聚焦分析 |干式變壓器運行中的各種異常及故障原

干式變壓器是靠電磁感應(yīng)原理工作的，改變電壓、聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)、傳輸和分配電能；電力干式變壓器是變電站核心設(shè)備，結(jié)構(gòu)復雜，運行環(huán)境惡劣，發(fā)生故障對供電可靠性影響大，需要針對情況立即采取措施；干式變壓器故障的分析判別牽扯的學科領(lǐng)域多，既要有電工、高電壓、絕緣材料、化學分析等基礎(chǔ)知識，還要熟悉自動化、熱學等；干式變壓器的故障種類多，變現(xiàn)形式千差萬別，需要熟悉結(jié)構(gòu)原理，現(xiàn)場運行條件、需要熟悉每臺設(shè)備特點等，具體問題具體分析。（一）聲音異常正常運行時，由于交流電通過干式變壓器繞組，在鐵芯里產(chǎn)生周期性的交變磁通，引起硅鋼片的磁質(zhì)伸縮，鐵芯的接縫與疊層之間的磁力作用以及繞組的導線之間的電磁力作用引起振動，發(fā)出的“嗡嗡”響聲是連續(xù)的、均勻的，這都屬于正?，F(xiàn)象。如果干式變壓器出現(xiàn)故障或運行不正常，聲音就會異常，其主要原因有：1. 干式變壓器過載運行時，音調(diào)高、音量大，會發(fā)出沉重的“嗡嗡”聲。2. 大動力負荷啟動時，如帶有電弧、可控硅整流器等負荷時，負荷變化大，又因諧波作用，干式變壓器內(nèi)瞬間發(fā)出“哇哇”聲或“咯咯”間歇聲，監(jiān)視測量儀表時指針發(fā)生擺動。3. 電網(wǎng)發(fā)生過電壓時，例如中性點不接地電網(wǎng)有單相接地或電磁共振時，干式變壓器聲音比平常尖銳，出現(xiàn)這種情況時，可結(jié)合電壓表計的指示進行綜合判斷。4. 個別零件松動時，聲音比正常增大且有明顯雜音，但電流、電壓無明顯異常，則可能是內(nèi)部夾件或壓緊鐵芯的螺釘松動，使硅鋼片振動增大所造成。5. 干式變壓器高壓套管臟污，表面釉質(zhì)脫落或有裂紋存在時，可聽到“嘶嘶”聲，若在夜間或陰雨天氣時看到干式變壓器高壓套管附近有藍色的電暈或火花，則說明瓷件污穢嚴重或設(shè)備線卡接觸不良。6. 干式變壓器內(nèi)部放電或接觸不良，會發(fā)出“吱吱”或“劈啪”聲，且此聲音隨故障部位遠近而變化。7. 干式變壓器的某些部件因鐵芯振動而造成機械接觸時，會產(chǎn)生連續(xù)的有規(guī)律的撞擊或磨擦聲。8. 干式變壓器有水沸騰聲的同時，溫度急劇變化，油位升高，則應(yīng)判斷為干式變壓器繞組發(fā)生短路故障或分接開關(guān)因接觸不良引起嚴重過熱，這時應(yīng)立即停用干式變壓器進行檢查。9. 干式變壓器鐵芯接地斷線時，會產(chǎn)生劈裂聲，干式變壓器繞組短路或它們對外殼放電時有劈啪的爆裂聲，嚴重時會有巨大的轟鳴聲，隨后可能起火。（二）外表、顏色、氣味異常干式變壓器內(nèi)部故障及各部件過熱將引起一系列的氣味、顏色變化。1. 防爆管防爆膜破裂，會引起水和潮氣進入干式變壓器內(nèi)，導致絕緣油乳化及干式變壓器的絕緣強度降低，其可能為內(nèi)部故障或呼吸器不暢。2. 呼吸器硅膠變色，可能是吸潮過度，墊圈損壞，進入油室的水分太多等原因引起。3. 瓷套管接線緊固部分松動，表面接觸過熱氧化，會引起變色和異常氣味。（顏色變暗、失去光澤、表面鍍層遭破壞。） 4. 瓷套管污損產(chǎn)生電暈、閃絡(luò)，會發(fā)出奇臭味，冷卻風扇、油泵燒毀會發(fā)生燒焦氣味。5. 干式變壓器漏磁的斷磁能力不好及磁場分布不均，會引起渦流，使油箱局部過熱，并引起油漆變化或掉漆。（三）油溫油色異常干式變壓器的很多故障都伴有急劇的溫升及油色劇變，若發(fā)現(xiàn)在同樣正常的條件下（負荷、環(huán)溫、冷卻），溫度比平常高出10℃以上或負載不變溫度不斷上升（表計無異常），則認為干式變壓器內(nèi)部出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，其原因有：1. 由于渦流或夾緊鐵芯的螺栓絕緣損壞會使干式變壓器油溫升高。2. 繞組局部層間或匝間短路，內(nèi)部接點有故障，二次線路上有大電阻短路等，均會使干式變壓器溫度不正常。