干式变压器常见故障及处理

干式变压器常见故障及处理摘要：现阶段，科学技术的发展迅速，十式变压器具有安全、无污染、低损耗、体积小等优点，近年来在配电网中应用广泛。十式配电变压器目前大都采用风冷散热方式，风冷系统在很大程度上影响着十式变压器的可靠性。传统十式变压器装配的温度控制保护装置根据三相绕组温度控制冷却风机电源，未能对风机实际运行状态进行有效监测。由于风冷系统故障引发超温跳闸甚至变压器烧损事故时有发生。本文提出基于风冷系统实时运行电参数实现风冷系统在线状态监测与故障诊断，对提高十式变压器现场可靠性具有实际意义。关键词：十式变压器；常见故障；处理引言井下十式变压器是矿区作业电力系统中的中重要构成部分，能够有效实现电力系统中不同电压等级之间的转换，能够实现较长距离的电力传输，被广泛应用于矿区作业及矿井开采中，有效解决了作业过程中电力运输的能量损耗情况。十式变压器具有体积较小、自重较轻、维修便捷的应用优势，能够灵活安装于各个位置，但是，在使用的过程中，由于受到多种不同因素的影响，会出现铁心多点接地、异常噪音及绕组过热等现象，还会出现直流电阻不平衡率过高、行程开关异常、角接连接管烧等情况。因此，技术人员需要认真分析产生这些情况的原因，采取有效的维修手段，以维护井下十式变压器的运行稳定性。1概述变压器绕组直流电阻的测量是变压器试验中的一个重要试验项目。直流电阻试验，可以检查出绕组内部导线的焊接质量，引线与导线的焊接质量，分接开关、引线、与套管等载流部件的接触是否良好，三相电阻是否平衡等。直流电阻不平衡会导致变压器相间或相对地间产生循环电流，增加变压器的附加损耗，甚至导致变压器的不对称运行，引发电力事故。2井下十式变压器常见故障分析2.1铁心多点接地故障从外部情况分析，铁心及其绝缘部分主要是由铁轭穿心螺杆、铁芯绝缘板等共同组成，其材料为环氧玻璃布板。环氧玻璃布板的稳定性较低。容易吸收空气中的潮气，导致铁心绝缘构件受潮，从而降低其绝缘性能，引发铁心的多点接地。在十式变压器的运行过程中，若铁心出现了漏磁情况，则会促使周围空间产生弱磁，吸引空气中的金属粉末，长期以往，就会引发铁心的多点接地；若技术人员维护不当，则会促使变压器总的硅钢钢片老化，铁心热度增高，造成多点接地。从变压器内部角度分析，若十式变压器的自身质量存在问题，也会引发铁心的多点接地情况，比如：硅钢片质量不符合规定标准，若钢片的表面粗糙，出现严重的锈蚀情况，且绝缘漆已经脱离，则会造成钢片断路，引发铁心多点接地；若钢片的制作工艺不符合规定标准，就会出现由于毛刺超标引发的间接短路情况。2.2异常噪音故障在井下十式变压器的运行过程中，若出现连续的"嗡嗡〃声音，则变压器运行状态比较稳定；若变压器出现不均匀的"嗡嗡〃声音，或者出现其他声音，则可以判断为运行状态异常。技术人员需要结合井下十式变压器的声音情况，查找运行异常的原因。一般情况下，主要分为四种原因：第一，是变压器的在运行的过程中出现了单相接地的情况，引发电压增高，促使变压器出现异常磁场，引发较大的声音，且声音较为尖锐；第二，是变压器的风机等零构件产生的共振声音，由于风机、外壳等零构件在变压器运行的过程中会出现共振，就会产生一定的声音，加大了干式变压器的运行噪音；第三，是变压器的安装问题，若没有安装好干式变压器的底座，就会导致变压器在运行的过程中产生异常噪音，导致变压器运行声音增大；第四，是变压器的电位悬浮问题，若变压器的拉、铁轭槽钢及压钉螺栓等零构件存在漏磁场的情况，则会在变压器运行过程中发出"放电的声音”，也经常别技术人员误认为是变压器的电压绕组的声音。