變壓器故障的統(tǒng)計(jì)分析及預(yù)防方法

1.維修人員要求
    1.1認(rèn)真觀察
    通過眼睛的觀察可以發(fā)現(xiàn)的異?，F(xiàn)象有：破裂、斷線；變形（膨脹、收縮、彎曲）；松動；漏油、漏水、漏氣；污穢；腐蝕；磨損；變色（燒焦、硅膠變色、油變黑）；冒煙（產(chǎn)生火花）；有雜質(zhì)異物；不正常的動作等等。
    1.2耳聽鼻聞
    設(shè)備由于交流電的作用而產(chǎn)生振動并發(fā)出*的聲音，并呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。如果仔細(xì)傾聽這些聲音，并熟練掌握聲音變化的特點(diǎn)，就可以通過它的高低節(jié)奏，音色的變化，音量的強(qiáng)弱，是否伴有雜音等，來判斷設(shè)備是否運(yùn)行正常。
    電氣設(shè)備的絕緣材料因過熱而產(chǎn)生的*的焦糊氣味，大多數(shù)的人都能嗅到，并能準(zhǔn)確地辨別。值班人員在進(jìn)入配電室檢查電氣設(shè)備時(shí)，如果聞到了設(shè)備過熱或絕緣材料燒焦而產(chǎn)生的氣味時(shí)，就應(yīng)著手進(jìn)行檢查，看看有沒有冒煙變色的地方，聽一聽有沒有放電閃絡(luò)的聲音，直到找出原因?yàn)橹?。聞氣味也是對電氣設(shè)備某些異常和缺陷比較靈敏的一種判別方法。
    1.3用手觸摸
    運(yùn)行人員可用手觸摸被檢查的設(shè)備，來判斷設(shè)備的缺陷和異常。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，用手觸試帶電的高壓設(shè)備是絕對禁止的。通過手摸，可以感覺出設(shè)備溫度的變化和振動，如變壓器的溫度變化，局部發(fā)熱；繼電器的發(fā)熱、振動等，都可以用觸摸法檢查出來　 　
   
    2.變壓器發(fā)生故障氣味、顏色異常診斷
    變壓器如果內(nèi)部出現(xiàn)故障或者變壓器內(nèi)各部件發(fā)生過熱現(xiàn)象時(shí)，將會引起變壓器油與器件等的氣味和顏色的變化，這些變化是需要大家在工作中關(guān)注的。下面總結(jié)了一些常見問題： 　
    　(1)套管接線端部緊固部分松動或引線頭線鼻子滑牙等，接觸面發(fā)生氧化嚴(yán)重，使接觸過熱，顏色變暗失去光澤，表面鍍層也遭破壞。
    　　(2)變壓器漏磁的斷磁能力不好及磁場分布不均，會引起渦流，造成變壓器油箱局部過熱，引起油漆變色。
    　　(3)防爆管的防爆膜破裂會引起水和潮氣進(jìn)入變壓器內(nèi)，導(dǎo)致絕緣油乳化及變壓器的絕緣強(qiáng)度降低。
    　　(4)套管因?yàn)槲蹞p產(chǎn)生電暈、閃絡(luò)放電現(xiàn)象。套管閃絡(luò)放電會造成發(fā)熱導(dǎo)致老化，絕緣受損甚至引起爆炸，而且會產(chǎn)生臭氧味。
    　　(5)冷卻風(fēng)扇、油泵燒毀會發(fā)出燒焦氣味。
    　　(6)另外，吸潮過度、墊圈損壞、進(jìn)入油室的水量過多等原因會造成吸濕劑變色。
    　　以上所述僅能作為對變壓器故障的現(xiàn)場直觀的初步判斷，因?yàn)樽儔浩鞯墓收喜粌H僅是某一方面的直觀反映，它涉及諸多因素，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)假象。因此，只有進(jìn)行詳細(xì)測量和分析，才能準(zhǔn)確可靠地找出故障原因，判明事故性質(zhì)，提出合理的處理辦法，使故障盡快得到消除?！　?/span>
   
    　 　
   
    　　(一）　變壓器故障的統(tǒng)計(jì)資料
   
    　　1．各類型變壓器的故障統(tǒng)計(jì)
   
