民用变配电设备故障探讨

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　　摘要:变配电设备是电力系统的重要环节,也是电力设备中的必要组成部分。本文以干式变压器、并联电容器、互感器以及直流系统等变配电设备在运行上所出现的故障以及维修为例,简要讨论民用变配电设备中的常见故障。
　　关键词:设备故障 民用变配电 维修
　　
　　 作为电力设备的重要组成部分,变配电设备起到至关重要的作用,其设备的正常安全的运行,是正常供电的重要保证,同时对变配电设备的故障检查和维修,是电力维修和运行人员的职责所在,电力人员需要尽可能的熟悉每个变配电设备的常见故障以及对故障的维修。因此,充分了解民用变配电设备的常见故障及其维修,具有十分重要的现实意义。
　　一、电力变压器的常见故障及处理方法
　　(一)变压器运行中的声音异常
　　在运行中发现变压器内部声响很大,有爆裂声,或变压器套管有严重破损并有闪烁、放电现象时,应立即停止运行进行检修。产生这些现象的可能原因是:变压器内部接触不良,或绝缘有击穿,则发生放电现象的声响,套管放电有闪烁,可能是套管有裂纹,或套管表面釉面损坏,套管有破损等。
　　变压器运行时声音异常,这时应注意观察变压器的电压和电流,分析原因进行处理,其可能的原因和现象是:1.当有大容量的动力设备启动时,由于负荷变化较大,使变压器声音增大。所以变压器有电弧炉、晶闸管整流器等负荷时,由于有谐波分量,所以变压器声音也会变大;2.过负荷,使变压器发生很高而且沉重的“嗡嗡”声,此时应调整变压器的负荷;3.个别零件松动,如铁心的穿心螺钉夹得不紧,使铁心松动,变压器发生强烈而不均匀的噪声。此时应使变压器停运检修;4.系统短路或接地,通过很大的短路电流,使变压器有很大噪声,此时,保护装置动作;5.系统发生铁磁谐波振动时,变压器发生粗细不匀的噪声。此时,应调整系统参数。
　　(二)变压器内的油温异常
　　1.变压器油温的升高超过许可限度
　　此时应检查变压器的负荷和冷却介质的温度,核对温度表、检查变压器冷却或变压器室的通风情况。若温度升高的原因是由于冷却装置系统的故障,且在运行中无法修理时,应立即将变压器停运修理;若可不需要停下修理时,如是部分冷却风扇故障,或部分冷却器故障等,应按规程的规定,调整变压器的负荷至相应的容量。若发现油温较平时同一负荷和冷却温度下高出10℃以上,或变压器负荷不变,而油温不断上升,冷却装置正常,变压器室通风良好,温度计正常则说明变压器已发生内部故障,如铁心严重短路,绕组匝间短路等,在这种情况下,应立即将变压器停运进行检修。
　　2.油色显著变化,这种情况应取油样,对变压器油进行试验
　　如发现油内含有碳粒和水分,油的闪点降低,酸价增高时,一是对变压器内的绝缘油进行过滤,去除杂质和水分后,进行试验合格再注入变压器。二是对变压器进行吊芯检查,看有无放电痕迹,进行检修处理。
　　3.储油柜或肪爆管喷油时应立即使变压器停止运行,产生这一负责的原因是当二次系统突然短路,或内部有短路故障时,使出气孔和防爆管堵塞等。
　　(三)变压器内的气体保护装置异常
　　1.气体保护装置在轻瓦斯信号下动作时,应立即对变压器进行检查,查明动作原因。如是否因空气侵入,油位降低、二次回路故障或变压器内部故障造成的。根据查明的故障进行处理。
　　2.如果气体继电器内存在气体时,应记录气量,鉴定气体的颜色和判别是否可燃,并取气样和油样作色谱分析。若气体为五色、无味且不可燃,色谱分析判断为空气,则变压器可继续运行。若气体是可燃的,色谱分析后其含量超过正常值,则说明变压器内部已有故障,必须将变压器停运,以便分析动作原因和进行检查试验。
　　3.气体保护装置在轻瓦斯信号和重瓦斯信号同时动作,并经检查是可燃气体,则说明变压器内部存在严重故障,在未经检查和试验合格前,不允许再投入运行。
　　二、干式变压器的运行故障与维护
　　干式变压器是配电系统中重要的电力设备,其作用是在交流电网中改变电压、传递能量。在实际应用中如何正确维护干式变压器,保证其良好运行一直是配电运行人员较为关注的问题。
　　(一)干式变压器的运行故障