3干式变压器优化措施3.1硬件系统设计本装置设计采用高性能、低成本32位ARM微控制器STM32F103作为中心单元。铂热电阻三线制感知温度变化。通过电压互感器与电流互感器，实时检测获取各相电压、电流信息。经过运算放大电路后，采用STM32内置的12位A/D多通道循环采样处理。CAT24WC256扩展存储，IIC方式通讯，提升装置数据存储的可靠性。配备RS485接口，实现与用户设备远程实时通讯等功能。采用LCD12864液晶显示，8个功能按键菜单式操作方式。5个LED系统状态指示灯与蜂鸣器结合，实现声光指示报警。3.2针对铁心多点接地故障的处理方法针对铁心多点接地故障，技术人员可以从两个步骤入手，对变压器进行维修与维护。首先，技术人员要从外部环境入手分析，推导变压器受外部因素影响的接地故障原因。若井下干式变压器长期没有运行，或在停放时期没有进行密封，出现了受潮、积尘等情况，技术人员可以先将变压器铁心的表面清理干净，且利用太阳灯对其进行烘烤；若条件允许，则可以利用"空载法〃对铁轭进行加热。在此过程中，技术人员要保证自身及其他工作人员的人身安全，需要将变压器的高压侧进行开路，对低压侧进行通额定电压的工作，这一工作环节的时间较短。排除受潮原因之后，技术人员需要进一步检测绝缘电阻，若电阻为零，则可以采用“交流试验〃的装置设备对铁心进行加压实验，若出现放电情况，则可以初步判断为接地不牢固，可以进行进一步的处理。其次，技术人员可以从内部因素入手，利用“逐级排查〃的方法，推敲铁心故障问题。一般情况下，技术人员会利用直流电与交流电对变压器的铁心接地进行故障点的查找，从上铁轭部分开始，拆除变压器铁心的穿心螺杆，进行测试。若故障点不在穿心螺杆部分，则需要对铁轭的紧固螺杆进行拆除工作，促使铁轭与夹件分开，且继续对铁心接地绝缘电阻进行测试，判断故障点。若要拆除下铁轭，对铁心进行进一步的测试，则需要克服较大的难度，具备针对大容量的干式变压器拆铁轭的现场检修条件。因此，为了简化检测过程，尽量不返厂检修，技术人员可以灵活运用交流电弧法、电容放电冲击法及电容放电冲击法。3.3定时中断处理程序由12位A/D对电压、电流及温度信号分通道循环采样处理。20ms为周期，5553为中断周期，36点离散傅里叶变换(DFT)算法进行基波提取与幅值计算，滤除谐波获得精确稳定的电压值。实时由采样数据计算出P、Q、PF等参数，为系统运行维护提供数据支持。结语在测量大容量，高变比的变压器低压侧直流电阻时，由于其本身阻值较小，应充分考虑到连接母排电阻对于测量值的影响。致使变压器直流电阻偏差超标原因很多，建议反复进行试验，深入分析试验数据，依据试验结果综合判断。参考文献刘军，张安红，李基成.风电变压器可靠性、安全性及环境问题综述(4)[J].变压器，2014,51(1):49—51.钱怡辰，李会军.干式变压器智能温控仪设计与实现[J].电气自动化，2016,38(1):71—74.潘兆平，杨春，邓世怡.干式变压器温控仪设计与应用】J].电子技术与软件工程，2018(24):243—244.黄俊.变压器铁芯漏电在线监测传感系统的研究[J].仪表技术与传感器，2017(1):101—104.王宜祥.基于嵌入式与无线传感器网络的风机在线监测与诊断系统[D]