變壓器故障的統(tǒng)計分析及預防方法

1.維修人員要求
    1.1認真觀察
    通過眼睛的觀察可以發(fā)現(xiàn)的異常現(xiàn)象有：破裂、斷線；變形（膨脹、收縮、彎曲）；松動；漏油、漏水、漏氣；污穢；腐蝕；磨損；變色（燒焦、硅膠變色、油變黑）；冒煙（產(chǎn)生火花）；有雜質(zhì)異物；不正常的動作等等。
    1.2耳聽鼻聞
    設備由于交流電的作用而產(chǎn)生振動并發(fā)出*的聲音，并呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。如果仔細傾聽這些聲音，并熟練掌握聲音變化的特點，就可以通過它的高低節(jié)奏，音色的變化，音量的強弱，是否伴有雜音等，來判斷設備是否運行正常。
    電氣設備的絕緣材料因過熱而產(chǎn)生的*的焦糊氣味，大多數(shù)的人都能嗅到，并能準確地辨別。值班人員在進入配電室檢查電氣設備時，如果聞到了設備過熱或絕緣材料燒焦而產(chǎn)生的氣味時，就應著手進行檢查，看看有沒有冒煙變色的地方，聽一聽有沒有放電閃絡的聲音，直到找出原因為止。聞氣味也是對電氣設備某些異常和缺陷比較靈敏的一種判別方法。
    1.3用手觸摸
    運行人員可用手觸摸被檢查的設備，來判斷設備的缺陷和異常。應該強調(diào)的是，用手觸試帶電的高壓設備是絕對禁止的。通過手摸，可以感覺出設備溫度的變化和振動，如變壓器的溫度變化，局部發(fā)熱；繼電器的發(fā)熱、振動等，都可以用觸摸法檢查出來　 　
   
    2.變壓器發(fā)生故障氣味、顏色異常診斷
    變壓器如果內(nèi)部出現(xiàn)故障或者變壓器內(nèi)各部件發(fā)生過熱現(xiàn)象時，將會引起變壓器油與器件等的氣味和顏色的變化，這些變化是需要大家在工作中關注的。下面總結(jié)了一些常見問題： 　
    　(1)套管接線端部緊固部分松動或引線頭線鼻子滑牙等，接觸面發(fā)生氧化嚴重，使接觸過熱，顏色變暗失去光澤，表面鍍層也遭破壞。
    　　(2)變壓器漏磁的斷磁能力不好及磁場分布不均，會引起渦流，造成變壓器油箱局部過熱，引起油漆變色。
    　　(3)防爆管的防爆膜破裂會引起水和潮氣進入變壓器內(nèi)，導致絕緣油乳化及變壓器的絕緣強度降低。
    　　(4)套管因為污損產(chǎn)生電暈、閃絡放電現(xiàn)象。套管閃絡放電會造成發(fā)熱導致老化，絕緣受損甚至引起爆炸，而且會產(chǎn)生臭氧味。
    　　(5)冷卻風扇、油泵燒毀會發(fā)出燒焦氣味。
    　　(6)另外，吸潮過度、墊圈損壞、進入油室的水量過多等原因會造成吸濕劑變色。
    　　以上所述僅能作為對變壓器故障的現(xiàn)場直觀的初步判斷，因為變壓器的故障不僅僅是某一方面的直觀反映，它涉及諸多因素，有時甚至會出現(xiàn)假象。因此，只有進行詳細測量和分析，才能準確可靠地找出故障原因，判明事故性質(zhì)，提出合理的處理辦法，使故障盡快得到消除。　　
   
    　 　
   
    　　(一）　變壓器故障的統(tǒng)計資料
   
    　　1．各類型變壓器的故障統(tǒng)計
   
    　　段、車間、工區(qū)把發(fā)生變壓器故障統(tǒng)計分類，記錄電力變壓器故障發(fā)生原因、故障分析 。
   
    　　2．　不同用戶的變壓器故障
   
    　　變壓器使用在鐵路不同的部門，故障率是不同的。為了分析變壓器發(fā)生故障的危險性，可將 用戶劃分為9個獨立類型：（1）自閉、（2）貫通、（3）車站動照、（4）行車信號機械室、（5）行車通訊機械室、（6）給供水、（7）醫(yī)療衛(wèi)生、（8）商業(yè)建筑；（9）居民生活照明。
   
    　　3．各種使用年限變壓器的故障
   
    　　按照變壓器設計人員的說法，在“理想狀況下"變壓器的使用壽命可達30～40年，很明 顯的是在實際中并非如此。故障時的變壓器、長期過載的變壓器、沖擊電流大的變壓器、然而故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示變壓器的使用壽命并非無法預測、這些數(shù)據(jù)可以用來確定對變壓器進行周期檢查與維修保養(yǎng)。
   
    　 　
   
    　　在鐵路供電中變壓器的使用壽命給予特別地關注，執(zhí)行定年輪換、定期維護檢修、定期巡視、特巡視檢查等制度。
   
    　 　
   
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    　　1.　雷擊
   
    　　雷電波看來比以往的研究要少，這是因為改變了對起因的分類方法?，F(xiàn)在，除非明確屬 于雷擊事故，一般的沖擊故障均被列為“線路涌流"。
   
    　　2．　線路涌流
   
    　　線路涌流（或稱線路干擾）在導致變壓器故障的所有因素中被列為第一。這一類中包括 合閘過電壓、電壓峰值、線路故障/閃絡以及其他輸配(T＆D)方面的異?，F(xiàn)象。這類起因在 變壓器故障中占有顯著比例的事實表明必須在沖擊保護或?qū)σ延袥_擊保護充分性的驗證方面 給與更多的關注。
   
