变压器故障分析及事故处理.doc

变压器故障分析及事故处理 摘 要变压器是变电站电力系统中最重要的电气设备之一，承担着电力分配、运输及输出电压变换等重要职能。变压器的安全可靠性是保障电力系统可靠运行的必备条件，本文针对变电站变压器运行中的常见故障进行分析，提出防范和处理，确保电力系统的安全高效运行。 关键词变压器 故障 处理 中图分类号：P426.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0023-01 引言 随着电力系统规模的扩大，变压器单机容量随之增大，变压器发生故障对电力系统的影响扩大，对国民经济造成的损失也愈来愈大。近年来国产大型变压器的事故情况呈逐年下降的趋势，但就统计数据来看，主要是110kV、220kV和500kV级变压器发生损坏、出现事故概率比较大。如何在变电设备出现故障或者异常后，以最快的速度正确处理，将事故根源切除，避免事故扩大，同时又保证设备的安全运行，确保用户能够正常用电，是当务之急。 一、变电站变压器概述 变压器是变电站电力系统中最关键的电气设备之一，它的正常运行是对发电厂电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。变压器的作用是将发电机端的电压升高以后再输送出去，以此来保证电压的平稳过渡运行。因此，必须最大限度地防止和减少主变故障和事故的发生。但变压器在长期运行中，故障和事故不可避免。变压器一旦发生故障，不仅会减少和中断对部分用户的供电，威胁电网供电的安全可靠性，还可能会造成电力事故。在变压器发生事故时，应及时、准确、快速的进行故障处理，杜绝事故或避免事故的扩大。 二、常见变压器故障及原因 （一）绝缘故障 变压器的绝缘故障一般分为四类：（1）绕组绝缘故障，指主绝缘、匝间绝缘、段间绝缘、引线绝缘以及端部绝缘等放电、烧损引起的绝缘故障。（2）套管绝缘故障，指套管内部绝缘放电引起绝缘损坏或瓷套爆炸，还包括套管外绝缘的沿面放电和空气间隙的击穿。（3）分接开关绝缘故障。主要是指由于切换开关油室内油的绝缘强度严重下降，在切换分接时不能灭弧，引起有载分接开关烧毁。（4）铁芯绝缘故障，指铁芯的硅钢片对地绝缘损坏，引起铁心多点接地，或铁芯的框架连接点间的绝缘损坏，产生环流引起局部过热故障。 导致绝缘故障的原因有以下几类：（1）绝缘老化。变压器由于油道堵塞，匝绝缘局部过热，引起在正常工作电压下的匝绝缘事故，这类过热事故采用定期进行油中气体色谱分析能提前发现征兆。（2）油流带电。对于强油循环的电力变压器，在油泵开动的情况下，油流和固体绝缘摩擦产生静电，这叫油流起电。油流放电时在油中产生间歇性的电火花，持续的油流放电将引起油中出现C2H2，此时应视为一种故障。（3）受潮。运行中变压器内部的水分是运动的，不停地迁移和聚集，在高电场区域聚集一定水分之后，在正常工作电压下产生放电而损坏绝缘。 （二）短路故障 一般而言，变压器出口短路的类型主要有如下几种，即单相接地、两相接地短路，两相短路，三相短路等。据相关统计资料显示，在中性点的接地系统中，单相接地短路故障所占比例最大，其次是两相接地短路，三相短路故障最少，但电流值最大。变压器一旦发生短路故障，强大的短路电流会导致变压器绝缘材料受热损坏，而由此产生的电磁力将是正常状态的上百倍，从而使得线圈、紧固件、铁芯等都受到很大的冲击力，具体表现为：线圈发热向外膨胀变形，甚至烧毁发生火灾或爆炸；线圈上下串动；油道松动；铁芯变形、松动，冲片之间接缝变大，呈现鼓肚现象；端部绝缘破裂；铜铝接头断裂，焊缝断裂等。 变压器短路故障原因错综复杂，主要包括：（1）设计缺陷，如基于变压器静态理论设计而选用的电磁线，与实际运行时作用在电磁线上的应力差异较大；抗短路能力计算时没有考虑温度的影响等。