn)了調(diào)變?yōu)楹愦磐ㄕ{(diào)壓，串變?yōu)樽兇磐ㄕ{(diào)壓[2]。

2.2 變壓器局部放電故障及處理

說起變壓器放電故障，又可以將其細分為局部放電和火花放電。局部放電通常是因為受到電壓的影響，致使變壓器內(nèi)部的絕緣層之間的油膜以及氣孔間隙發(fā)生放電的現(xiàn)象。局部放電現(xiàn)象的出現(xiàn)大多會表現(xiàn)為變壓器的絕緣層有薄弱環(huán)節(jié)存在，或者是因為絕緣距離沒有達到規(guī)范的要求。初期放電能量比較低，如果不能立馬處理，時間長了就會發(fā)生放電影響，導致完全擊穿絕緣線，嚴重的時候還會損壞變壓器，造成嚴重事故的發(fā)生。采取的措施：在解決變壓器的放電張開時，可以通過以下幾種方法來進行：①將日常的維護保養(yǎng)工作做好，對于規(guī)模較大的一些供電場所要有專人保持24 小時的持續(xù)性監(jiān)管，同時將遠程監(jiān)控設施安裝在顯眼的地方。②將防雷的接地保護裝置增加進來；③在維修處理變壓器時要使用性能穩(wěn)定、質(zhì)量好的絕緣材料，務必要保證其絕緣效果符合規(guī)范，在修復處理時要保證完全密封其表面。④對于規(guī)模大的高壓變壓器色板而言，要將接地的屏蔽設備安裝到位，防止有放電故障問題的發(fā)生

2.3 短路故障及處理

變壓器的短路現(xiàn)象一般可以分為內(nèi)部和外部兩種故障的現(xiàn)象。當變壓器的內(nèi)部發(fā)生了短路故障問題時，短時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量會直接燒壞絕緣線圈。主要原因是在出現(xiàn)短路時，變壓器的高壓和低壓繞線組會有比高出日產(chǎn)很多倍的強大電流，造成熱量很快升高，變壓器的溫度也得到了明顯的升高，當不能接受很大的壓力時，巨大的熱量就會造成變壓器的線圈被損毀。當外部受到短時間的瞬間電路故障時候，不管是低壓側(cè)還是高壓側(cè)都會被電流強烈的沖擊，在發(fā)生故障時，斷路器短時間內(nèi)不能完全實現(xiàn)斷開，產(chǎn)生的短路電流會產(chǎn)生很大的電能，非常容易造成變壓器繞組發(fā)生形變的問題，造成變壓器出現(xiàn)繞組扭曲、匝間短路、位置移動等現(xiàn)象。采取的措施：對于各項設備的日常檢查和質(zhì)量的管控加強進行，定期的檢測電纜的接頭溫度和開關柜的進出線，如果溫度升高了，就要將問題的原因查找出來，保證電纜接頭的溫度持續(xù)在標準范圍，并且檢查開關柜中的絕緣隔離板是否有凝露以及爬電等現(xiàn)象，防止開關柜里的電氣設備發(fā)生故障甚至引發(fā)重大安全事故的發(fā)生[3]。

3 結語

綜上所述，在具體的實際工作中，有的故障我們需要通過對變壓器進行綜合的分析和特性試驗，這樣才能將故障的原因準確的查找出來，并確定故障所屬的類型，然后再制定出合理的解決方案，使變壓器的安全運行和可靠性得到保證。