基于检修试验变压器故障的处理方法.pdf

电工文摘设备检修 基于检修试验变压器故障 的处理方法 宋毕波 ( 湖北省电力建设第二工程公司) 摘要：变压器作为电力传输的核心，保证其使用的稳定性具有重要意义，变压器试验是为了在检修时确 定变压器是否存在故障。本文结合小水电站变压器运行状态，分析了基于检修试验的变压器故障处理方法， 保障水电站生产调度的稳定性。 关键词：水电站；变压器：检修试验；故障处理 0 引言 水力发电是我国电能生产的主要方式，小水电站发 电能够满足区域用电供应需求，推动了电能资源的可持 续利用。变压器是水电站建设中的主控设备，负责电能 高低压交互传输，而变压器故障对水电站日常作业调度 具有不利的影响。故障是影响变压器功能的主要因素， 发电站内人员需制定完整的变压器检修与处理模式。基 于电力检修制度改革趋势下，将检修试验应用于变压器 故障处理，可实现变压器设备性能的最优化。 降压 市电弋 委1 J 1变压器工作原理 变压器由铁心( 或磁心) 和线圈组成，线圈有两个 或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其 余的绕组叫次级线圈。变压器是变换交流电压、交变电 流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁心( 或 磁心) 中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压( 或 电流) 。变压器是电力系统运行不可缺少的一部分，其 采用多种元件实现了电能升降压处理，如图1 所示，避 免了电力调控失误引起的诸多问题。 图1 变压器原理 2 变压器主要检修试验方法 随着变压器产品性能的优化改进，水电站内发电规 模及产量逐渐提升，加快了变压器结构性能的优化升级。 与此同时，小水电站承载的发电任务越来越重，变压器 面临的运行荷载越来越大，导致其故障率明显上升，对 水力发电运行是极为不利的。为了更好地调控变压器， D G W Z 2 0 16 4 4 2 必须重视故障分析及检修工作，从多个方面采取针对性 的故障处理方案。根据现有的变压器检修试验方法，其 试验内容如下。 2 1 直流电阻测量 对变压器直流电阻大小进行检测，掌握变压器内部 电流运行状况，增强整个线路运行的安全指数，从而提 万方数据 电工文摘设备检修 高变压器结构层的控制力，这些都是现阶段故障检验中 不可缺少的。通过对测量结果的分析，可对变压器故障 位置进行定位搜索，找出变压器故障所处的详细位置， 为检修人员处理提供可靠的依据。 变压器直流电阻测量按J B T 5 0 a 一1 9 9 1 标准有两种 测量方法，电桥法和伏、安法( 变压器直流电阻测试仪) 。 本次试验中，选用仪器的精度控制有严格要求，采用0 2 级以上精度的电阻测试仪，按照变压器承载容量情况进 行控制，采用电流档测量相关的电流阻值，这些都是提 高电流测试标准的关键措施。实际测试过程中，按照中 性点结构进行绕组分析，保持电阻结构层次控制的稳定 性，以及实际测试后所得数据的精确性，确保测量线电 阻值符合预定标准。实际测试中，要关注变压器直流电 阻结果的分析，在温度相同的条件下进行测试，按照公 式结构进行综合换算，主要包括 R 2 = - R 1 ( n 也) ( n n )( 1 ) 式中，R hR z 分别为温度在1 、2 时的电阻值；丁为计 算用常数，铜导线取2 3 5 ，铝导线取2 2 5 。 2 2 变比测量 按照电力行业设定的标准，变压器在组装与制作过 程中要控制变比参数，确保变压器运行阶段按照预期标 准调控，这是实现变压器稳定运行的关键措施。本次变 比测量过程中，实现进行线路连接及参数调试，再按照 变比测量要求进行参数设定，最后完成相应的参数调试， 根据结果选择合适的参数比例。其中，按照并联线圈、 并联线段的匝数情况分析线路控制的可控制性。 对于变比的测试，可选用双电压表进行测试，具体 步骤：由高压侧输入准确的幅值，对高低压参数进行测 定，详细计算出变比K = U 1 U 2 与标准变比的偏差。变压 器连接组标号测量可选择三相电源，同时对幅值进行适 当的调整与测试。高低压控制过程中，需要结合线路结 构进行连接，测定整个端子之间的连接模式，以矢量图 为标准进行变比测量的分析。试验时应注意接线是否正 确，接触是否良好。 2 3 绝缘性能测试 1 ) 绝缘电阻、吸收比及极化指数的测量是评价电器 设备绝缘质量的方法之一。由于绝缘电阻测量只需兆欧 表就可以进行。而且是一种非破坏性试验，在现场使用 十分方便。所以电器设备的绝缘电阻测量在制造、安装、 运行时的预防性试验中广泛使用。如果能定期进行测量 并长期积累数据观察变化倾向，非常有助于对绝缘状况 作出正确的分析和判断。 2 ) 介质损耗因数测量。当外施电压为交流电压时， 绝缘中的视在功率矾由两部分组成，有功部分P 和无功 部分Q ，其比值称为介质损耗因数，即t a n S = P Q 。试验 仪现在皆采用数字式交流电桥，测量精度误差小于1 。 当绝缘介质工艺处理良好时，外施电压与t a n 8 之间的关 系近似一水平直线。