箱式变压器常见问题及改造方案

箱式变电站常见问题及改造方案1 箱式变电站概述1.1 箱式变电站作用箱式变电站是一种适用于居民住宅小区、商业区、绿化区的户外紧凑型配电设备。它是一种把高低压配电装置和配电变压器按一定的接线方式组装成一体的预装式变电站，称为户外成套变电站或组合式变电站。因其具有环境适应性强、体积小、结构紧凑、便于运输、组合灵活、安装方便、施工周期短、占地面积小、运行费用低、无污染、免维护、易实现安全自动化等优点，受到广泛重视。被广泛应用于城区、农村中小型变（配）电所、厂矿及流动性作业用的变电所的建设与改造。因其易于深入负荷中心，减少供电半径，提高末端电压质量，减少无功损耗等特点，特别适用于农村，城镇电网改造，被誉为现代变电所建设的可行性模式。1.2箱式变电站特点 箱式变压器分欧式（Europeanstyle）和美式（American style），美式体积小，负荷能力较低，供电可靠性不高，欧式体积较大，负荷能力与供电可靠性都比美式强，在我国一般用的都是欧式箱变。箱式变压器并不只是变压器，它相当于一个小型变电站，属于配电站，直接向用户提供电源。包括高压室，变压器室，低压室；高压室就是电源侧，一般是35千伏或者10千伏进线，包括高压母排、断路器或者熔断器、电压互感器、避雷器等，变压室里都是变压器是箱变的主要设备，低压室里面有低压母排、低压断路器、计量装置、避雷器等，从低压母排上引出线路对用户供电。我厂的箱变以技术先进安全可靠、自动化程度高、工厂预制化、组合方式灵活、投资省见效快、占地面积小和外形美观等特点，近些年来行成供不应求之势。2 10kV箱式变电站运行中存在的问题2.1 散热和增容问题由于箱式变电站本身具备体积小的特点，受其影响，变压器室所占的体积也较小。但是由于箱式的结构紧凑，狭小的空间给箱体的散热造成了很大的不便。这主要表现在两方面。首先，夏季全国普遍高温，箱体过高的温度本身就对限压器的运作造成影响。再加上箱体本身工作时散热的热量，变压器工作环境的温度较高，很大程度影响变压器的运行。其次，针对变压器散热不易的问题，一般采用在箱体开孔或者安装风扇的措施降低变压器本身的热度。但是，这种措施会造成空气中粉尘的进入，对变压器造成二次污染，运维环境相对恶劣，易发生温高损坏设备事故。要对其变压器的更换增加了额外的开支，并且由于变压器体积小的特性，变压器的更换工作实施起来较为不易。2.2 箱式变电站一次设备容易遭到雷击，造成二次设备损坏 一些箱式变电站安装的地点较为偏僻，周围没有高大建筑物对其进行遮挡。所以在雷雨天气时，极易遭受闪电的袭击，这种现象一般发生在农村。这主要是受到农村缺少高大建筑群和场地较为开阔原因的影响。这不仅会导致火灾的发生，也给当地的居民造成了一定的财产损失。2.3 箱体外壳防雨、抗腐蚀能力不强一些小型的箱体外壳厂家为了节约成本，使用质量不合格的产品。外壳质量不达标的箱体无法经受住其在运行过程中遭受的风吹日晒雨淋霜冻等较为恶劣的自然环境，箱体发生损坏，导致雨水和大量灰尘进入，对内部构件造成损坏，从而缩短了箱变的使用寿命，也增加了安全事故的发生概率。2.4 箱体设备产生凝露现象箱式变电站的工作环境在室外，箱体内部不可避免和外界产生温差。在外部温度变化幅度较大的时候，箱体内部的温度由于在运行时会产生一定的热量，与外部温差达到一定界限，就会产生凝露现象，导致箱式变压器运行过程发生故障。2.5 箱式变电站电容器存在间隔隐患箱式变电站发生火灾事故较为常见，也是其在运行当中应当关注的方面之一。