分析變壓器發(fā)熱故障與處理
變壓器發(fā)熱故障會(huì )使變壓器油分解,所以通過(guò)變壓器油色譜分析可以來(lái)判斷變壓器內部是否存在故障。但是變壓器內部的熱源從哪而來(lái)?根據變壓器的工作原理,變壓器內發(fā)熱主要源自磁回路引起的發(fā)熱(鐵損)、電回路引起的發(fā)熱(銅損)、以及其他原因的發(fā)熱(附加損耗)
從下面這幾個(gè)方面分析故障原因及處理方法。
一,多種原因的發(fā)熱
除了以上磁回路和電回路故障會(huì )引起發(fā)熱外,外部散熱裝置非正常運行也會(huì )引起變壓器發(fā)熱。主要包括:
(1)風(fēng)扇工作不正常,導致主變壓器不能風(fēng)冷散熱,出現熱性故障。
(2)漏硅膠造成堵塞,使油循環(huán)不良,引起主變壓器高溫過(guò)熱。
(3)變壓器內部殘留的異物不僅可能造成繞組匝間短路,引起局部過(guò)熱,而且也可能在異物中形成環(huán)流,引起局部過(guò)熱。
二,變壓器電流回路發(fā)熱主要原因
1 引線(xiàn)故障
引線(xiàn)接頭(將軍帽)過(guò)熱也是多發(fā)性故障,例如,將軍帽螺扣配合不良,造成過(guò)熱。引線(xiàn)分流故障多發(fā)生在套管上,一方面電流較大,另一方面引線(xiàn)大多不是直順套管方向進(jìn)入導管,因此,未包任何絕緣的引線(xiàn)與導管接觸,造成分流,產(chǎn)生熱故障。 引線(xiàn)斷股也能引起熱故障,如某變壓器中性點(diǎn)套管內的引線(xiàn)有兩股燒斷、三股燒傷,其原因是檢修過(guò)程中,更新該中性點(diǎn)套管時(shí)引線(xiàn)(銅辮子)向上拉比較別勁,使引線(xiàn)外層半途繞白布帶脫落,裸辮子引線(xiàn)與套管內的銅管內壁相碰,發(fā)生分流、放電、過(guò)熱。
2 導線(xiàn)質(zhì)量不良
導線(xiàn)本身的質(zhì)量不良,也會(huì )導致過(guò)熱現象。其主要原因是某些導線(xiàn)的銅和銀的含量低于國家標準限額,另外,導線(xiàn)截面尺寸偏差不同,也會(huì )導致繞組直流電阻差異,使得繞組局部發(fā)熱
3分接開(kāi)關(guān)故障
在有載調壓變壓器中,在頻繁的調動(dòng)中會(huì )造成觸頭之間的機械磨損,電腐蝕和觸頭污染,電流的熱效應會(huì )使彈簧的彈性變弱,從而使動(dòng)、靜觸頭之間的接觸壓力下降。動(dòng)、靜觸頭壓力減小,會(huì )使觸頭之間接觸電阻增大,從而導致觸頭之間的發(fā)熱量增大。
4連接不緊
測試實(shí)踐表明,引線(xiàn)與套管導桿或分接開(kāi)關(guān)之間連接不緊,都可能導致連接處電阻過(guò)大,引起發(fā)熱。
三,變壓器磁路發(fā)熱的主要原因
1鐵芯多點(diǎn)接地
如果變壓器鐵芯不接地時(shí),高低壓繞組之間、低壓繞組與鐵芯之間、鐵芯與大地(變壓器油箱)之間都存在寄生電容。當變壓器鐵芯與變電站的接地系統可靠連接,鐵芯與大地之間的寄生電容電流就被短路,使鐵芯處于零位,這時(shí)在地線(xiàn)中流過(guò)帶電繞組對鐵芯的電容電流,對于三相變壓器來(lái)說(shuō),由于三相對稱(chēng),三相電壓對稱(chēng)所以三相繞組對鐵芯的電容電流之和幾乎等于零【2】。所以,變壓器鐵芯需要一點(diǎn)接地。當變壓器鐵芯或與其他金屬構件有兩點(diǎn)或或兩點(diǎn)以上接地時(shí),則接地點(diǎn)就會(huì )形成閉合回路,造成環(huán)流,該電流會(huì )引起局部過(guò)熱,導致油分解,還可能使接地片熔斷,或燒壞鐵芯,使變壓器不能繼續運行。
2變壓器漏磁