    　　段、車間、工區(qū)把發(fā)生變壓器故障統(tǒng)計(jì)分類，記錄電力變壓器故障發(fā)生原因、故障分析 。
   
    　　2．　不同用戶的變壓器故障
   
    　　變壓器使用在鐵路不同的部門，故障率是不同的。為了分析變壓器發(fā)生故障的危險(xiǎn)性，可將 用戶劃分為9個(gè)獨(dú)立類型：（1）自閉、（2）貫通、（3）車站動照、（4）行車信號機(jī)械室、（5）行車通訊機(jī)械室、（6）給供水、（7）醫(yī)療衛(wèi)生、（8）商業(yè)建筑；（9）居民生活照明。
   
    　　3．各種使用年限變壓器的故障
   
    　　按照變壓器設(shè)計(jì)人員的說法，在“理想狀況下”變壓器的使用壽命可達(dá)30～40年，很明 顯的是在實(shí)際中并非如此。故障時(shí)的變壓器、長期過載的變壓器、沖擊電流大的變壓器、然而故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示變壓器的使用壽命并非無法預(yù)測、這些數(shù)據(jù)可以用來確定對變壓器進(jìn)行周期檢查與維修保養(yǎng)。
   
    　 　
   
    　　在鐵路供電中變壓器的使用壽命給予特別地關(guān)注，執(zhí)行定年輪換、定期維護(hù)檢修、定期巡視、特巡視檢查等制度。
   
    　 　
   
    　　（二）　變壓器故障原因分析
   
    　　1.　雷擊
   
    　　雷電波看來比以往的研究要少，這是因?yàn)楦淖兞藢ζ鹨虻姆诸惙椒ā，F(xiàn)在，除非明確屬 于雷擊事故，一般的沖擊故障均被列為“線路涌流”。
   
    　　2．　線路涌流
   
    　　線路涌流（或稱線路干擾）在導(dǎo)致變壓器故障的所有因素中被列為第一。這一類中包括 合閘過電壓、電壓峰值、線路故障/閃絡(luò)以及其他輸配(T＆D)方面的異?，F(xiàn)象。這類起因在 變壓器故障中占有顯著比例的事實(shí)表明必須在沖擊保護(hù)或?qū)σ延袥_擊保護(hù)充分性的驗(yàn)證方面 給與更多的關(guān)注。
   
    　　3．　工藝/制造不良
   
    　　在十幾年的工作分析總結(jié)中，僅有很小比例的故障歸咎于工藝或制造方面的缺陷。例如出 線端松動或無支撐、墊塊松動、焊接不良、鐵心絕緣不良、抗短路強(qiáng)度不足以及油箱中留有異物。
   
    　　4．　絕緣老化
   
    　　在過去的10年中在造成故障的起因中，絕緣老化列在第二位。由于絕緣老化的因素，變 壓器的平均壽命僅有17.8年，大大低于預(yù)期為35～40年的壽命！在1983年，發(fā)生故障時(shí)變壓 器的平均壽命為20年
   
    　　5．過載
   
    　　這一類包括了確定是由過負(fù)荷導(dǎo)致的故障，僅指那些長期處于超過銘牌功率工作狀態(tài)下的變壓器。過負(fù)荷經(jīng)常會發(fā)生在發(fā)電廠或用電部門持續(xù)緩慢提升負(fù)荷的情況下。最終造成變 壓器超負(fù)荷運(yùn)行，過高的溫度導(dǎo)致了絕緣的過早老化。當(dāng)變壓器的絕緣紙板老化后，紙強(qiáng)度 降低。因此，外部故障的沖擊力就可能導(dǎo)致絕緣破損，進(jìn)而發(fā)生故障。
   
    　　6．　受潮
   
    　　受潮這一類別包括由洪水、管道滲漏、頂蓋滲漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及絕緣 油中存在水分?！?/span>
   
    7．　維護(hù)不良
   
    　　保養(yǎng)不夠被列為第四位導(dǎo)致變壓器故障的因素。這一類包括未裝控制其或裝的不正確、 冷卻劑泄漏、污垢淤積以及腐蝕。
   
    　　8．　破壞及故意損壞
   
    　　這一類通常確定為明顯的故意破壞行為。美國在過去的10年中沒有關(guān)于這方面變壓器故 障的報(bào)道。
   
    　　9．　連接松動
   
    　　連接松動也可以包括在維護(hù)不足一類中，但是有足夠的數(shù)據(jù)可將其獨(dú)立列出，因此與以 往的研究也有所不同。這一類包括了在電氣連接方面的制造工藝以及保養(yǎng)情況，其中的一個(gè) 問題就是不同性質(zhì)金屬之間不當(dāng)?shù)呐浜希M管這種現(xiàn)象近幾年來有所減少。另一個(gè)問題就是 螺栓連接間的緊固不恰當(dāng)。
   