这主要是因为我国的箱变大部分采用密集型电容器，再加上液体的绝缘油在电容器的运行，一旦发生绝缘油泄漏现象极有可能发生火灾或者爆炸给周围的居民和设备带来严重威胁。2.6 电缆搭接处故障由于电缆头本身质量以及施工工艺不过关，以及大截面电缆在安装后逐渐释放应力，均是电缆搭接处故障的主要原因。2.7 气室故障气室故障的主要情况为密封SF6气室由于各种原因发生SF6气体泄漏，造成气室内SF6气体密度不够，导致开关在正常运行时或操作中气室内部动静触头间发生放电短路故障。2.8 熔断器一负荷开关故障环网柜中熔断器、负荷开关组合柜的动作原理为：当环网柜出线下级发生短路故障时，熔断器熔断后撞击器弹出，撞击通过连杆、连板等传动件来使负荷开关动作。主要故障为：环网柜内熔断器熔断但环网柜未正确动作。分析主要原因为：由于连杆、连板等传动件之间配合不精密，自由行程过大，存在传递不到位的情况，因此在熔断器保护动作后，撞击器不能使负荷开关正常分闸。这种故障严重时将造成熔断器内电弧燃弧时间过长，在熔断器内积聚大量能量，最终导致熔断器的爆炸。2.9 变压器故障变压器故障主要表现在：异常响声，温度异常，变压器漏油等。2.10 断路器不能合闸3 针对10kV箱式变电站运行问题的解决措施3.1 对箱式变电站整体结构进行改进 针对变压器室所占体积较小，散热和增容上存在一定问题的现象，可以对其进行整体改造。主要方法是设立专门的成套设备室，将高压变电设备和低压设备组装在该室内，并且将变压器带电部分与外界隔离。这种方法主要是将变压器改造成全封闭模式。从而让变压器本身的散热问题与高低压设备隔开。变压器室单独配备散热风扇。3.2 尽量避免设备遭受雷击在空旷的农村地区，箱式变压器遭受雷击的概率较大，周围又没有高大建筑对其进行遮挡。所以需要安装避雷针。以避免其遭受雷击。避雷针安装过程中，还要注意其覆盖的面积要足够大，这样才能取得良好的效果。另外，还要检查箱变设备基础的接地装置，如果接地扁钢截面不够，应更换符合技术规范的横截面的接地扁钢，并牢固焊接，表面做防腐处理。3.3 增强箱体的防潮、抗腐蚀能力由于箱式变电站的户外工作环境较为恶劣，箱体外壳必须要具备较强的防潮、抗腐蚀能力才能在一定程度上延长箱式变电站的使用寿命，并且尽量避免事故的发生。首先要采用正规厂家生产的箱体材料，并且在使用前对其进行质量检测。最好采用非金属材质，避免雨水对其进行腐蚀。若是采用金属材质，也需进行相应的防腐措施，如定期喷涂防腐漆等。关注箱体的外形设计，也能在一定程度上降低腐蚀的危害，如将箱顶设计成“人”字结构，避免雨水的堆积。3.4 安装凝露控制器由于箱体内部和外部温度的差距较大，容易产生凝露现象。这一问题可以通过安装凝露控制器进行解决。凝露控制器其实是一种湿度检测装置，当其检测到箱体内的湿度较大，即产生凝露现象，便会自动开始运转，增加箱体内的温度，直到凝露现象消失。3.5 合理安排箱站内的电容器间隔合理配置箱站内的电容器间隔，主要方法是将其分开进行放置。这样不仅方便了工作人员对其进行检查，还能避免发生事故时事故向更严峻的形式发展。从而避免发生绝缘油泄漏是引起的火灾和爆炸。给运维人员的生命安全造成威胁。3.6电缆搭接处故障的处理目前配网中主要采用三芯电缆，在电缆搭接时需要核对相位，然后分别固定。而在固定之前往往需要加以外力对单相电缆加以扭转，因此在安装之后因扭转所产生的内部应力会逐渐释放，产生力矩作用在电缆搭接的套管处。