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变压器故障分析与检修技术
摘要:变压器故障分析与检修技术是精细化程度很高的一项工作,细节千丝万缕,一旦出故障,发电端、运行网络和用电客户端可能会出现连带式大面积的故障。需要重点关注变压器故障以及日常检修的规范化操作。同时,变压器的故障也受到外界环境的直接或者间接的干扰,考虑变压器的安全与稳定,也要在其外界环境上做好更全面的考量与预防,实时监管电力变压器的工作状态,尤其负荷运行时更要加大监测力度。对实际电压、变压器电流及上层油温做好定时巡检,不定期做好外检工作。
关键词:变压器;故障;检修技术
引言
在变压器的日常维护中,检查其外观、声音、温度及油位等只是排查变压器故障的必要手段和初步判定,变压器故障会受各方面因素干扰。因此,实际检修中需要结合变压器运行现状、电气试验机相关分析等进行综合评估,以保证故障检修及解决的准确性,为电力系统安稳运行提供保障。
1强化变压器故障检修技术的意义
变压器的实际运维效果与电力系统的运行效果有着密切的联系,因此加强变压器的运维工作,有着重要的现实意义。运维管理部门应加强对变压器进行有效的维护检修管理,一旦发现变压器存在缺陷,就应及时采取有效的措施加以消除,从而降低事故的发生率,有效的确保电力企业的供电设备安全可靠供电。在变压器的日常运行工作中,变压器运行偶尔发生故障是不可避免的,不过在运行中通过对变压器中的运行声音、运行工程中设备的温度和油温、运行的震动情况、负荷变化情况等对设备运行情况进行分析判断,能及时发现存在的缺陷,并即使消缺,保证变压器的正常、稳定、安全运行。在日常变压器运行的维护中,相关技术人员的维护知识技能也需要和变压器设备品质一样与时俱进,据了解,传统的变压器维护方式主要是在变压器运行状态下定期检修和发生故障后的检修两种方式为主,这两种传统方式具有一定的局限性,运维效率也不高。现阶段电力系统内部推出一种新的变压器维护检修方式,即在变压器运行状态下进行状态检修。
2变压器运行维护中常见故障及其原因
2.1变压器的跳闸故障
变压器在实际运行时,会发生自动跳闸现象,检修人员首先要做好外检工作,快速寻找跳闸原因,如果发现是人为操作失误或外部因素导致的跳闸故障,此时可直接检修送电即可。如果经检查发现是因差动保护而起,立即全面检查保护范围内的相关设备,特别留意此次跳闸故障中变压器内部燃点较低的物质,避免处理不当造成爆炸事故。跳闸故障也会引发着火事故,对其进行分析,主要有以下常见原因:如果变压器发生内部故障极易损坏外壳或散热器,导致燃烧油溢出变压器;受油枕内压的影响,油会从变压器内部流出并发生顶盖着火问题;套管被损坏或发生闪络问题等。上述任一故障发生都会触发变压器自保功能,就会发生自动跳闸。检修人员若检查过程发现断路器未自动断开,立即手动辅助其完成并停止冷气设备工作关闭电源,做好扑火工作。一般情况下利用泡沫灭火器灭火即可,必要时可用砂子灭火。
2.2变压器的瓦斯保护故障
