水電廠變壓器的運(yùn)行和維護(hù)策略研究

貴州烏江水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司思林發(fā)電廠 貴州 銅仁 554300

1 引言

水電廠是利用水能這種可再生清潔型能源進(jìn)行電能生產(chǎn)和供應(yīng)的發(fā)電企業(yè)，有助于緩解目前我國(guó)社會(huì)不斷增加的用電負(fù)荷以及人們不斷提高的用電量給發(fā)電企業(yè)帶來(lái)的電能生產(chǎn)壓力。尤其是在傳統(tǒng)火電廠大規(guī)模發(fā)電過(guò)程中會(huì)消耗大量煤炭等一次不可再生資源并造成嚴(yán)重環(huán)境污染的形勢(shì)下，人們的環(huán)保意識(shí)在不斷提升，我國(guó)也加大了水電廠的建設(shè)力度來(lái)緩解傳統(tǒng)能源的需求壓力和電能供應(yīng)壓力，有助于改善生態(tài)環(huán)境。在目前規(guī)模不斷擴(kuò)大的水電廠中，變壓器作為最重要的電氣設(shè)備之一，其主要起到保證電壓和電流在安全范圍之內(nèi)等重要作用。但是針對(duì)水電廠中體積和重量較大且數(shù)量較多的變壓器來(lái)說(shuō)，在惡劣的作業(yè)環(huán)境中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間、高負(fù)荷的運(yùn)行，難免會(huì)出現(xiàn)各種類型的故障，同時(shí)還具有較大的故障檢修難度。這就需要基于變壓器的工作原理，做好對(duì)其運(yùn)行中常見(jiàn)問(wèn)題的預(yù)防工作，采取有效的變壓器運(yùn)行和維護(hù)策略來(lái)保障變壓器的穩(wěn)定和高效、安全運(yùn)行。

2 水電廠變壓器運(yùn)行過(guò)程常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 變壓器工作原理 如圖2.1所示為水電站中的常見(jiàn)變壓器結(jié)構(gòu)，其中的主要部分就是鐵芯和線圈，而且其中的線圈通常也有2個(gè)或以上，主要有直接與電源相連的初級(jí)線圈以及其他的次級(jí)線圈等。通過(guò)此種類型的變壓器的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)水電站運(yùn)行中對(duì)交流電壓、電流和阻抗的變換。主要的原理就是在變壓器結(jié)構(gòu)中的初級(jí)線圈中如果存在交流電流，就會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生交流磁通，在此磁通的作用下就會(huì)使得次級(jí)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓或電流，也就是在互感的原理下通過(guò)多種元件的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的升壓或降壓操作。

圖2.1 變壓器結(jié)構(gòu)組成以及工作原理圖

2.2 變壓器常見(jiàn)故障

一是變壓器聲音異常問(wèn)題。在變壓器正常運(yùn)行中出現(xiàn)較大的雜音但是儀表盤數(shù)據(jù)正?，F(xiàn)象時(shí)，則說(shuō)明出現(xiàn)了變壓器內(nèi)部鐵芯故障。如果此時(shí)的雜音類似于氣泡破裂的聲音，則說(shuō)明其內(nèi)部的繞組零件可能出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，或者是出現(xiàn)了開(kāi)關(guān)接觸不良的問(wèn)題而造成了局部過(guò)熱問(wèn)題，加速絕緣油汽化。對(duì)于上述問(wèn)題，需要通過(guò)斷電檢修的方式進(jìn)行處理。而如果上述雜音類似于滋滋的聲音，同時(shí)還出現(xiàn)了電火花現(xiàn)象，這就說(shuō)明其內(nèi)部套管表面出現(xiàn)局部放電問(wèn)題。針對(duì)此問(wèn)題則需要對(duì)套管進(jìn)行清理并在其表面上涂抹適量的硅油。

二是絕緣老化問(wèn)題。變壓器在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中，如果存在其內(nèi)部散熱條件一般或較差的情況，容易在負(fù)荷比較大的情況下加速內(nèi)部絕緣老化速度，導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度的降低。加之頻發(fā)出現(xiàn)短路沖擊問(wèn)題，就會(huì)改變絕緣內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致繞組絕緣性能的降低。此外，絕緣油中摻入水分或者出現(xiàn)變壓器密封不嚴(yán)等問(wèn)題也會(huì)對(duì)絕緣強(qiáng)度造成影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致絕緣擊穿問(wèn)題的出現(xiàn)。

