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摘要:配电变压器是常见的和通用的电器设备,对保障工农业生产和城乡居民日常生活用电发具有极其重要的作用。近年来,随着社会经济的快速和人们生活水平的不断提高,对电力能源的需求量也在不断增加,对电力能源的依赖性也更加强烈,对电力能源的供应也提出了更高的要求。配电变压器作为电力能源供应的关键性设备,只有安全正常运行,才能够为用户提供安全稳定的电力供应。为此本文对配电变压器运行及故障检修进行研究,通过对配电变压器运行过程、故障产生的原因及检修技术进行分析,并提出相应的对策措施,旨在为配电变压器的运行维护提供借鉴。
关键词:配电变压器;运行;故障检修;技术措施
1 引言
电力行业中,配电变压器通常指运行在配电网中电压等级为10-35kv、容量在6300kva及以下的直接向终端用户供电的电力变压器,是电力能源输送的重要中间环节,配电变压器的正常运行与否,对日常生产生活都具有直接的影响[1]。近年来,随着用电负荷和用电密度的快速增加,投入使用的配电变压器数量也在不断增加,因此,加强对配电变压器运行的日常管理维护、强化故障检修措施,对于保障配电变压器的正常运行,具有重要意义。
2 配电变压器的安全运行与管理
2.1 正确识别配电变压器型号
(1)变压器型号。配电变压器型号由字母和数字构成,如型号S9-160/10表示三项油浸自冷式、双绕组无励磁调压、额定容量160kva、高压侧绕组额定电压10KV的配电变压器;型号SFZ-10000/110则表示三项自然循环风冷有载调压、额定容量10000kva、高压侧绕组额定电压110kv的配电变压器等等。
(2)绕组连结组标号。配电变压器的同侧绕组是按照一定的联结方式进行联结的,联结方式有星形、三角形和曲折形,分别用大写英文字母Y、D、Z表示高压侧,小写英文字母y、d、z表示中、低压侧绕组联结方式。星形联结是将各相线圈的一端联结形成一个公共点(中性点),再将其接入接线端子线端上;三角形联结则是将三个相的线圈互相串联后形成一个闭合回路(中性点),再由串联处接至相应的线端。如果有中性点引出时,分别用大写英文字母YN和ZN表示高压侧,小写英文字母yn和zn表示中低压侧。在实际应用中,按照变压器高压、中低及低压绕组联结顺序形成组合即成为绕组的联结组,如变压器的高压侧联结方式为D、低压侧的联结方式yn,绕组的联结方式则为Dyn[2]
正确识别配电变压器型号和绕组联结组标号,对于配电变压器的安全运行与维护具有重要意义。
2.2 配电变压器的运行维护
(1)建立日常巡检责任制。对配电变压器要建立日常巡检制度,每台配电变压器都要落实责任人,定期进行巡检并认真填写巡检记录,并将日常巡检纳入岗位考核和绩效管理,定期检查和不定期抽查,发现问题要及时纠正,保证巡检责任制落实到位。
(2)巡检方法。日常在配电变压器巡检过程中,巡检人员要注意做到:
第一,观察。对配电变压器表面现象进行觀察并发现问题,主要包括:
其一,油位观察。如果油位过高,运行带负荷后油的温度会不断上升,油受热膨胀后可能导致油从变压器油枕顶部的呼吸器连管处溢出,极易引发火灾事故。如果油位过低,对变压器起不到应有的绝缘和冷却作用,轻者会对配电变压器的正常运行造成不良影响,严重时会导致变压器过热烧坏。
其二,油位计、盖板、套管、排油阀观察。主要观察密封部位是否处于良好状态、有无渗油漏油等现象,因为一旦密封不好渗漏油,变压器运行后在受热状态下,渗油漏油现象会更严重[3]。
