浅谈变电站主变压器的故障及其处理.doc

XX交通大学继续教育学院 毕业设计（论文） 论文题目：浅谈变电站主变压器的故障及其处理 专 业： 班 级： 姓 名 ： 指导教师： 2011年5月14 目 录摘要 .2关键词 变电站主变压器故处理.2引言. .3 第一部分 变压器的基本知识. .4 1.1变压器的定义.4 1.2 变压器的组成、作用及工作原理 .4-7 第二部分 变电站主变压器常见问题分析及解决方法.7-14 第一节 主变压器故障分析.7 2.1 声音异常.7-82.1.2 气味、颜色异常.8-9 2.1.3 温度异常. .9 2.1.4 油位异常.9-10第二节 主变压器的事故处理.10-142. 2 主变压器油温过高时.10-112.2.2 主变压器漏油和着火时.112.2.3 主变压器保护动作时.11-122.2.4 差动保护动作时的处理.132.2.5定时限过电流保护动作时的处理.13-14结束语 .14参考资料 .15摘 要+ |* ( w/ z+ k( w9 p* J & N5 v6 s 主变压器在变电站内就像人的心脏,它的安全运行、日常维护、事故处理关系到变电站的正常供电,乃至整个电力系统的安全运行。作为变电站值班运行人员应掌握保证主变压器的安全运行规程、日常维护项目、故障分析及其处理的正确方法,在这里仅对主变压器的事故及其处理进行阐述。关键词：变电站 主变压器 故障 处理引 言N. s/ r. A8 $ O& c 在国家良好的的经济发展态势下，用电需求不断上升，新的变电站随之不断涌现。主变压器在变电站内就象人的心脏，它的安全运行、日常维护、事故处理关系到变电站的正常供电，乃至整个电力系统的安全运行。作为变电站值班运行人员应掌握保证主变压器的安全运行规程、日常维护项目、事故处理正确方法，在这里本人仅对主变压器的事故及其处理进行阐述。9 b; i5 e# E5 u7 G7 B 变压器的基本认识1.1 变压器的定义变压器是借助于电磁感应，以相同的频率，在两个或者两个以上的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。1.2 变压器的结构、作用及原理1)、变压器的结构及作用变压器主要由以下几部分组成：a.芯体。包括变压器的铁芯、绕组、绝缘、引线、分接开关等。铁芯是变压器最基本的组成部分之一，铁芯是用导磁性能好的硅钢片叠放组成的闭合磁路，铁芯在运行时必须单点可靠接地。分接开关是用来改变变压器线圈匝数以调整电压的装置。双圈变压器装在高压侧，三圈变压器在高、中压侧装设。操作部分位于变压器顶部，经传动杆伸入变压器油箱。b.油箱。包括油箱本体和附件。油箱本体包括箱盖、箱壁、箱底等；附件包括油阀、油样阀和接地螺栓。变压器的油箱内注满油，变压器的芯体浸泡在变压器油中，变压器油起到绝缘和散热作用。c.冷却装置。冷却装置包括散热器或冷却器，当变压器上层油温与下部油温产生温差时，通过散热器形成油的对流，起降低变压器温度的作用。为提高变压器的冷却效果，可采用油浸风冷、强油风冷及强油水冷等多种形式。d.出线装置。包括高、中、低压套管。为将变压器的绕组的引出线从箱体中引到油箱外，必须采用绝缘装置将带电的引线与接地的箱体隔离，及套管。套管有纯瓷、充油和电容等不同形式。e.保护装置。包括油表、油枕、防爆管、呼吸器、测温元件、热虹吸、气体继电器等。f.油枕起到储油和补油的作用，以适应变压器的运行，因发热导致的油体积膨胀，保证油箱内充满油。同时可缩小油与空气的接触面，减少油质劣化速度。g.防爆管是变压器的安全保护装置，800kVA以上的变压器均应设置防爆管，其下端开口接于油箱盖与油箱相同，上端用23mm的玻璃密封。