当绝缘老化时，绝缘介质的t a n 8 反 而比良好绝缘时要小，但t a n s 增长的电压较低，即t a n 8 曲线在较低电压下即向上弯曲，另外，老化的绝缘比较 容易吸潮，一旦吸潮，t a l 谚就会随电压上升迅速增大。 2 4 绝缘强度试验 为了保证变压器符合安全可靠运行的要求，除变压 器的绝缘性能，还要维持绝缘强度试验的稳定性，及时 发现绝缘性能存在的问题。例如，按照国家规定的电气 功能标准，对变压器运行速率进行综合控制，提高变压 器结构运行的稳定性，综合提高绕组及绕组之间的绝缘 性能。试验过程中，可以保持变压器绝缘性能的稳定性， 从分级绝缘变压器角度进行有效控制，实现变压器内外 元件的稳定性。 试验中，要对耐压强度进行调整，若遇到电压值下 降过大、电流指标等异常情况时，需及时优化试验操作 流程；若不存在上述异常情况，则可判定试验结果合格， 符合变压器运行指标的要求，例如：轻微放电声等，这 些都需重新进行二次试验，确定符合指标后重新执行调 控。绝缘性能是变压器安全运行的保障，只有维持足够 的绝缘强度，才能提高系统的安全指数，降低变压器运 行的故障率，维持整体绝缘性能的可操控性。 2 5 试验结论 检修试验是服务于故障处理的有效方式，按照检修 要求制定测量方法是很有必要的。当所有测量步骤完成 之后，对变压器故障进行综合判断，提高了设备检修制 度运行的标准化水平，大大减小了电工人员的操作难度。 3 基于试验的故障处理方法 油浸式电力变压器在小水电站建设中得到普及应用， 这种变压器具备比较灵活的可调度性能，同时按照站内 操控要求实施一体化作业。为了避免故障对小水电站变 压器造成的危害，电工人员要制定完整的变压器检修方 案，适当采用信息科技辅助故障检修工作，如图2 所示。 基于检修试验结果，针对不同故障实施可行性的检修方 式，提升变压器在站内调度中的应用功能。 D G Z 2 0 16 4 4 3 万方数据 电工文摘设备检修 图2 变压器故障的信息化处理 1 ) 绕组故障。主要有匝间短路、绕组接地、相间短 路，断线及接头开焊等，这类故障会破坏变压器内线路 运行的畅通性，处理不及时可造成线路烧毁、短路等问 题。处理绕组故障需弄清每一条线路的链接情况，结合 万用表测量电压情况，对电压丢失线路重点拆装、检查； 重新连接或更换线路以保持接地正常，焊接好开关接头 以防短路。 2 ) 渗漏故障。渗漏是变压器常见故障之一，对变压 器性能造成较大的危害性，且容易影响到变压系统运行。 一般来说，变压器运行渗漏故障状态下，油位控制不到位， 且破损范围越来越大，导致系统运行失去稳定性。针对 这一故障，要及时安排补油、填补等处理方式。对于渗 漏较大的位置，可及时进行焊接处理，检查焊缝开裂处 的密封性，防止变压运行中的控制失效，增强变压器的 绝缘性能。 3 ) 开关故障。常见的故障有分接开关接触不良或位 置不准，触头表面熔化与灼伤及相间触头放电或各分接 头放电。开关是调节变压器运行状态的主控装置，保持 开关设备正常状态是决定变压器性能的关键。电工人员 处理开关故障要做好详细的检查工作，判断是否由于开 关接触不当造成的故障，可选择重新安装开关或换用新 开关装置解决此故障。 4 ) 雷击故障。雷电的电位过高导致变压器外部过电 压，过电压所引起的变压器损坏大多是绕组主绝缘击穿， 这是变压器故障的主要原因。雷击是自然界不可避免的 现象，也是水电站变压器运行突发性故障之一，具有不 可预测性。遭遇雷击故障之后，检修人员需及时查看变 压器工作状态，对接线、绝缘、开关等问题及时处理。 5 ) 其他故障。除了上述故障外，还有一些比较常见 的故障也要及时处理，全面保持变压器运行水平的稳定 D G W Z 2 0 16 4 4 4 性。例如，铁心的故障大部分原因是铁心柱的穿心螺杆 或铁心的夹紧螺杆的绝缘损坏而引起的，技术人员要结 合故障实况，调整铁心、套管的工作状态。 4 变压器故障维护措施 近年来水电站工程建设实现了多方面改造，变压器 作为水电站的主控设备之一，其要做好1 3 常检修与维护 工作。首先，防止变压器过载运行：如果长期过载运行， 会引起线圈发热，使绝缘逐渐老化，匣间短路、相间短 路或对地短路及油的分解；其次，防止变压器铁心绝缘 老化损坏：铁心绝缘老化或夹紧螺栓套管损坏，会使铁 心产生很大的涡流，铁心长期发热造成绝缘老化；最后， 防止检修不慎破坏绝缘：变压器检修吊心时，应注意保 护线圈或绝缘套管，如果发现有擦破损伤，应及时处理。 5 结束语 水力发电是我国电力行业长期采用的生产模式，对 维持国内供电生产运行形成了主要保障体系，每年向各 个行业输送了大量的电能资源。针对水电站变压器运行 存在的故障风险，技术人员要做好充分的检修工作，及 时处理变压器故障潜在的风险隐患，有效保障变压器故 障处理的实效性，维持站内发电作业的有序性。 参考文献： 【1 】郭创新，高振兴，张健，刘桂伶，毕建权油浸式电力 变压器状态评估模型及方法【J 】控制工程2 0 1 1 ( 0 6 ) 【2 】程峻，王宇，余轩，毛志强电力变压器运行状态综合 评判指标的权重确定【J 】中国电力2 0 11 ( 0 4 ) ( 收稿日期：2 0 1 6 0 6 0 8 ) 万方数据