變壓器繞組中的磁通包括主磁通和漏磁通,無(wú)論主磁通還是漏磁通,可以分為軸向分量和徑向分量。軸向分量分布較簡(jiǎn)單,沿繞組高度變化較小。徑向分量沿繞組高度分布復雜,由它引起渦流損耗分布很不均勻,且隨變壓器容量變化而變化,不僅隨繞組的軸向高度變化,也隨繞組的徑向尺寸變化,其最大值出現在端部附近。由于變壓器的內繞組離鐵芯近,漏磁的徑向值高于外繞組。若變壓器繞組為低、中、高排列,則低壓繞組的徑向漏磁高。在大型變壓器中,由于漏磁密度高,所以產(chǎn)生的雜散損耗很大,有時(shí)可達數百千瓦,導致局部過(guò)熱現象。
四,變壓器內部發(fā)熱故障處理
1變壓器過(guò)熱故障的診斷
氣相色譜分析是診斷變壓器過(guò)熱故障的重要方法。實(shí)踐表明,在局部過(guò)熱的情況下,變壓器油中含有大量的CH4和C2H4,故障涉及固體絕緣時(shí),油中還含有大量的CO和CO2,基于此特性,可以用氣體圖像法和三比值法來(lái)判斷故障的性質(zhì)。診斷時(shí),將三比值法與四比值法【3】相結合,可區分過(guò)熱故障發(fā)生在磁回路還是電回路。此外,測量直流電阻可以對導電回路熱性故障做進(jìn)一步判斷。
2處理對策
根據引起過(guò)熱故障的不同原因采用不同的的處理對策。
(1)由于繞組結構等原因引起的低壓繞組過(guò)熱,易將變壓器的低壓繞組改為雙螺旋結構。
(2)正確連接引線(xiàn)和分接開(kāi)關(guān),上緊螺帽,避免松動(dòng)發(fā)熱。
(3)對冷卻器組管堵塞引起的過(guò)熱故障,應定期用壓縮空氣或水清洗冷卻管組。
(4)為防止漏磁引起的過(guò)熱故障,可在變壓器油箱內壁及繞組鋼托板上加裝磁屏蔽。
(5)為避免引線(xiàn)和套管銅管靠接后出現過(guò)熱,可采取以下措施:
a,不改變目前引線(xiàn)絕緣包扎方式,而只在每臺產(chǎn)品試裝時(shí),準確裁接引線(xiàn)電纜的長(cháng)度,做到引線(xiàn)長(cháng)度與套管準確裝配。
b,改變引線(xiàn)電纜的絕緣包扎方式,保持引線(xiàn)電纜絕緣的完整,不允許有絕緣松脫露銅的現象。
五,空載發(fā)熱
空載發(fā)熱是變壓器絕緣壞或變壓器輸入電壓高了,絕緣壞需要重繞線(xiàn)圈,輸入電壓高需要降低輸入電壓或增加線(xiàn)圈圈數如果電壓正常,帶上負荷發(fā)熱是負荷重了,減輕負荷可以降溫。無(wú)法減輕負荷,可以用風(fēng)扇降溫如果是小變壓器,原來(lái)是正常的,檢查整流裝置和負荷,可能有整流管、電容等短路,電流變大發(fā)熱。
六,國家標準(油浸變壓器)頂部油溫一般調整在85℃,如果超過(guò)85℃,要分析原因:
1、如果是因為室溫過(guò)高,負荷過(guò)重等慢慢上升,可以超過(guò)85℃繼續運行,但較高不能超過(guò)95℃(這時(shí)變壓器中心鐵芯或繞組是105℃,會(huì )嚴重損壞絕緣,縮短使用壽命或燒毀變壓器);
2、變壓器超過(guò)85℃運行時(shí),變壓器頂部油溫與室溫溫差不能超過(guò)55℃,如果超過(guò),可能是嚴重超負荷、電壓過(guò)低、電流過(guò)大、內部有故障等,繼續運行會(huì )嚴重損壞絕緣,縮短使用壽命或燒毀變壓器。
七,概述
變壓器內部故障原因主要有磁回路引起的發(fā)熱(鐵損)、電回路引起的發(fā)熱(銅損)以及其他原因的發(fā)熱(附加損耗),針對不同原因引起的發(fā)熱現象,應用氣相色譜分析和直流電阻法診斷變壓器發(fā)熱故障的性質(zhì),查找發(fā)熱的部位,采取相應的處理措施,就可以有效處理變壓器發(fā)熱故障,提高變壓器安全運行的可靠性。
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