油枕顶部有一小管与防爆管相同。当变压器内部故障时，温度升高，油剧烈分解产生大量气体，呼吸器排放不及，气体压力迅速升高，当增至5 10 4Pa时，气体和油冲破防爆管的玻璃向外喷出，降低油箱内压力，保护变压器不受损坏。h.呼吸器由一铁管和玻璃容器组成，内装用氯化钴浸渍过的硅胶，具有很强的吸潮能力。当含有水份的空气经过呼吸器进入油枕时，水份将被硅胶吸收，降低变压器油的吸潮和氧化。i.气体继电器时变压器的主保护之一，装在变压器的油箱和油枕的连接管上。当变压器内部故障时，气体继电器动作接保护跳闸或发出信号。j.温度计用于测量变压器的上层油温，监视变压器的正常运行。k.热虹吸也叫净油器，是用来改善运行中的绝缘油特性，防止绝缘油继续老化的装置。2)、变压器的工作原理变压器的工作建立在电磁感应原理基础之上。变压器的主要部分是闭合铁芯绕组，通过电磁感应，就能实现在一、二次绕组间能量交换。变压器工作原理如图所示。 图2.1 变压器的工作原理图 当一次绕组接到交流电源上时，由于通过一次绕组的电流是交变的，因此在铁芯中就产生一交变的磁通，交变的磁通在二次绕组中感应出交流电势，此感应电势的大小正比于磁通的变化率和绕组匝数。因此，改变二次绕组的匝数，就可以达到改变输出电压的目的。同时，一次的电能通过电磁感应被传送到二次，从而实现了电能的传输，这就是变压器的工作原理。 由于线圈绕组为电感元件，当变压器充电时，会产生一个暂态过程，同时由于铁芯的迅速饱和，两个原因共同形成了暂态冲击电流，即常说的励磁电流。励磁电流是变压器充电过程中出现的正常现象，保护不能因此而误判为变压器故障。2.变电站主变压器常见问题分析及解决方法2.1变压器的故障分析 当主变压器发生故障时，常会在声音、气味、颜色、温度和油位出现异常情况，现在逐一进行分析。1)、声音异常变压器在正常运行时，会发出连续均匀的“嗡嗡”声。如果产生的声音不均匀或有其他特殊的响声，就应视为变压器运行不正常，并可根据声音的不同查找出故障，进行及时处理。主要有以下方面故障：电网发生过电压。电网发生单相接地或电磁共振时，变压器声音比平常尖锐。出现这种情况时，可结合电压表计的指示进行综合判断。变压器过载运行。负荷变化大，又因谐波作用，变压器内瞬间发生“哇哇”声或“咯咯”的间歇声，监视测量仪表指针发生摆动，且音调高、音量大。变压器夹件或螺丝钉松动。声音比平常大且有明显的杂音，但电流、电压又无明显异常时，则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺丝钉松动，导致硅钢片振动增大。 变压器局部放电。若变压器的跌落式熔断器或分接开关接触不良时，有“吱吱”的放电声；若变压器的变压套管脏污，表面釉质脱落或有裂纹存在，可听到“嘶嘶”声；若变压器内部局部放电或电接不良，则会发出“吱吱”或“噼啪”声，而这种声音会随离故障的远近而变化，这时，应对变压器马上进行停用检测。 变压器绕组发生短路。声音中夹杂着水沸腾声，且温度急剧变化，油位升高，则应判断为变压器绕组发生短路故障，严重时会有巨大轰鸣声，随后可能起火。这时，应立即停用变压器进行检查。 变压器外壳闪络放电。当变压器绕组高压引起出线相互间或它们对外壳闪络放电时，会出现此声。这时，应对变压器进行停用检查。2)、气味、颜色异常防爆管防爆膜破裂：防爆管防爆膜破裂会引起水和潮气进入变压器内，导致绝缘油乳化及变压器的绝缘强度降低。 套管闪络放电，套管闪络放电会造成发热导致老化，绝缘受损甚至此起爆炸。引线（接线头）、线卡处过热引起异常；套管接线端部紧固部分松动或引线头线鼻子滑牙等，接触面发生氧化严重，使接触过热，颜色变暗失去光泽，表面镀层也遭破坏。套管污损引起异常；套管污损产生电晕、闪络会发生臭氧味，冷却风扇，油泵烧毁会发出烧焦气味。 