    　　（三）　變壓器維護(hù)建議
   
    　　根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，用戶可制訂一個(gè)維護(hù)、檢查和試驗(yàn)的計(jì)劃。這樣不但將顯著地 減少變壓器故障的發(fā)生以及不可預(yù)計(jì)的電力中斷，而且可大量節(jié)約經(jīng)費(fèi)和時(shí)間。因?yàn)橐坏┌l(fā) 生事故，不僅修理費(fèi)用以及停工期的花費(fèi)巨大，重繞線圈或重造一臺大型的電力變壓器更需 要6到12個(gè)月的時(shí)間。因而，一個(gè)包括以下建議的良好維護(hù)制度將有助于變壓器獲得最大的使用壽命。
   
    　　1．　安裝及運(yùn)行
   
    　　（1）確保負(fù)荷在變壓器的設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。在油冷變壓器中需要仔細(xì)地監(jiān)視頂層油 溫。
   
    　?。?）變壓器的安裝地點(diǎn)應(yīng)與其設(shè)計(jì)和建造的標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。若置于戶外，確定該變壓器 適于戶外運(yùn)行。
   
    　?。?）保護(hù)變壓器不受雷擊及外部損壞危險(xiǎn)。
   
    　　2．　對油的檢驗(yàn)
   
    　　變壓器油的介電強(qiáng)度隨著其中水分的增加而急劇下降。油中萬分之一的水分就可使其介電強(qiáng)度降低近一半。除小型配電變壓器外所有變壓器的油樣應(yīng)經(jīng)常作擊穿試驗(yàn)，以確保正確 地檢測水分并通過過濾將其去除。
   
    　　應(yīng)進(jìn)行油中故障氣體的分析。應(yīng)用變壓器油中8種故障氣體在線監(jiān)測儀，連續(xù)測定隨著變壓器中故障的發(fā)展而溶解于油中氣體的含量，通過對氣體類別及含量的分析則可確定故障 的類型。每年都應(yīng)作油的物理性能試驗(yàn)以確定其絕緣性能，試驗(yàn)包括介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度、酸度、界面張力等等。
   
    　　3．經(jīng)常維護(hù)
   
    　　（1）保持瓷套管及絕緣子的清潔。
   
    　　（2）在油冷卻系統(tǒng)中，檢查散熱器有無滲漏、生銹、污垢淤積以及任何限制油自由流動的機(jī)械損傷。
   
    　?。?）保證電氣連接的緊固可靠。
   
    　?。?）定期檢查分接開關(guān)。并檢驗(yàn)觸頭的緊固、灼傷、疤痕、轉(zhuǎn)動靈活性及接觸的定位。
   
    　?。?）每三年應(yīng)對變壓器線圈、套管以及避雷器進(jìn)行介損的檢測。
   
    　?。?）每年檢驗(yàn)避雷器接地的可靠性。接地必須可靠，而引線應(yīng)盡可能短。旱季應(yīng)檢測 接地電阻，其值不應(yīng)超過5Ω。
   
    　?。?）應(yīng)考慮將在線檢測系統(tǒng)用于最關(guān)鍵的變壓器上。目前市場上有多種在線檢測系統(tǒng) ，結(jié)合“專家系統(tǒng)”診斷將無害情況與 危險(xiǎn)事件加以區(qū)分，保證變壓器的安全運(yùn)行。
   
    　　4　結(jié)束語
   
    　　變壓器是電網(wǎng)中的重要設(shè)備之一。雖配有避雷器、差動、接地等多重保護(hù)，但由于內(nèi)部 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電場及熱場不均等諸多因素，事故率仍然很高。中國在70年代的10年中，110kV 及以上變壓器的年平均絕緣事故率約為17.66臺次，惡性事故和重大損失也時(shí)有發(fā)生。因此 借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，利用*在線監(jiān)測設(shè)備，加強(qiáng)狀態(tài)維護(hù)模式，以使電力供應(yīng)更加安全可靠。