基于变压器安全运行相关问题综述

来源:用户上传      作者: 冉东明 李宁 陈青田

　　【摘要】本文首先分析了变压器故障的原因及特点，然后提出变压器安全运行应采取的措施，最后针对变压器安全运行存在的主要问题，提出具体的处理措施。
　　【关键词】变压器；故障原因；维护措施
　　前言
　　当今世界，无论是发达国家还是发展中国家，都不同程度受到变压器安全的困扰，当前的世界范围内，不间断的电力供应已成为工业生产、国防军事、科技发展及人民生活中至关重要的因素。人们对能源不间断供应的依赖性常常是直到厂房里的生产设备突然停止工作、大楼灯光突然全部熄灭、电梯被悬在楼层之间时才意识到各种断路器、布线及变压 器的重要性。变压器故障通常是伴随着电弧和放电以及剧烈燃烧而发生，随后电力设备即发生短路或其他故障，轻则可能仅仅是机器停转，照明完全熄灭，严重时会发生重大火灾乃至造成人身伤亡事故。因此如何确保变压器的安全运行受到了世界各国的广泛关注。在电力运行系统中，变电运行是电网运行管理、倒闸操作和事故处理机构。变电运行的主要任务是电力设备的运行操作和维护管理工作。每个值班员是保证电网安全运行、稳定运行和经济运行的直接执行者。由于变电运行特点是维护的设备多，出现异常和障碍的机率大；工作繁琐乏味，容易造成人员思想上的松懈，所以在电网运行中，任何不规范的行为，都可能影响电网安全、稳定运行，甚至造成重大事故。如果变电值班员在执行中发生误判断而引起误操作、设备维护管理不到位而造成误动或拒动，轻则造成经济上的损失，重则危及电网、设备和人身的安全，甚至会给社会带来不安定因素，影响社会的稳定。可见，减少人员误操作事故和设备事故，对于保证变电运行安全十分重要。
　　一、变压器故障原因分析
　　多种因素都可能影响到变压器绝缘材料的预期寿命，这些因素包括：误用、振动，过高的操作温度、雷电或涌流、过负荷、对设备的维护不够、清洁不良、对闲置设备的维护不够、不恰当的润滑以及误操作等。
　　1、线路涌流。线路涌流（或称线路干扰）在导致变压器故障的所有因素中被列为首位。这一类中包括合闸过电压、电压峰值、线路故障闪络以及其他输配电方面的异常现象。这类起因在变压器故障中占有显著比例。
　　2、工艺、制造不良。例如出线端松动或无支撑、垫块松动、焊接不良、铁心绝缘不良、抗短路强度不足以及油箱中留有异物。
　　3、绝缘老化。在过去的 10 年中在造成故障的起因中，绝缘老化列在第二位。由于绝缘老化的因素，变压器的平均寿命仅有17.8年，大大低于预期为35～40年的寿命。
　　4、过载。这一类包括了确定是由过负荷导致的故障，在持续缓慢提升负荷的情况下，最终造成变压器超负荷运行，过高的温度导致了绝缘的过早老化。当变压器的绝缘纸板老化后， 纸强度降低。因此， 外部故障的冲击力就可能导致绝缘破损， 进而发生故障。
　　5、受潮。受潮这一类别包括由洪水、管道渗漏、顶盖渗漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及绝缘油中存在水分。
　　6、维护不良。保养不够，包括未装控制回路或装的不正确、连接松动、冷却剂泄漏、污垢淤积以及腐蚀。
　　二、变压器维护策略分析
　　1、安装及运行确保负荷在变压器的设计允许范围之内。在油冷变压器中需要仔细地监视顶层油温；变压器的安装地点应与其设计和建造的标准相适应。若置于户外，确定该变压器适于户外运行；保护变压器不受雷击及外部损坏危险。