    　　3．　工藝/制造不良
   
    　　在十幾年的工作分析總結(jié)中，僅有很小比例的故障歸咎于工藝或制造方面的缺陷。例如出 線端松動或無支撐、墊塊松動、焊接不良、鐵心絕緣不良、抗短路強度不足以及油箱中留有異物。
   
    　　4．　絕緣老化
   
    　　在過去的10年中在造成故障的起因中，絕緣老化列在第二位。由于絕緣老化的因素，變 壓器的平均壽命僅有17.8年，大大低于預期為35～40年的壽命！在1983年，發(fā)生故障時變壓 器的平均壽命為20年
   
    　　5．過載
   
    　　這一類包括了確定是由過負荷導致的故障，僅指那些長期處于超過銘牌功率工作狀態(tài)下的變壓器。過負荷經(jīng)常會發(fā)生在發(fā)電廠或用電部門持續(xù)緩慢提升負荷的情況下。最終造成變 壓器超負荷運行，過高的溫度導致了絕緣的過早老化。當變壓器的絕緣紙板老化后，紙強度 降低。因此，外部故障的沖擊力就可能導致絕緣破損，進而發(fā)生故障。
   
    　　6．　受潮
   
    　　受潮這一類別包括由洪水、管道滲漏、頂蓋滲漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及絕緣 油中存在水分。　
   
    7．　維護不良
   
    　　保養(yǎng)不夠被列為第四位導致變壓器故障的因素。這一類包括未裝控制其或裝的不正確、 冷卻劑泄漏、污垢淤積以及腐蝕。
   
    　　8．　破壞及故意損壞
   
    　　這一類通常確定為明顯的故意破壞行為。美國在過去的10年中沒有關于這方面變壓器故 障的報道。
   
    　　9．　連接松動
   
    　　連接松動也可以包括在維護不足一類中，但是有足夠的數(shù)據(jù)可將其獨立列出，因此與以 往的研究也有所不同。這一類包括了在電氣連接方面的制造工藝以及保養(yǎng)情況，其中的一個 問題就是不同性質(zhì)金屬之間不當?shù)呐浜希M管這種現(xiàn)象近幾年來有所減少。另一個問題就是 螺栓連接間的緊固不恰當。
   
    　?。ㄈ∽儔浩骶S護建議
   
    　　根據(jù)以上統(tǒng)計分析結(jié)果，用戶可制訂一個維護、檢查和試驗的計劃。這樣不但將顯著地 減少變壓器故障的發(fā)生以及不可預計的電力中斷，而且可大量節(jié)約經(jīng)費和時間。因為一旦發(fā) 生事故，不僅修理費用以及停工期的花費巨大，重繞線圈或重造一臺大型的電力變壓器更需 要6到12個月的時間。因而，一個包括以下建議的良好維護制度將有助于變壓器獲得最大的使用壽命。
   
    　　1．　安裝及運行
   
    　?。?）確保負荷在變壓器的設計允許范圍之內(nèi)。在油冷變壓器中需要仔細地監(jiān)視頂層油 溫。
   
    　　（2）變壓器的安裝地點應與其設計和建造的標準相適應。若置于戶外，確定該變壓器 適于戶外運行。
   
    　?。?）保護變壓器不受雷擊及外部損壞危險。
   
    　　2．　對油的檢驗
   
    　　變壓器油的介電強度隨著其中水分的增加而急劇下降。油中萬分之一的水分就可使其介電強度降低近一半。除小型配電變壓器外所有變壓器的油樣應經(jīng)常作擊穿試驗，以確保正確 地檢測水分并通過過濾將其去除。
   
    　　應進行油中故障氣體的分析。應用變壓器油中8種故障氣體在線監(jiān)測儀，連續(xù)測定隨著變壓器中故障的發(fā)展而溶解于油中氣體的含量，通過對氣體類別及含量的分析則可確定故障 的類型。每年都應作油的物理性能試驗以確定其絕緣性能，試驗包括介質(zhì)的擊穿強度、酸度、界面張力等等。
   
    　　3．經(jīng)常維護
   
    　?。?）保持瓷套管及絕緣子的清潔。
   
    　?。?）在油冷卻系統(tǒng)中，檢查散熱器有無滲漏、生銹、污垢淤積以及任何限制油自由流動的機械損傷。
   
    　?。?）保證電氣連接的緊固可靠。
   
    　　（4）定期檢查分接開關。并檢驗觸頭的緊固、灼傷、疤痕、轉(zhuǎn)動靈活性及接觸的定位。
   
    　?。?）每三年應對變壓器線圈、套管以及避雷器進行介損的檢測。
   
    　　（6）每年檢驗避雷器接地的可靠性。接地必須可靠，而引線應盡可能短。旱季應檢測 接地電阻，其值不應超過5Ω。
   
    　　（7）應考慮將在線檢測系統(tǒng)用于最關鍵的變壓器上。目前市場上有多種在線檢測系統(tǒng) ，結(jié)合“專家系統(tǒng)"診斷將無害情況與 危險事件加以區(qū)分，保證變壓器的安全運行。
   
    　　4　結(jié)束語
   
    　　變壓器是電網(wǎng)中的重要設備之一。雖配有避雷器、差動、接地等多重保護，但由于內(nèi)部 結(jié)構復雜、電場及熱場不均等諸多因素，事故率仍然很高。中國在70年代的10年中，110kV 及以上變壓器的年平均絕緣事故率約為17.66臺次，惡性事故和重大損失也時有發(fā)生。因此 借鑒國外經(jīng)驗，利用*在線監(jiān)測設備，加強狀態(tài)維護模式，以使電力供應更加安全可靠。