浅谈变压器安全运行的重要性.doc

高级技师论文

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2014-08-20

浅谈变压器安全运行的重要性
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引言：当今世界，无论是发达国家还是发展中国家，都不同程度受到变压器安全的困扰。变压器故障通常是伴随着电弧和放电以及剧烈燃烧而发生，随后电力设备即发生短路或其他故障，轻则机器停转，照明设备熄灭，重则引发火灾造成人员伤亡。因此确保变压器安全稳定运行受到了全世界的广泛关注。
变压器是一种静止的电气设备。它利用电磁感应原理，把输入的电压升高或降低为同频率的交流电压输出，以满足高压送电、低压配电及其他用途的需要现代的工业、农业及科研等部门，广泛采用电力作为能源。而在各种用电设备中，需要不同电压的电源。因此变压器被得到了广泛的应用。
我国目前是由水电站、火力发电站和核电站的发电机直接转化出来的。目前发电机所发出的最高电压为15.75kV，其中6.3kV和10.5kV电压最多。这样低的电压要输送到几百公里以外的地区是不可能的，电能将全部消耗在路上。所以想要将电能从电站输送出去，必须经过变压器将电压升高到38.5kV以上，再输送出去。高压电到供电区后，还要经过一次变电所和二次变电所，把电压降为6.3kV和10.5kV后，再把电能直接送到用户区，经过附近的配电降压器降压，以供工厂用电及照明用电。变压器在其他方面的应用也十分广泛。如：冶炼用的电炉变压器；点解和化工用的整流变压器；测量用的仪用变压器；焊接用的焊接变压器。
如今变压器伴随着现在工厂、大型高层建筑、商务中心、剧院、医院、宾馆、隧道、地铁、地下电站、试验室、车站、码头、机场等重要的场所，为众多的重要场所提供了足够的电力，保证了企业的正常运转等。所以说在现在生活中变压器变得越来越重要，已成为我们生活中不开或缺的一部分，一旦变压器出现跳闸、漏电、线路老化等故障时，就会严重的影响到我们的正常生活秩序，所以在变压器的使用期间一定要注意变压器的维护与保养，确保变压器的正常使用以及变压器的安全可靠。
某省会所在地的供电分公司，现运行的110～220 kV电压等级的主变压器共50台。1994～1995年两年内，发生110～220 kV电压等级的主变压器损坏7台次，其中6台次是因变压器低压侧外部短路引起的损坏，占总事故台数的85.7%。
变压器常见故障及分析：
1 异常响声 (1)音响较大而嘈杂时，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。 (2)音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。 (3)音响中夹有爆炸声，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。 (4)音响中夹有放电的"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。 (5)音响中夹有连续的、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。
2 温度异常 变压器在负荷和散热条件、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： ①变压器匝间、层间、股间短路； ②变压器铁芯局部短路； ③因漏磁或涡流引起油箱、箱盖等发热； ④长期过负荷运行，事故过负荷； ⑤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。
3 喷油爆炸 喷油爆炸的原因是变压器内部的故障短路电流和高温电弧使变压器油迅速老化，而继电保护装置又未能及时切断电源，使故障较长时间持续存在，使箱体内部压力持续增长，高压的油气从防爆管或箱体其它强度薄弱之处喷出形成事故。 (1)绝缘损坏：匝间短路等局部过热使绝缘损坏；变压器进水使绝缘受潮损坏；雷击等过电压使绝缘损坏等导致内部短路的基本因素。 (2)断线产生电弧：线组导线焊接不良、引线连接松动等因素在大电流冲击下可能造成断线，断点处产生高温电弧使油气化促使内部压力增高。 (3)调压分接开关故障：配电变压器高压绕组的调压段线圈是经分接开关连接在一起的，分接开关触头串接在高压绕组回路中，和绕组一起通过负荷电流和短路电流，如分接开关动静触头发热，跳火起弧，使调压段线圈短路。
4 严重漏油 变压器运行中漏油现象比较普遍，油位在规定的范围内，仍可继续运行或安排计划检修。但是变压器油渗漏严重，或连续从破损处不断外溢，以至于油位计已见不到油位，此时应立即将变压器停止运行，补漏和加油。 变压器油的油面过低，使套管引线和分接开关暴露于空气中，绝缘水平将大大降低，因此易引起击穿放电。引起变压器漏油的原因有：焊缝开裂或密封件失效；运行中受到震动；外力冲撞；油箱锈蚀严重而破损等。
5 套管闪络 变压器套管积垢，在大雾或小雨时造成污闪，使变压器高压侧单相接地或相间短路。变压器套管因外力冲撞或机械应力、热应力而破损也是引起闪络的因素。变压器箱盖上落异物，如大风将树枝吹落在箱盖时引起套管放电或相间短路。
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。
通过上述介绍，我们了解到变压器主要是将电网的高压电降低为可以直接使用的电压，给用电设备供电。如变压器内部发生过载或短路，绝缘材料或绝缘油就会因高温或电火花作用而分解，膨胀以至气化，使变压器内部压力急剧增加，可能引起变压器外壳爆炸，大量绝缘油喷出燃烧，油流又会进一步扩大火灾危险。
因此，变压器在运行中要注意以下几项：
(1)不能过载运行：长期过载运行，会引起线圈发热，使绝缘逐渐老化，造成短路。
(2)经常检验绝缘油质：油质应定期化验，不合格油应及时更换，或采取其它措施。
(3)防止变压器铁芯绝缘老化损坏，铁芯长期发热造成绝缘老化。
(4)防止因检修不慎破坏绝缘，如果发现擦破损伤，就及时处理。
(5)保证导线接触良好，接触不良产生局部过热。
(6)防止雷击，变压器会因击穿绝缘而烧毁。
(7)短路保护：变压器线圈或负载发生短路，如果保护系统失灵或保护定值过大，就可能烧毁变压器。为此要安装可靠的短路保护。
(8)保护良好的接地。
(9)通风和冷却：如果变压器线圈导线是A级绝缘，其绝缘体以纸和棉纱为主。温度每升高8℃其绝缘寿命要减少一半左右;变压器正常温度90℃以下运行，寿命约20年;若温度升至105℃，则寿命为7年。变压器运行，要保持良好的通风和冷却。
变压器不安全运行导致的人身伤亡时有发生，血的教训告诉我们要充分认识其重要性，坚持不懈地用上述注意事项注意用电安全。