　　干式变压器在运行中会产生铜损和铁损现象,这些损耗全部转化为热能,使变压器的铁心和绕组发热、温度升高并指导稳定的温升值,长时间的高温会使变压器绝缘老化,从而影响其使用寿命。因此,变压器在正常运行时,不允许超过额定的允许温度。干式变压器应在额定容量下工作,在不影响其寿命的情况下允许在短时间内过负荷运行,对于室内变压器而言,过负荷值不应超过20%,在正常情况下,变压器的负荷应保持在额定容量的85%左右较好。
　　(二)干式变压器的维护
　　配电运行人员应每天进行三次以上的巡视,每三个月要检查维护一次,尽管干式变压器防潮较好,但空气中的尘埃会吸附在绕组表面会使气工频沿面闪络电压降低,瓷瓶上的尘埃在潮湿的天气里已出现污染现象。因此,应定期进行除尘并检查有无放电迹象,干式变压器在运行中还要注意检查有无异声、母线连接机电缆有无异常情况,发现异常现象及时处理避免发生事故。
　　三、电力电容的运行故障与维护
　　(一)电力电容的运行故障
　　电力电容器在供电系统中主要是用来补偿无功功率,提高功率因数,供电系统中的负荷大部分是感性的,通常电感电流落后于电压90°,如果将电力电容器连接在供电系统中,就会在电容器回路中产生一个电容电流,该电流超前于电压90°,在相同的电压下,电感上的电流与电容上的电流方向正好相反,从而抵消了一部分感性电流或者说补偿了一部分无功电流。
　　在电力电容的使用中,我们必须要注意到其安全运行和经济运行状况。当电压过高时会使电力电容器过载,造成内部元件过热或击穿事故。另一方面避免过补偿或用电设备停止运行后的无功倒送所造成的电能损耗。电力电容器的一般周围环境温度在-40℃至40℃之间如果温度过高或过低,容易引起电力电容器发生鼓肚、渗油等现象,同时要保证室内湿度不得超过80%。
　　(二)电力电容器的维护
　　为了保证电力电容器的正常运行,延长其有效使用寿命,在日常运行工作中,应注意对电力电容器的维护。
　　1.外观检查
　　对于运行中的电力电容器,每天应至少进行一次外观检查,看一看是否有严重的漏油现象,有无鼓肚,是否有开裂现象,接线头有无过热现象,一旦发现上述异常情况应立即停止使用,避免发生事故。
　　2.电压值检查
　　电力电容器在运行中,由于供电负荷的变化会引起电压波动,为保证其安全运行应尽量使用自动投切装置,如自动出现故障时可使用手动,这需要运行人员根据负荷情况进行转换,否则会出现过补偿或无功倒送现象。特别值得注意的是,电力电容器应在额定电压下运行,不得超过额定值的1.05倍,但允许在额定电压的1.1倍下运行4小时,如电容器使用电压超过额定值的1.1倍时应停止使用。
　　3.电流值检查
　　为延长电容器的使用寿命,电力电容器应在额定电流下运行,但允许其在不超过额定值的1.3倍下运行如超过1.3倍时应停止使用,因为过大的电流通过电力电容器时,将造成电容器烧毁。
　　4.保护装置的检查
　　每组电容器的上方均设有熔断器来保护,应定期对熔断器进行检查,看接线端子是否松动,有无过热现象,发现异常情况及时处理,避免由于熔断器的塑壳座过热绝缘损坏导致的对地短路事故。
　　四、断路器的常见故障及处理
　　在运行中油断路器发现以下情况之一,应停下进行检查处理器:1.在正常运行情况下;断路器油箱温度显著升高,一般多为接触不良所造成;2.油断路器内有响声或放电声;3.油断路器套管有严重裂纹和放电;4.接线端发热,且温度有继续上升的趋势。停运后,对油断路器进行检查,根据检查结果检修,更换损坏部件并相应的进行调整。

　　油断路器的油位,油色不对,则应尽快停运重新换油,并检查触头情况。
　　当超行程减少,其量值超过规定数值时,应是真空灭弧室真空度下降而造成的,这时应更换真空弧室。
　　五、并联电容器的运行故障及处理
　　并联电容器的常见故障较多,具体说来包括以下几个方面的内容:1.并联电容器的运行电压超过1.1倍额定线电压时,运行电流超过1.3倍额定电流时,应将电容器停止运行;2.电容器在室温达到40℃时,应将电容器组退出运行,当室温下降到35℃时,可再投入运行;3.并联电容器组因故障跳闸后,应巡视检查电容器有无外部的放电闪烁,胀鼓,漏油及过热等现象,如外部没有明显故障,可停运半小时后再试送一次,单台熔丝保护熔断后,如果电容器无上述明显故障现象,可更换熔丝试送一次,如果试送不良,应停运,通过试验确定故障原因;4.并联电容器外壳胀鼓,电容器爆破,应更换电容器;5.电容器外壳渗、漏油不严重,可在停运后,将电容器的渗、漏处除锈、焊补、涂漆处理;6.电容器在运行时,瓷瓶闪烁放电,其原因是瓷绝缘子有缺陷,如因表面脏污引起,应对瓷瓶进行清扫,如因瓷破损,裂纹引起应更换电容器;7.电容器运行时,温升过高,如因室内通风不良引起,应改善室内通风条件,如系电容器本身原因,应更换电容器。