瓦斯保护有助于变压器正常运行,有警示和跳闸功能。瓦斯保护元件具有较高的灵敏度,其可以切实监测大部分的变压器运行故障。通常情况下,有如下不同方面可能是引发瓦斯保护故障的重要原因:(1)对变压器加油或滤油过程中,由于相关人员操作不当未将带入内部的空气及时彻底排出,随着油温逐渐升高,在自我排空过程中引发上述瓦斯保护故障。(2)如果因内部故障气体问题或穿越性短路问题都可能触发瓦斯保护动作,即便检修时未查出任何异常,都应收集并分析继电器内部气体。如果试验得出所收集气体不可燃且无味无色,可判定为外部空气侵入并将其放出即可,与此同时需要对信号动作时长进行仔细观察直到其消失。如果试验得出该气体为易燃性质,说明内部故障可能性极大,即刻关闭电源做电气测试,寻找故障原因,必要时送到专业部门检修。(3)内部故障严重或保护装置的二次回路出现故障,该变压器之前有过大的修理或新投入使用,油中的空气分离过快产生自保或跳闸。(4)油位下降快于正常速度也会触发瓦斯保护动作,针对此问题,检修人员需关闭变压器并认真、仔细地做好外检工作。对油位、防爆门、绝缘油、外壳等进行重点检查,并收集内部气体对其分析和鉴定,待彻底解决并检验合格后方可再次使用。
2.3变压器内部异响
变压器如果正常工作会发出比较平稳的电磁交流声,如果运行异常,则工作声音也会随之改变。可以从以下分析故障产生的原因:如果变压器工作声音沉重,表明运行负荷过大;如果零件松动或顶管螺丝松动,均会发出不同程度的异响;铁芯的硅钢片如果不紧也会发出震动噪音;变压器内压过高,会发生断路或闪络问题进而引发变压器运行异响;如果变压器出现击穿或接触不良,会发生放电异响;短路、接地、谐波或连接大容量设备等都会产生异响。检修人员在实际工作中需要根据具体原因具体分析并制定针对性的解决对策。
2.4变压器绕组故障
变压器出现绕组故障会发生相间短路或匝间短路,也可能导致出现绕组接地故障或头开焊、接断线等。可以从以下方面进行原因分析:(1)是否是生产过程或后期检修过程损坏了部分绝缘元件而引发绕组故障;(2)如果变压器长期处于过载工作状态或散热状况不佳,会因高温引发绝缘老化故障,进而发生绕组故障;(3)如果制造工艺不精或压制不标准,短路冲击过大致使机械强度难以承受,此状态下会损坏绝缘发生绕组故障;(4)如果绕组元件工作环境比较潮湿,会发生不同程度的绝缘膨胀引发油道堵塞问题,进而出现绕组故障;(5)绝缘油混入大量空气或出现劣化,导致绝缘能力变差,使绕组暴露于空气之中并得不到及时、有效的解决,都可能引发绕组故障。匝间短路故障轻重所引发的后果也是不一样的,轻者发生瓦斯保护故障;重则造成过流保护或差动保护动作,甚至引发单相接地故障或相间短路故障,检修人员需要及时分析原因并尽快解决,以保证变压器的正常运行。
2.5变压器绝缘故障
变压器在实际运行中会发生绝缘故障,主要有以下原因引起:变压器在正常运行中会受到各方面因素影响。例如,铜耗或铁耗热量影响、电磁力影响或氧化反应等,绝缘油或材料受上述因素影响会老化而失去原有的正常功效,例如绝缘材料弹性变差、颜色变黑或易碎易折等,如果此时电动力振动偏大或受到人为损坏,极易引发设备受损或短路问题,或引发绕组匝间短路故障,进而影响变压器正常工作,出现电力系统运行故障。要想避免绝缘故障引发的老化等问题,需要对变压器温度进行严格控制。利用专用温度计对变压器顶油进行实时测量并配合冷却装置达到控制变压器温度的目的。密切监测变压器运行的环境气温,并制定合理、有效的规避措施以防变压器过热。确保冷却装置或潜油泵等始终处于稳定运行状态。安装在线监测装置并创建数据库,在不妨碍变压器正常工作的基础上可以将诸多安全隐患做到实时、准确检测,综合评估变压器实际运行情况,以便制定更加科学、可行的维护措施。
2.6变压器过热