（2）换位导线选材质量得不到保证。采用了抗机械强度差的普通材料，出现严重变形、散股、露铜现象。（3）绕组线匝或导线之间未固化处理，抗短路能力差。早期经浸漆处理的绕组无损坏。（4）作用在各绕组或各档预紧力不均匀，短路冲击时造成线饼的跳动，致使作用在电磁线上的弯应力过大而发生变形。（5）变压器制造中匝间绝缘存在缺陷，局部电场强度过大。 （三）套管闪络及渗漏油 变压器主要由由铁心、绕组、器身绝缘、油箱和套管等组部件构成。变压器绕组的引线是依靠套管引出箱外的， 套管起到对油箱的绝缘、固定和将电流输送到箱外的作用，它需适应外界各类环境条件，并要有一定的机械强度，是变压器中一个主要部件。套管表面脏污吸收水分后，会使绝缘电阻降低，其后果是容易发生闪络，造成跳闸。同时，闪络也会损坏套管表面。脏污吸收水分后，导电性提高，不仅引起表面闪络，还可能因泄漏电流增加，使绝缘套管发热并造成瓷质损坏，甚至击穿；套管胶垫密封失效，油纸电容式套管顶部密封不良，可能导致进水使绝缘击穿，下部密封不良使套管渗油，导致油面下降。 套管故障的原因有：套管本身结构不合理，且存在缺陷。套管局部渗漏油，绝缘油不合格，套管进水造成轻度受潮；套管中部法兰筒上接地小套管松动断线；接地小套管故障，使套管束屏产生悬浮电位，发生局部放电；套管油标管脏污，看不清油位，在每年预试取油样后形成亏油等。 三、常见变压器事故处理 （一）变压器自动跳闸处理 变压器跳闸原因可能是：变压器内部故障；与变压器有关的设备故障引起的，如差动保护范围内的电流互感器、断路器、隔离开关、连接线等故障；送出线路故障，保护或断路器拒动等引起的越级跳闸；继电保护误动作，人员误碰或误操动等。在变压器跳闸时，要根据跳闸时的继电保护动作和事故当时的外部现象判断故障原因。在变压器内部出现故障时不得强送电。一般处理程序是：（1）当变压器各侧断路器自动跳闸后，将跳闸断路器的控制开关操作至跳闸后的位置，并迅速投入备用变压器，调整运行方式和负荷分配，维持运行系统及其设备处于正常状态；（2）检查保护动作及动作是否正确；（3）了解系统有无故障及故障性质；（4）若属以下情况：人为误碰保护使断路器跳闸；保护明显误动作跳闸；变压器仅低压过流或限时过流保护动作，同时跳闸变压器下一级设备故障而其保护却未动作，且故障已切除。经领导同意，可不经检查试送电，但试送电只允许一次；（6）如属差动、重瓦斯或电流速断等主保护动作，故障时有冲击现象，则需对变压器及其系统进行详细检查，停电并测量绝缘。在未查清原因之前，禁止将变压器投入运行。 （二）变压器着火处理 变压器着火也是一种危险事故，因变压器有许多可燃物质，处理不及时可能发生爆炸或使火灾扩大。变压器着火事故类型有两种：其一，油浸式变压器着火事故。油浸式变压器因制造水平和绝缘老化引起变压器内部故障会导致变压器着火。其二，干式变压器着火事故。干式变压器冷却系统故障后长时间运行在高负荷工况下，引起变压器引线过流发热导致变压器着火。变压器着火，应迅速作出如下处理：（1）断开变压器各侧断路器，切断各侧电源，并迅速投入备用变压器，恢复供电；（2）停止冷却装置运行；（3）主变压器及高厂变着火时，应先解列发电机；（4）若油在变压器顶盖上燃烧时，应打开下部事故放油门放油至适当位置。若变压器内部着火时，则不能放油，以防变压器发生爆炸；（5）迅速用灭火装置灭火。 四、结束语 变压器作为电站运行的主要设备之一，关系到电力系统的正常运行。变电器运行事故不仅引起系统或局部停电，影响人们的正常生活，还可能会引起巨大的经济损失。因此在处理电力变压器故障时，一定要以变压器的构造特征及常见故障特征