3. 過負荷，環(huán)境溫度過高，冷卻風扇和輸油泵故障，風扇電機損壞，散熱器管道積垢或冷卻效果不良，散熱器閥門未打開，滲漏油引起油量不足等原因都會造成干式變壓器溫度不正常。4. 油色顯著變化時，應(yīng)對其進行跟蹤化驗，發(fā)現(xiàn)油內(nèi)含有碳粒和水分，油的酸價增高，閃電降低，隨之油絕緣強度降低，易引起繞組與外殼的擊穿，此時應(yīng)及時停用處理。（四）油位異常：1. 假油位：（1）油標管堵塞；（2）油枕呼吸器堵塞；（3）防暴管氣孔堵塞。2. 油面過低：（1）干式變壓器嚴重滲漏油；（2）檢修人員因工作需要，多次放油后未補充；（3）氣溫過低，且油量不足；（4）油枕容量不足，不能滿足運行要求。（五）滲漏油干式變壓器運行中滲漏油的現(xiàn)象比較普遍，主要原因有以下：1. 油箱與零部件連接處的密封不良，焊件或鑄件存在缺陷，運行中額外荷重或受到震動等。2.內(nèi)部故障使油溫升高，引起油的體積膨脹，發(fā)生漏油或噴油。（六）油枕或防暴管噴油 1．當二次系統(tǒng)突然短路，而保護拒動，或內(nèi)部有短路故障而出氣孔和防暴管堵塞等。2．內(nèi)部的高溫和高熱會使干式變壓器突然噴油，噴油后使油面降低，有可能引起瓦斯保護動作。（七）分接開關(guān)故障干式變壓器油箱上有“吱吱”的放電聲，電流表隨響聲發(fā)生擺動，瓦斯保護可能發(fā)出信號，油的絕緣降低，這些都可能是分接開關(guān)故障而出現(xiàn)的現(xiàn)象，分接開關(guān)故障的原因有以下幾條：1. 分接開關(guān)觸頭彈簧壓力不足，觸頭滾輪壓力不均，使有效接觸面面積減少，以及因鍍層的機械強度不夠而嚴重磨損等會引起分接開關(guān)燒毀。2. 分接開關(guān)接頭接觸不良，經(jīng)受不起短路電流沖擊發(fā)生故障。3. 切換分接開關(guān)時，由于分頭位置切換錯誤，引起開關(guān)燒壞。4. 相間絕緣距離不夠，或絕緣材料性能降低，在過電壓作用下短路。（八）絕緣套管的閃絡(luò)和爆炸故障套管密封不嚴，因進水使絕緣受潮而損壞；套管的電容芯子制造不良，內(nèi)部游離放電；或套管積垢嚴重以及套管上有裂紋，均會造成套管閃絡(luò)和爆炸事故。（九）三相電壓不平衡 1. 三相負載不平衡，引起中性點位移，使三相電壓不平衡。2. 系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振，使三相電壓不平衡。3. 繞組發(fā)生匝間或?qū)娱g短路，造成三相電壓不平衡。（十）繼電保護動作繼電保護動作，說明干式變壓器有故障。瓦斯保護是干式變壓器的主保護之一，它能保護干式變壓器內(nèi)部發(fā)生的絕大部分故障，常常是先輕瓦斯動作發(fā)出信號，然后瓦斯動作跳閘。輕瓦斯動作的原因：（1）因濾油、加油，冷卻系統(tǒng)不嚴密致使空氣進入干式變壓器。（2）溫度下降和漏油致使油位緩慢降低。（3）干式變壓器內(nèi)部故障，產(chǎn)生少量氣體。（4）干式變壓器內(nèi)部故障短路。（5）保護裝置二次回路故障。當外部檢查未發(fā)現(xiàn)干式變壓器有異常時，應(yīng)查明瓦斯繼電器中氣體的性質(zhì)：如積聚在瓦斯繼電器內(nèi)的氣體不可燃，而且是無色無嗅的，而混合氣體中主要是惰性氣體，氧氣含量大于6％，油的燃點不降低，則說明干式變壓器內(nèi)部有故障，應(yīng)根據(jù)瓦斯繼電器內(nèi)積聚的氣體性質(zhì)來鑒定干式變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)；如氣體的顏色為黃色不易燃的，且一氧化碳含量大于1％－2％，為木質(zhì)絕緣損壞；灰色的黑色易燃的且氫氣含量在3％以下，有焦油味，燃點降低，則說明油因過濾而分解或油內(nèi)曾發(fā)生過閃絡(luò)故障；淺灰色帶強烈臭味且可燃的，是紙或紙板絕緣損壞。通過對干式變壓器運行中的各種異常及故障現(xiàn)象的分析，能對干式變壓器的不正常運行的處理方法得以了解、掌握。二、干式變壓器在運行中不正?，F(xiàn)象的處理方法（一）運行中的不正?，F(xiàn)象的處理1. 