变压器过热是变压器运行当中的常见故障之一。变压器在长时间的工作之后经常会出现过热的问题,其原因主要有以下4方面:(1)变压器在工作当中长时间的处于超负荷状态,承受较大电荷工作的过程中极容易出现过热的情况。(2)变压器当中的冷却装置出现问题,导致变压器在运转过程中产生的热量得不到较快的发散,温度不断升高。(3)变压器内的关键零件出现故障,从而导致变压器无法正常工作,发热变快,变压器的温度不断升高。(4)安装于变压器当中的测温仪器出现问题,导致变压器在运转过程中的温度数据无法得到及时的反馈,工作人员无法及时地发现和解决相关设备问题,最终致使变压器的温度升高。一旦温度超过规定的温度上限,变压器就极易出现故障。
3加强变压器检修技术的优化措施
3.1提升运维人员专业技能
(1)严格落实变压器运行维护人员先培训后上岗制度,委托具备条件的培训机构,对从业人员进行相关技能培训。同时建立完善的师徒帮带制度,让新员工尽快掌握变压器维保技能达到岗位工作要求,同时提高老员工的理论水平和培训能力。(2)严格落实人员持证上岗制度。变压器运行维护人员必须参加安全生产知识和技能培训,经考核合格获得操作资格证后方可上岗,离岗半年以上,应进行实际操作培训。(3)建立完善培训档案,如实记录运行维护人员教育和培训的时间、内容、参加人员以及考核结果等情况,做到“一人一档”,保证运行维护人员得到充分的培训教育。
3.2做好变压器设备应急管理编制
变压器设备应急预案前,应组织开展事故风险因素分析评估和应急队伍、装备、物资等应急能力分析评估,预案编制应按照有关法律、法规、规章、标准和规范性文件要求,力争提高实用性。(1)管理人员应当根据实际情况,做好变压器消防处置预案,在变压器发生消防事故时确保消防人员都能够在最短时间内赶到现场进行处置。对于一些特殊生产设备的消防管理应当精细到每一步。(2)做好变压器防汛应急管理工作,应当将变压器防汛工作放在重要的位置。必要的防汛设备和防汛物资必须要保证到位,例如沙袋,抽水机等等,确保一旦发生汛情,相关物资都能够用得上。还应当安排专人对相关防汛物资进行管理,对于过期的物资以及丧失使用价值的物资要及时进行更换,补充新的防汛物资。应急预案编制完成后,强化培训和演练,演练前进行培训和交底,通过培训将应急知识转化为处置能力。
3.3做好变压器设备巡视工作
在进行变压器安全巡视的过程中,运维人员需要对设备中存在的漏油、变形、开裂、磨损等状况特别留意,必要的时候可以请专业人员前来检查。进行设备巡视时,可以采用目测法对设备当中出现的裂缝、生锈等问题进行检查,可以采鼻嗅法对设备运行当中出现的绝缘体发热等问题进行检查,可以采用耳听法对变压器设备运行当中杂音进行检查。如果使用身体感官无法直接的对设备出现的问题进行检查,可以采用专业仪器进行设备检查。在一些电力企业可能会出现变压器设备巡视效果欠佳的情况,导致应该发现的问题没有得到及时的发现。之所以会出现这种状况,首先是由于工作人员对于相关规章制度的执行不到位,存在执行打折扣的问题。其次,在安全检查的操作流程上存在不够科学合理的问题,该检查的地方没有检查到位。此外,在进行变压器的设备巡视时,缺乏巡视重点,巡视的主要内容没有根据天气、负荷等实际情况的变化而变化。对于以上问题需要电力企业的相关管理者进行深入分析研究,找到其中的原因,积极寻找解决的方案,不断促进变压器巡视效率和质量的提升。
结束语
维护变压器运行的安稳性,既可以提升电力传输的稳定性,也可以为用户使用不同电力资源提供安全优质保障。受各方面因素制约,变压器故障类型也会有所不同,相关人员需要及时给予有效解决,以保证其运行的正常性。变压器日常运行和企业电能质量及用户电能质量均有直接关系,需要选取合理维护方式确保其安稳运行,使其作用得到充分发挥。
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