三是變壓器滲油問(wèn)題。變壓器套管密封不良或者本身存在質(zhì)量問(wèn)題容易導(dǎo)致滲油問(wèn)題，為了預(yù)防此問(wèn)題，需要做好對(duì)變壓器質(zhì)量的定期檢測(cè)工作，尤其是在開(kāi)展油耐壓試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了電壓降低問(wèn)題，則需要繼續(xù)開(kāi)展介質(zhì)損耗試驗(yàn)和潮氣入侵檢測(cè)工作?；蛘哌€要通過(guò)匝間短路測(cè)試工作來(lái)尋找問(wèn)題的根本原因，從源頭上制止?jié)B油問(wèn)題。

四是瓦斯保護(hù)問(wèn)題。在水電廠變壓器運(yùn)行中，針對(duì)容易出現(xiàn)的鐵芯故障、繞組斷線、匝間短路、套管故障、絕緣老化等故障，通常采取瓦斯保護(hù)的方式。針對(duì)目前常用的重瓦斯和輕瓦斯保護(hù)兩種保護(hù)方式，容易在變壓器運(yùn)行中出現(xiàn)控制儀表指示異常、信號(hào)電鈴語(yǔ)音報(bào)警、光學(xué)牌等現(xiàn)象時(shí)觸發(fā)此保護(hù)動(dòng)作。

五是接頭過(guò)熱問(wèn)題。在變壓器中將其與其他相關(guān)部件進(jìn)行連接的部件就是截流接頭，其自身狀況直接決定變壓器的運(yùn)行狀況和整體運(yùn)行效率。一旦在運(yùn)行中由于接頭位置的雜質(zhì)過(guò)多或者出現(xiàn)導(dǎo)電膏薄弱變薄等問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致接頭過(guò)熱問(wèn)題，或者是在油浸式變壓器中由于封頭密封不嚴(yán)而造成此接頭的粘連和松動(dòng)問(wèn)題，也會(huì)造成接頭過(guò)熱的問(wèn)題。

3 水電廠變壓器的維護(hù)方法

3.1 眼睛觀察法 在水電廠變壓器運(yùn)行中，一旦出現(xiàn)變壓器油絕緣老化、鐵芯發(fā)熱、硅鋼片摩擦、鐵芯和穿心螺桿多點(diǎn)接地等問(wèn)題會(huì)表現(xiàn)出油溫過(guò)高以及顏色變黑的現(xiàn)象，上述現(xiàn)象則可以通過(guò)眼睛觀察以及用簡(jiǎn)單的溫度測(cè)量?jī)x器進(jìn)行溫度測(cè)量等方法進(jìn)行判斷，針對(duì)上述問(wèn)題，則可以緊固鐵芯夾的位置，或者對(duì)絕緣襯和絕緣管進(jìn)行更換。針對(duì)由于變壓器連接位置密封不嚴(yán)或者出現(xiàn)焊縫開(kāi)裂問(wèn)題而引起的變壓器表面有油漬的問(wèn)題，需要對(duì)密封墊進(jìn)行更換或者采取對(duì)開(kāi)裂焊縫的補(bǔ)焊措施。針對(duì)變壓器內(nèi)部壓力過(guò)大而造成的防爆膜破損或龜裂問(wèn)題，需要對(duì)呼吸口部件故障進(jìn)行檢查和處理，通過(guò)眼睛觀察，發(fā)現(xiàn)呼吸器硅膠的顏色由藍(lán)色變?yōu)榉奂t色，則需要更換此種水分處于飽和狀態(tài)的硅膠，或者對(duì)其進(jìn)行干燥處理。針對(duì)有出現(xiàn)了套管密封不嚴(yán)或者污物堆積過(guò)多、套管破損等問(wèn)題而引起的套管閃絡(luò)放電問(wèn)題，則可以針對(duì)眼睛所觀察的原因進(jìn)行針對(duì)性的處理。