值班人員在干式變壓器運行中發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時，應(yīng)設(shè)法盡快消除，并報告上級和做好記錄。2. 干式變壓器有下列情況之一者應(yīng)立即停運，若有運用中的備用干式變壓器，應(yīng)盡可能先將其投入運行：（1）干式變壓器聲響明顯增大，很不正常，內(nèi)部有爆裂聲；（2）嚴重漏油或噴油，使油面下降到低于油位計的指示限度；（3）套管有嚴重的破損和放電現(xiàn)象；（4）干式變壓器冒煙著火。3. 當發(fā)生危及干式變壓器安全的故障，而干式變壓器的有關(guān)保護裝置拒動，值班人員應(yīng)立即將干式變壓器停運。4. 當干式變壓器附近的設(shè)備著火、爆炸或發(fā)生其他情況，對干式變壓器構(gòu)成嚴重威脅時，值班人員應(yīng)立即將干式變壓器停運。5. 干式變壓器油溫升高超過規(guī)定值時，值班人員應(yīng)按以下步驟檢查處理：（1） 檢查干式變壓器的負載和冷卻介質(zhì)的溫度，并與在同一負載和冷卻介質(zhì)溫度下正常的溫度核對；（2） 核對溫度裝置；（3） 檢查干式變壓器冷卻裝置或干式變壓器室的通風情況。若溫度升高的原因由于冷卻系統(tǒng)的故障，且在運行中無法檢修者，應(yīng)將干式變壓器停運檢修；若不能立即停運檢修，則值班人員應(yīng)按現(xiàn)場規(guī)程的規(guī)定調(diào)整干式變壓器的負載至允許運行溫度下的相應(yīng)容量。在正常負載和冷卻條件下，干式變壓器溫度不正常并不斷上升，且經(jīng)檢查證明溫度指示正確，則認為干式變壓器已發(fā)生內(nèi)部故障，應(yīng)立即將干式變壓器停運。干式變壓器在各種超額定電流方式下運行，若頂層油溫超過105℃時，應(yīng)立即降低負載。6. 干式變壓器中的油因低溫凝滯時，應(yīng)不投冷卻器空載運行，同時監(jiān)視頂層油溫，逐步增加負載，直至投入相應(yīng)數(shù)量冷卻器，轉(zhuǎn)入正常運行。7. 當發(fā)現(xiàn)干式變壓器的油面較當時油溫所應(yīng)有的油位顯著降低時，應(yīng)查明原因。補油時應(yīng)遵守規(guī)程規(guī)定，禁止從干式變壓器下部補油。8. 干式變壓器油位因溫度上升有可能高出油位指示極限，經(jīng)查明不是假油位所致時，則應(yīng)放油，使油位降至與當時油溫相對應(yīng)的高度，以免 溢油。9. 鐵芯多點接地而接地電流較大時，應(yīng)按排檢修處理。在缺陷消除前，可采取措施將電流限制在100mA左右，并加強監(jiān)視。10. 系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，應(yīng)監(jiān)視消弧線圈和接有消弧線圈的干式變壓器的運行情況。（二）瓦斯保護裝置動作的處理瓦斯保護信號動作時，應(yīng)立即對干式變壓器進行檢查，查明動作的原因，是否因積聚空氣、油位降低、二次回路故障或是干式變壓器內(nèi)部故障造成的。瓦斯保護動作跳閘時，在原因消除故障前不得將干式變壓器投入運行。為查明原因應(yīng)考慮以下因素，作出綜合判斷：（1）是否呼吸不暢或排氣未盡；（2）保護及直流等二次回路是否正常；（3）干式變壓器外觀有無明顯反映故障性質(zhì)的異常現(xiàn)象；（4）氣體繼電器中積聚氣體量，是否可燃；（5）氣體繼電器中的氣體和油中溶解氣體的色譜分析結(jié)果；（6）必要的電氣試驗結(jié)果；（7）干式變壓器其它繼電保護裝置動作情況。（三）干式變壓器跳閘和滅火1. 干式變壓器跳閘后，應(yīng)立即查明原因。如綜合判斷證明干式變壓器跳閘不是由于內(nèi)部故障所引起，可重新投入運行。若干式變壓器有內(nèi)部故障的征象時，應(yīng)作進一步檢查。2. 干式變壓器跳閘后，應(yīng)立即停油泵。3. 干式變壓器著火時，應(yīng)立即斷開電源，停運冷卻器，并迅速采取滅火措施，防止火勢蔓延。

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