另外，吸潮过度、垫圈损坏、进入油室的水量太多等原因会造成吸湿剂变色。3)、温度异常发现在正常条件下，油温比平时高出10摄氏度以上或负载不变而温度不断上升（在冷却装置运行正常的情况下），则可判断为变压器内部出现异常。主要为：内部故障引起温度异常。其内部故障，如绕组砸间或层间短路，线圈对围屏放电、内部引线接头发热、铁芯多点接地使涡流增大过热，零序不平衡电流等漏磁通过与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器温度异常。发生这些情况时，还将伴随着瓦斯或差动保护动作。故障严重时，还有可能使防爆管或压力释放阀喷油，这时应立即将变压器停用检修。 冷却器运行不正常所引起的温度异常。冷却器运行不正常或发生故障，如潜油泵停运、风扇损坏、散热器管道积垢、冷却效果不佳、散热器阀门没有打开、温度计指示失灵等诸多因素引起温度升高，应对冷却器系统进行维护和冲洗，以提高其冷却效果。4)、油位异常变压器在运行过程中油位异常和渗漏油现象比较普遍，应不定期地进行巡视和检查，其中主要表现有以下两方面：一是假油位：油标管堵塞；油枕吸管器堵塞；防爆管道气孔堵塞。二是油面低：变压器严重漏油；工作人员因工作需要放油后未能及时补充；气温过低且油量不足，或是油枕容量偏小未能满足运行的需求。当主变压器发生异常情况时，如渗漏油、油位降低、油色变化、声音异常、瓷套管有裂纹、塞垫向外凸出时，应设法消除，并报告调度及上级部门。在某些严重情况下，可不经向调度汇报即应将主变压器立即切除（若有备用变压器的，则可先将其投入运行），然后报告调度。如：变压器内部有强烈而不均匀的噪音，有爆裂的火花放电声音；油枕或防爆筒喷油；漏油现象严重，致使油面降至油位指示计的最低限度，且一时无法堵住时；套管有严重的破损及放电炸裂现象，不能持续运行时。2.2主变压器的事故处理 1)、主变压器油温过高时 当变压器的油温升高到超过许可限度（强迫油循环风冷的变压器不得超过85度，自然循环的变压器不宜经常超过85度，最高不得超过95度）时，应做如下检查：检查变压器的负荷及油温，并与以往同样负荷及冷却条件相比较；检查温度计本身是否失灵；检查散热器是否打开，冷却装置是否正常。若以上均正常，油温比以往同样条件下高出10度，且还在继续上升时，则可判断变压器内部有故障如铁芯发热或匝间短路等。铁芯发热可能是涡流所致，或夹紧用的穿芯螺丝与铁芯接触，或硅钢片间的绝缘破坏。此时，差动保护和瓦斯保护不动作。铁芯发热渐发展引起油色逐渐变暗，并由于发热部分温度很快的上升致使油的温度渐升高，并达到发火点温度，这是很危险的，若不及时切除变压器，就有可能发生火灾或爆炸事故。因此，应立即报告上级，将变压器停下，并进行检修。2)、主变压器漏油和着火时当变压器大量漏油而使油位迅速下降时，禁止将重瓦斯保护改为只作用于信号。因油面过低（低于顶盖）没有重瓦斯保护动作于跳闸，会损坏引线绝缘。有时变压器内部有咝咝的放电声，且变压器顶盖下形成了空气层，就有很大的危险，所以必须迅速采取措施，阻止漏油。变压器着火时，首先应将其所有开关和隔离开关拉开，并将冷却系统停止运行。若是顶盖上部着火，应立即打开事故放油阀，将油放至低于着火处，同时要用1211灭火器、二氧化碳、四氯化碳泡沫、干粉灭火器等灭火，严禁用水灭火，并注意油流方向，以防止火灾扩大而引起其它设备着火。 3)、主变压器保护动作时 瓦斯保护动作时的处理：瓦斯保护根据事故性质的不同，其动作情况可分为两种：一种是动作于信号，并不跳闸；另一种是两者同时发生。