3.2 耳聽(tīng)法 由于變壓器運(yùn)行中出現(xiàn)異常時(shí)通常會(huì)伴隨有異常聲響，因此可以總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、通過(guò)耳聽(tīng)法來(lái)判斷變壓器異常問(wèn)題。比如出現(xiàn)比較低沉的嗡嗡聲音，則說(shuō)明出現(xiàn)了變壓器過(guò)載問(wèn)題。如果出現(xiàn)內(nèi)部不規(guī)則的爆裂聲音則說(shuō)明其內(nèi)部出現(xiàn)了絕緣被擊穿的問(wèn)題。比如出現(xiàn)了啾啾聲音，則說(shuō)明出現(xiàn)了高壓熔斷器熔斷問(wèn)題，通常是因?yàn)闆](méi)有按照規(guī)定調(diào)節(jié)分接開(kāi)關(guān)而引起的。比如出現(xiàn)了嘶嘶且伴隨著火花現(xiàn)象，則說(shuō)明其表面出現(xiàn)了局部放電問(wèn)題，這就需要徹底清除表面污漬。比如出現(xiàn)了類似水沸騰的咕嘟聲音，則說(shuō)明其內(nèi)部繞組出現(xiàn)短路問(wèn)題或者出現(xiàn)了電氣元件接觸不良等問(wèn)題。比如出現(xiàn)了叮當(dāng)?shù)那脫袈曇?，則說(shuō)明其內(nèi)部鐵芯固定器件出現(xiàn)了松動(dòng)問(wèn)題或者螺釘脫落的問(wèn)題。比如出現(xiàn)尖細(xì)的哼哼聲音，則說(shuō)明出現(xiàn)了鐵磁諧振問(wèn)題，此時(shí)進(jìn)行進(jìn)一步檢查會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表的擺動(dòng)過(guò)大。

4 針對(duì)變壓器運(yùn)行維護(hù)過(guò)程常見(jiàn)弊端的處理對(duì)策

4.1 加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)人才隊(duì)伍建設(shè)工作 針對(duì)變壓器運(yùn)行中復(fù)雜的故障，對(duì)相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)人員也提出了較高的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)要求。這不僅需要在選拔運(yùn)行維護(hù)工作人員時(shí)要適當(dāng)提高門檻，選擇具有豐富經(jīng)驗(yàn)和較高專業(yè)水平的優(yōu)秀人才。而且還要定期邀請(qǐng)專家和專業(yè)技術(shù)人員開(kāi)展培訓(xùn)工作。通過(guò)培訓(xùn)之后的考核，保證經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的工作人員掌握變壓器內(nèi)部構(gòu)造和基本原理、常見(jiàn)故障及其排除方法等，保證其具有較高的實(shí)操水平和故障診斷、處理能力，通過(guò)有效的運(yùn)行維護(hù)工作延長(zhǎng)變壓器使用壽命。

4.2 做好變壓器日常運(yùn)行維護(hù)工作 在變壓器日常運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)安排專業(yè)運(yùn)行維護(hù)人員做好變壓器投入使用之前的外觀檢查工作，重點(diǎn)對(duì)套管裂縫、破壞以及漏油等問(wèn)題進(jìn)行排查。還要檢查接觸點(diǎn)、高低壓側(cè)引線、電桿距離以及引線外殼等，保證其符合相關(guān)規(guī)定要求。在此運(yùn)行維護(hù)工作中應(yīng)合理應(yīng)用耳聽(tīng)法等留意其運(yùn)行中的聲音，及時(shí)檢修和處理異常聲響背后的問(wèn)題。

4.3 完善變壓器運(yùn)行維護(hù)管理體制 開(kāi)展變壓器運(yùn)行維護(hù)工作的主要目的就是保障其高效安全運(yùn)行，這就需要對(duì)變壓器管理體制進(jìn)行建立和完善。這不僅要在此體制建立過(guò)程中基于原有的規(guī)章制度進(jìn)行補(bǔ)充、更新和完善，保證此制度的科學(xué)性和規(guī)范性。而且還要在此制度中制定監(jiān)督管理制度，通過(guò)此制度的執(zhí)行來(lái)監(jiān)督管理工作人員的日常運(yùn)行維護(hù)操作行為，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和規(guī)范其日常操作行為，最大化降低人為操作所引發(fā)的變壓器故障概率。此外，還要通過(guò)合理激勵(lì)機(jī)制的制定，表?yè)P(yáng)和獎(jiǎng)勵(lì)表現(xiàn)優(yōu)秀和突出的員工，相反也要懲罰表現(xiàn)差的員工，提高員工工作的積極性，實(shí)現(xiàn)工作效率和效果的提升。

5 結(jié)語(yǔ)

水電廠變壓器作為其中的重要部件，其運(yùn)行狀態(tài)直接決定水電廠能否穩(wěn)定運(yùn)行以及運(yùn)行效率等。因此，針對(duì)其運(yùn)行中容易出現(xiàn)的各類問(wèn)題，需要應(yīng)用相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)方法及時(shí)排查和處理，還要加強(qiáng)人員培訓(xùn)、制度完善以及運(yùn)行檢修工作，提升變壓器運(yùn)行維護(hù)工作質(zhì)量和效果，保障水電廠變壓器以及水電廠整體的穩(wěn)定與安全運(yùn)行。