以上对变压器的声音、温度、油位、外观及其他现象对配电变压器故障的判断,只能作为现场直观的初步判断。因为,变压器的内部故障不仅是单一方面的直观反映,它涉及诸多因素,有时甚至会出现假象。必要时必须进行变压器特性试验及综合分析,才能准确可靠地找出故障原因,判明事故性质,提出较完备的合理的处理方法。
6.1变压器常见故障
配变在送电和运行中,常见的故障和异常现象有:
(1)变压器在经过停运后送电或试送电时,往往发现电压不正常,如两相高一相低或指示为零;有的新投运变压器三相电压都很高,使部分用电设备因电压过高而烧毁;
(2)高压保险丝熔断送不上电;
(3)雷雨过后变压器送不上电;
(4)变压器声音不正常,如发出“吱吱”或“霹啪”响声;在运行中发出如青蛙“唧哇唧哇”的叫声等;
(5)高压接线柱烧坏,高压套管有严重破损和闪络痕迹;
(6)在正常冷却情况下,变压器温度失常并且不断上升;
(7)油色变化过甚,油内出现炭质;
(8)变压器发出吼叫声,从安全气道、储油柜向外喷油,油箱及散热管变形、漏油、渗油等。
6.2变压器故障分析
6.2.1从变压器的声音判断故障
(1)缺相时的响声
当变压器发生缺相时,若第二相不通,送上第二相仍无声,送上第三相时才有响声;如果第三相不通,响声不发生变化,和二相时一样。发生缺相的原因大致有三方面:①电源缺一相电;②变压器高压保险丝熔断一相;③变压器由于运输不慎,加上高压引线较细,造成振动断线(但未接壳)。
(2)调压分接开关不到位或接触不良
当变压器投入运行时,若分接开关不到位,将发出较大的“啾啾”响声,严重时造成高压熔丝熔断;如果分接开关接触不良,就会产生轻微的“吱吱”火花放电声,一旦负荷加大,就有可能烧坏分接开关的触头。遇到这种情况,要及时停电修理。
(3)掉入异物和穿心螺杆松动
当变压器夹紧铁心的穿心螺杆松动,铁心上遗留有螺帽零件或变压器中掉入小金属物件时,变压器将发出“叮叮当当”的敲击声或“呼…呼…”的吹风声以及“吱啦吱啦”的像磁铁吸动小垫片的响声,而变压器的电压、电流和温度却正常。这类情况一般不影响变压器的正常运行,可等到停电时进行处理。
(4)变压器高压套管脏污和裂损
当变压器的高压套管脏污,表面釉质脱落或裂损时,会发生表面闪络,听到“嘶嘶”或“哧哧”的响声,晚上可以看到火花。
(5)变压器的铁心接地断线
当变压器的铁心接地断线时,变压器将产生“哔剥哔剥”的轻微放电声。
(6)内部放电
送电时听到“噼啪噼啦”的清脆击铁声,则是导电引线通过空气对变压器外壳的放电声;如果听到通过液体沉闷的“噼啪”声,则是导体通过变压器油面对外壳的放电声。如属绝缘距离不够,则应停电吊心检查,加强绝缘或增设绝缘隔板。
(7)外部线路断线或短路
当线路在导线的连接处或T接处发生断线,在刮风时时接时断,接触时发生弧光或火花,这时变压器就发出像青蛙的“唧哇唧哇”的叫声;当低压线路发生接地或出现短路事故时,变压器就发出“轰轰”的声音;如果短路点较近,变压器将发出像老虎的吼叫声。
(8)变压器过负荷
当变压器过负荷严重时,就发出低沉的如重载飞机的“嗡嗡”声。
(9)电压过高
当电源电压过高时,会使变压器过励磁,响声增大且尖锐。
(10)绕组发生短路
当变压器绕组发生层间或匝间短路而烧坏时,变压器会发出“咕嘟咕嘟”的开水沸腾声。
变压器发生的异常响声因素很多,故障部位也不尽相同,只有不断地积累经验,才能作出准确判断。
额定电压、额定电压比、额定容量、额定电流
调压范围