轻瓦斯保护动作，通常有下列原因：因进行滤油、加油和启动强迫油循环而使空气进入变压器；因温度下降或漏油致使油面缓慢低落；因变压器轻微故障而产生少量气体；由于外部穿越性短路电流的影响；因直流回路绝缘破坏或接点劣化引起的误动作。 3 o% 3 g0 K/ Y$ m1 z8# t q& o5 Q; e# 2: G( _& T! +) M$ q2 T) _5 o; I& U+ 7 ?7 W1) U( * : B0 M* l重瓦斯保护动作时，可能是由于变压器内部发生严重故障，油面剧烈下降或保护装置二次回路故障；在某种情况下，应对油枕、压力释放器动作情况、防爆管、散热器、法兰盘和导油管等处是否喷油，各焊接缝是否裂开，变压器外壳是否鼓起等外部作全面检查，若判明是内部故障应报告上级，并取油样化验，进行色譜分析，检查油的闪点。若油的闪点比过去降低5度以上，则说明变压器内部有故障，必须停下处理，严禁在未查明原因前冒然送电。若内部无故障，系瓦斯保护误动，则可在排除故障后送电。 发生瓦斯信号后，首先应停止音响信号，并检查瓦斯继电器动作的原因。如果不是上述原因造成的，则应立即收集瓦斯继电器内的气体，并根据气体的多少、颜色、是否可燃等，来判断其故障性质:a.无色、无臭空气: U% N; Z2 R7 D. E) O1 m : G( _& T! C8 M3 r0 ?9 Sb.灰色和黑色易燃油质故障z) k3 A: 0 t: x1 + ; B) s2 ; c- 6 e; c.黄色不易燃木质故障j) ! p1 B# D( d3 A G ) M$ q2 T) _5 o; I& U+ jd.淡灰色、有强烈臭味、可燃纸质或纸板故障$ A! S8 A0 / a. P 检查气体是否可燃时，可打开瓦斯继电器顶盖上的放气栓，放出气体进行试验。可燃时，有明亮的火焰，须注意火具应距栓口56公分，以免被气体吹灭火。7 ?7 W1 E5 L! o* ) L上述取气操作应由两人进行，并做好记录。变压器瓦斯保护动作有下列情况可判断为误动： f v6 s. y$ W# g6 ) I- Q& _0 7 qa、变压器音响正常、电压及电流无波动，差动未动作；0 G) |* G; c2 _$ 2 L9 g5 N0 B$ vb、释放器无动作或无喷油) z8 Q8 S; Y% E* j4 X9 E; : P- F9 J3 M4 Y5 a* M( Sc、瓦斯保护掉牌能复归；3 e W! J+ R. z; C$ v/ z0 f% _d、瓦斯保护二次回路有接地现象；) U E4 P, * u) , e% IJ 轻瓦斯保护动作是，可根据气体分析，若属内部故障，应汇报上级，将变压器退出运行，进行处理。若是由于带电滤油、加油而引起的，则主变可继续运行。/ |) v F6 n) K& % O# f7 a. 4 l4)、差动保护动作时的处理：* S1 e, r5 w+ * _1 r 变压器差动作跳闸后，应做如下检查处理：2 a4 R. J! M) l8 wj$ U检查变压器本体有无异常，检查差动保护范围内的瓷瓶是否有闪络、损坏，引线是否短路；3 f* d* Y1 W9 ( Q( w8 p2 u$ , d如果变压器差动保护范围内的设备无明显故障，应检查继电器保护及二次回路是否故障，直流回路是否有两点接地； # |/ # W1 s) x1 g4 t- h) E, P6 D7 Y2 - j2 G4 c ?经以上检查无异常，应在空载试送一次，试送后又跳闸，不得再送；, Q * V. W3 N0 zz P* 如果是因继电器或二次回路故障、直流两点接地造成的误动，应将差动保护退出运行，将变压器送电后，再处理二次回路故障及直流接地； - K. |3 t6 g2 R* D8 P; G- Y& c& h) d 差动保护及重瓦斯保护同时动作是变压器跳闸时，不经内部检查和试验，不得将变压器投入