其三,接地观察。观察变压器的外壳接地是否牢固并处于有效状态,因为配电变压器的外壳接地状态不仅关系到变压器的运行安全,同时也是对运行维护人员的有效保护。
其四,变压器一次、二次出线观察。认真细致观察配电变压器一、二次出线套管以及与倒显得连接是否处于良好状态,相色是否正确无误。
第二,检测。主要是对变压器的电阻进行检测,包括:
其一,绝缘电阻检测。使用1000-2500V兆欧表对变压器一、二次绕组的对地绝缘电阻和绕组间的绝缘电阻进行测量,所测电阻值应与表1的数值相匹配,表中电阻为最低值,如果实测值低于表1值,说明绝缘可能出现了问题,需要做进一步排查。
其二,直流电阻监测。对配电变压器所有分接位置直流电阻进行测量,保证各分接点处于良好接触状态,每相直流电阻相互间的差异值应小于平均值的4%,线间的直流电阻相互间的差异应小于平均值的2%[4]。
其三,电压平衡检测。配电变压器空载投入运行之后,必须对配电变压器二次侧电压平衡状态进行检测,如果平衡表明变压器处于正常状态,如果不平衡则表明有匝间短路现象存在。
第三,听声音。对配电变压器运行过程中产生的各种声音作出正确判断,是保障变压器安全运行的必要前提,不同声音预示着可能发生不同的故障,因此必须注意区分。
其一,“啾啾”的声音。配电变压器投入运行后,电磁所产生的声音应不存在任何异常,如果电磁发出较大的“啾啾啾”的声音,有时可能伴随高压熔断器熔丝被烧断,是分接开关不到位所造成的,应采取停电措施将分接开关重合到位以消除故障。
其二,“嗡嗡”的声音。配电变压器在正常运行时会发出清晰的“嗡嗡”声,如果这种“嗡嗡”的声音比正常状态下的声音大且沉闷,但是没有杂音的存在,表示变压器在超负荷运行,应及时调整负荷或更换大容量变压器。
其三,“吱…吱…”的声音。配电变压器内部若发出间断性的“吱…吱…”声,而声音时间比较短促且间隔时间长短不一,通常为变压器内部放电所导致;如果外部的接线套管表面不清洁、裂纹或破损,也会发出这种“吱…吱…”的声音,应及时采取相应措施予以维护。 其四,“咯咯…咯咯”的声音。配电变压器通常会产生“咯咯…咯咯”的噪声,产生这种声音的原因主要是电源电压过高,应立刻对电压进行调整。
其五,“叮当或呼…呼…”的声音。如果配电变压器内部发出类似金属撞击的“叮当”声音或者是一种“呼…呼…”的声音,但是油的颜色、温度、油位都处于正常状态,表明变压器内部有部件松动,应立即停止运行并检修。
其六,“嘟噜、嘟噜”的声音。如果变压器内部发出“嘟噜、嘟噜”的类似水沸腾的声音,表明变压器绕组或铁芯发生短路,使短路部位严重过热导致配电变压器油沸腾而发出的声音,此时应立即停止配电变压器的运行并检修。
3 配电变压器常见故障及检修技术
3.1 配电变压器常见故障
配电变压器的常见故障主要有:三项负荷不平衡、季节性超负荷、接地不良、渗油漏油等,因此在日常运行维护中要注重对变压器进行观察、检测和听声音,注重对不同故障现象的识别并及时检修,保证配电变压器的正常运行。
3.2 配电变压器故障检修技术分析
(1)三项不平衡检修技术。配电变压器三项不平衡是比较常见的故障,产生的原因主要是新装用户在单相负荷接入配电变压器时,设计不合理,对负荷无法实现有效控制和合理分配,导致配电变压器的三项负荷不平衡,无法实现对称运行[5]。三项非对称运行能够产生零序电流,其结果是在增大配电变压器的损耗同时,变压器的有效容量大幅度下降。因此对于配电变压器的安装,要进行合理设计,对配电变压器的运行负荷要进行充分的调查研究,并进行负荷评估,合理匹配运行负荷,最大限度的保证负荷接近对称运行。