安装时一方面要克服接线端子平面从倾斜到平行的扭转力：另一方面是一定要使用力矩扳手，特别是对于共箱式环网柜的T型或肘型电缆接头，按照产品安装旌工工艺规定的力矩值对螺栓进行紧固，避免工作人员使用普通扳手，凭感觉和经验对螺栓进行紧固。3.7 气室故障的处理气室发生泄漏的主要位置电缆桩头处，原因为电缆桩头由于受力较大，当电缆安装中存在外加应力或电缆没有牢固固定后，电缆桩头处长时间承受外力的影响，造成气室与电缆桩头处发生裂纹，进而导致SF6气体泄漏。因此气室故障还是电缆安装施工不良的另一种表现形式，解决整改措施主要还是规范电缆施工，减少电缆对于电缆桩头处的额外应力。另外为了防止气室内SF6气体渗漏后不能正常灭弧，因此必须在环网开关面板上加装SF6气压仪和低气压闭锁功能，避免运行人员在操作时由于开关不能正常灭弧导致事故。3.8 熔断器一负荷开关故障处理断路器、负荷开关的配置需加强选型管理。熔断器、负荷开关内的熔断器在选择上首先要按照环网柜生产厂家的使用说明书进行选型，关键的参数是负荷开关的转移电流；其次应合理选择撞击器：应选择撞击行程大于联动机构动作行程的熔断器；对于传动件为塑料等非刚性材料时，不能采用火药式撞击器的熔断器，应使用弹簧式撞击器的熔断器；最后要按照使用环境对熔断器的选择进行校验。3.9 变压器故障处理变压器异响：异响较大而嘈杂时，可能是变压器铁芯的问题。例如，夹件或压紧铁芯的螺钉松动时，仪表的指示一般正常，绝缘油的颜色、温度与油位也无大变化，这时应停止变压器的运行，进行检查。异响中夹有水的沸腾声，发出咕噜咕噜的气泡逸出声，可能是绕组有较严重的故障，使其附近的零件严重发热使油气化。分接开关的接触不良而局部点有严重过热或变压器匝间短路，都会发出这种声音。此时，应立即停止变压器运行，进行检修。异响中夹有爆炸声，既大又不均匀时，可能是变压器的器身绝缘有击穿现象。这时，应将变压器停止运行，进行检修。异响中夹有放电的吱吱声时，可能是变压器器身或套管发生表面局部放电。如果是套管的问题，在气候恶劣或夜间时，还可见到电晕辉光或蓝色、紫色的小火花，此时，应清理套管表面的脏污，再涂上硅油或硅脂等涂料。此时，要停下变压器，检查铁芯接地与各带电部位对地的距离是否符合要求。异响中夹有连续的、有规律的撞击或摩擦声时，可能是变压器某些部件因铁芯振动而造成机械接触，或者是因为静电放电引起的异常响声，而各种测量表计指示和温度均无反应，这类响声虽然异常，但对运行无大危害，不必立即停止运行，可在计划检修时予以排除。变压器温度异常：在负荷和散热条件、环境温度都不变的情况下，较原来同条件时的温度高，并有不断升高的趋势，也是变压器温度异常升高，与超极限温度升高同样是变压器故障象征。引起温度异常升高的原因有：变压器匝间、层间、股间短路；变压器铁芯局部短路；因漏磁或涡流引起油箱、箱盖等发热；长期过负荷运行，事故过负荷；散热条件恶化等。运行时发现变压器温度异常，应先查明原因后，再采取相应的措施予以排除，把温度降下来，如果是变压器内部故障引起的，应停止运行，进行检修。变压器漏油：绝缘油在运行时可能与空气接触，并逐渐吸收空气中的水份，从而降低绝缘性能。发现油内含有碳粒和水分，油色变暗，绝缘强度降低，易引起绕组与外壳击穿，应及时更换变压器油。 变压器焊缝开裂或密封件失效；运行中受到振动，外力冲撞，油箱锈蚀严重而破损等都会漏油。变压器在运行中渗漏油不严重，油位在规定的范围内，仍可继续运行或安排计划检修。变压器油渗漏严重或连续从破损处不断外溢