为了调整所需要的电压,变压器的绕组要具有分接抽头以改变电压比。其中主接是与额定电压额定电流和额定容量相对应的分接;分接因数是某一分接时的匝数与主分接匝数之比;分接级是以百分数表示的分接因数之差;分接范围是最大最小分接因数的范围。
空载电流与空载损耗
当二次绕组开路,一次绕组施加额定电压时一次绕组中流通的电流称空载电流;空载电流分为有功分量和无功分量,有功分量是损耗电流,汲取的有功功率称为空载损耗,主要与铁芯材质的单位损耗有关。
阻抗电压与负载损耗
当二次绕组短接,一次绕组流通额定电压而施加的电压成为阻抗电压,在一次绕组中流通的额定电流汲取的有功功率称为负载损耗。
温升
变压器的温升,对于空气冷却变压器指测量部分的温度与冷却空气温度之差;对于水冷却变压器是指测量部分的温度与冷却器入口处水温之差;
冷却方式
变压器的冷却方式由冷却介质种类及其循环种类表示。
介质:水 空气 油
循环种类:自然循环 强迫循环 强迫导向油循环
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绝缘水平
变压器的绝缘水平也称为绝缘强度,由设备的最高电压决定的耐受的电压值。包括雷电冲击耐受电压、操作冲击耐受电压及工频耐受电压
在价格和重量方面单相一般为三相的85%左右,除非运输条件限制,一般尽量采用三相;
高压配电装置
高压配电室主要负责高压用电设备的提供高压电源,以及设备区和值班室提供照明电源,作为配电所传送和输出电源的高压配电柜,就显得尤为重要。目前,高压配电室使用设备厂家比较多,产品各式各样,但目前使用较多的是户内中置式交流金属铠装封闭开关设备。
(五) 总体的安全设计思路
除了对应的安全措施以外,宏观控制也不可缺少,包括
1:规范设备的使用规程,严格遵照规程使用,使用前先检查。
2:对设备使用规范制定奖惩规则。
3:对于已经发现有缺陷的设备应该停止使用并检修。
4:对于发生故障的设备应该立即停止使用并进行维修或更换。
5:在条件允许的情况下,设备尽可能更新好一些的。
6:设备发生故障伴随事故发生时,优先人员的救助。
7:根据设备规格特性制定相应的维护表,要求专业人员定时对设备进行检修,保持设备处于最佳状态,减少故障率。
(六) 需要施加的防护以及安全设计
水轮机
应对于常见故障,现有如下措施:
按时对水轮机降温,或者改进降温系统,以达到防治故障的目的。
按规定作业,及时对设备进行维护检查,避免疲劳使用,发生故障。
机组过速时,应监视过速保护装置能否正常动作,若过速保护拒动或动作不正常,应手动紧急停机,同时关闭水轮机总阀。
巴氏合金的温度升高的安全措施;及时补充更新润滑油,同时为尽可能减少轴承摆度。
水轮发电机
做好设备维护检修,避免故障。
注意接地保护,系统振荡时,禁止将“DT”切手动。
检查自动励磁装置投入正常,提高U,可增加发电机静态稳定能力。
如频率表及转速表指示升高,应用开度限制限制机组有功出力并在不致使低周减载装置动作的情况下,尽量降低频率。
如因发电机失磁造成发电机本身强烈振荡失去同期时,应不待调度命令,立即将该机组与系统解列。
(七) 总结
水电站机电设备维修管理工作必须从基础做起,强化意识、转变观念,努力提高机电设备的安全可靠性,以保证水电站的长效发展。安全责任重于泰山,站加强安全领导,制定和健全各项安全管理规章制度,将安全工作做细、做严。电厂将每周五定为周“安全日”,对电厂各部位进行安全巡视,检查,监督,将安全工作做到防范于未然,对不到位之处限期整改,及时制定安全隐患整改方案,将隐患消除于萌芽状态。同时严格按照规定对在运行设备进行维护维修,严格执行规范操作,一定能够大大减少故障发生,同时减少事故发生,为安全生产提供保障。