　　六、互感器的运行故障及维护
　　互感器是一种特殊的变压器,它是利用电磁感应原理进行工作的,其作用是将一次回路的高电压、大电流变为二次回路的低电压、小电流,使仪表和保护装置标准化,并使二次设备与高电压隔离以保证人身和设备安全。
　　(一)电流互感器的运行故障
　　电流互感器又称变流器,它的一次绕组串联与被测的一次电路中,且匝数很少,二次绕组与测量仪表的电流线圈串联,且匝数较多。电流互感器运行时二次阻抗很小,其作用是将大电流变成小电流,二次测额定电流一般为5A。电流互感器必须在额定工况下运行,如果在超过额定容量情况下长期运行会造成误差增大,仪表指示不正确,其次二次绕组过热会加速绝缘老化,甚至烧坏绕组。
　　(二)电流互感器的维护
　　配电运行人员应对电流互感器定期巡视,是否有异常的声音,是否有异味,有无破损放电现象,瓷质部分是否清洁。一旦发现上述现象应及时处理,避免发生事故,电流互感器二次侧不允许开路且二次侧有一端必须做好保护接地。
　　(三)电压互感器的运行故障
　　电压互感器又称作仪用变压器,习惯上称作“压变”或“TV”,它是利用电磁感应原理工作的,其基本构造与普通变压器相同。电压互感器在额定容量下可以长期运行,也可在工作电压超过额定值10%的情况下长期运行,在运行过程中相当一个空载运行的降压变压器,其二次侧不允许有短路现象。
　　(四)电压互感器的维护
　　为了确保电压互感器的正常运行,配电运行人员应定期进行巡视,注意检查电压互感器的绝缘子是否清洁,有无裂纹,缺损及放电现象,有无严重的渗油和漏油现象,有无异声等,发现这些情况应迅速查明原因及时处理,避免发生任何事故。
　　七、直流系统的运行与维护
　　(一)直流系统的运行
　　直流系统的充电装置采用两个高频开关模块并联组成,通常情况下是一个主要的开关模板和一个备用的开关模板,定期轮换使用。充电时采用横流方式,向蓄电池提供稳定的直流电流。浮充电采用恒压方式供电,充电模块输出电压通过熔断器经逆止二极管接到合闸母线上,再经熔断器接到电池组上。合闸母线经降压装置接到控制母线。当交流电中断时,充电机无直流电压输出,此时蓄电池电压经过降压装置加到控制母线上,使控制母线供电连续。均充时,充电机响直流系统提供较高的均充电压,该电压快速给蓄电池补充引向负载放电损失的能量其电路原理及供电线路与浮充电时一致。在正常情况下充电机对电池进行浮充充电,当电池连续浮充720小时以上或交流电源中断时间超过10分钟,交流恢复供电时充电即将自动进入均充状态。
　　(二)直流系统的维护
　　为了保证直流设备的正常运行,配电运行人员应定期进行检查,高频开关模块的输入和输出电压不得过高或过低,因长期过电压运行会损坏其内部元件,过低电压会造成直流母线电压过低时断路器不能跳闸和合闸,蓄电池应存放在干燥、通风、室温不超过25℃湿度不超过70%的环境中,长期保存的蓄电池,应半年进行一次充、放电,然后在放电状态下,将其清理干净。
　　总之,做好变配电设备的故障检查和维修工作是保证供电系统正常供电的一个重要保证,所以每一个电力运行和维修人员都应该提高自身的专业素养和技术知识,并且在实际的电力工作中培养高度的安全意识,尽可能避免变配电设备故障的出现,保证电力系统的正常运作。
　　
　　参考文献:
　　[1]卢志伟.变配电设备的运行与维护[J].科技信息(学术研究),2006,(10).
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　　[3]廖自强等.变电运行事故分析及处理.北京:中国电力出版社,2004

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