　　2、对油的检验。变压器油的介电强度随着其中水分的增加而急剧下降。油中万分之一的水分就可使其介电强度降低近一半。除小型变压器外，所有变压器的油样应经常作击穿试验，以确保正确地检测水分并通过过滤将其去 除 。应进行油中故障气体的分析。应用变压器油中8 种故障气体在线监测仪，连续测定随着变压器中故障的发展而溶解于油中气体的含量，通过对气体类别及含量的分析则可确定故障的类型。每年都应该做油的物理性能试验以确定其绝缘性能，试验包括介质的击穿强度、酸度、界面张力等等。
　　3、经常维护。保持瓷套管及绝缘子的清洁；在油冷却系统中， 检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制油自由流动的机械损伤；保证电气连接的紧固可靠；定期检查分接开关。并检验触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位；每三年应对变压器线圈、套管以及避雷器进行介损的检测；每年检验避雷器接地的可靠性。接地必须可靠，而引线应尽可能短。旱季应检测接地电阻，其值不应超过5 Ω；应将在线检测系统用于最关键的变压器上，监测真实故障气体含量， 结合“专家系统”诊断将无害情况与危险事件加以区分，保证变压器的安全运行。
　　三、变压器存在的主要问题及处理措施分析
　　存在的主要问题有如下几点：
　　1、检修保养不当。连接松动，特别是不同性质金属之间连接松动，螺栓连接间的紧固不恰当。
　　2、运行监视不及时。许多如变压器过负荷、变压器异音等不能发现。
　　3、变压器安装在汽机厂房零米，由于汽机跑、冒、滴、漏，使变压器受潮严重。
　　4、运行存在误操作现象，容易使变压器受涌流冲击，并且变压器没有冲击保护装置。
　　针对存在的问题，我们制订了一套全厂变压器维护、检查和试验的评估标准。这样不但显著地减少变压器故障的发生以及不可预计的电力中断，而且可大量节约经费和时间。具体检查内容及措施为了保证变压器的安全运行，使各项措施落到实处，使运行人员能够掌握变压器的运行特征，使一些隐患和事故苗头得到及时的消除，必须加强对变压器的检查 。应保证变压器连接紧密，巡视变压器时，应重点检查变压器的接头有无发热等现象。并用红外线测温仪进行测量，发现温度不正常分析跟踪并采取适当措施。应定期检查并记录主变、厂用变压器和重要用户变压器的温度，硅胶颜色。正常运行中的电力变压器不允许过负荷，若变压器过负荷应立即报告值长，并采取必要的减负荷措施。发电厂主要变压器负荷测定，应由有关人员按照现场规程规定的时间进行。对重要线路，应根据调度要求进行。选择每月负荷高峰日做出负荷及温度曲线，进行分析以便采取措施，保证变压器安全经济运行。发电厂主变、厂用变压器和重要用户变压器等的巡回检查由专业工程师牵头每月至少一次。遇有暴雨、洪水等异常天气，应进行专业的巡查。对发现的异常和缺陷，要严密监视及时消除。使用在线检测系统，时时监测变压器真实气体含量， 做到防患未然。
　　四、结语
　　变压器是电力系统的重要设备，其状态好坏，直接影响电厂和电网安全运行。由于变压器在制造、安装和运行维护上存在问题，致使绝缘降低，导致近年来发生在变压器上的事故较多，其中威胁安全最严重的为绕组局部放电性故障。必须重视变压器的安全运行，增强安全意识，了解变压器故障原因及特点，采取有效的防护措施，把变压器安全运行作为安全生产中的一项重要工作来抓，提高变压器安全运行是极其必要的。变压器是电网中的重要设备之一。虽配有避雷器、差动、接地等多重保护，但由于内部结构复杂、电场及热场不均等诸多因素，事故率仍然很高。恶性事故和重大损失也时有发生。因此，总结经验，利用先进在线监测设备， 加强状态维护模式，才能使电力供应更加安全可靠。
　　参考文献
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