(2)季节性超负荷维修技术。季节性超负荷是一个帶有普遍性的问题,尤其是在我国南方,夏季防暑和冬季取暖期间大功率家用电器使用较多,用电负荷猛增,因此会导致配电变压器的季节性超负荷运行。超负荷运行会导致配电变压器过热、绝缘油老化失去绝缘功能、绕组绝缘水平下降并使变压器受损。因此应做好用电高峰的负荷调查,通过采取科学的增容布点的方式有效降低配电变压器的负债率,从根本上解决配电变压器季节性超负荷运行问题,维护配电变压器运行安全。
(3)接地不良的维修技术。配电变压器的接地不良包括避雷器接地不良和只关注高压侧避雷、忽视低压侧避雷两种现象。如果是避雷器发生接地不良现象,产生过电压时避雷器无法实现泄放电流,会造成变压器的绝缘损坏。如果是低压侧缺少避雷装置造成接地不良,当高压侧通过避雷器向大地泄放较大的雷电流过程中,会在高压接地位置上产生电压降,这种电压在经过变压器外壳的过程中同时作用于低压绕组中性点,并经过低压线路的波阻抗接地。如果低压绕组有雷电流流过,会产生“反变换”电势并击穿变压器绝缘体,使变压器受损。因此维修技术要求要认真检查接地部位,如有不良接地线则要按照防雷技术规程要求重新改接,首先将避雷器的接地线与变压器外壳、低压侧中性点直接相连接,再使用共同的接地装置接地,要特别注意接地电阻要≤4Ω,如果是每年雷暴日>40天的多雷地区,应在低压侧增加一组低压避雷器以保证配电变压器的运行安全[6]。
(4)渗油漏油的维修技术。配电变压器在运行过程中渗油漏油的故障经常发生,渗油漏油会导致变压器内部的油量减少和油位降低,空气和水汽会渗入到变压器内部并加速变压器油的氧化而劣化,容易导致变压器油黏度加大影响油的流速和散热,变压器油的劣化导致酸性明显增强,加速了绝缘体的老化速度,最终导致变压器损坏。因此应仔细观察深有漏油点,并做好相应处理,以保证变压器的安全运行[7]。
第一,查看漏油部位。如果从高低压套管部位渗出,要对加固磁套管的螺丝进行拧紧加固;如果油是从上端盖渗出的,要对上端盖的所有螺丝进行拧紧加固;如果油是从分接开关处渗出的,要将分接开关盖打开并拧紧全部固定螺丝;如果是绝缘垫老化引起的渗油,应更换新的耐油胶垫。
第二,查看油质。定期对变压器油质进行分析研究,如果油的颜色(淡黄色)发生改变,表明油质开始发生劣化,应注意观察。如果油的颜色完全变成橙色或棕色并且黏度较大,表明油质已经完全劣化,必须进行净化或更换处理。如果变压器油没有发生劣化现象,应注意观察油位,如果油位降低必须补加到标定油位。
第三,测量绝缘电阻。如果配电变压器发生渗油漏油,在处理渗漏油故障的同时,必须对绕组的绝缘电阻按照《电气设备预防性试验规程》使用兆欧表进行测量,参照绝缘电阻值国家强制标准对所测绝缘电阻值进行判断,如果绝缘电阻达不到标准要求,应对配电变压器进行返厂大修,以消除安全隐患。
4 结语
配电变压器在电力供应系统中处于极其重要的地位,对保障用户的安全用电十分重要,在日常运行维护中,要建立健全各项规章制度和操作规范,严格管理,强化巡检工作,保证配电变压器的安全、经济运行,保障生产生活的用电需求。
参考文献:
[1]王雨扬.探讨配电变压器运行及故障检修[J].科技展望,2016,26(11):95.
[2]王本刚.对配电变压器运行及故障检修技术的探究[J].黑龙江科技,2014(6):54.
[3]贺伟峰.配电变压器运行及故障检修技术分析[J].通讯世界,2017(10):193-194.
关键词:配电变压器;运行;故障检修;技术措施
1 引言
电力行业中,配电变压器通常指运行在配电网中电压等级为10-35kv、容量在6300kva及以下的直接向终端用户供电的电力变压器,是电力能源输送的重要中间环节,配电变压器的正常运行与否,对日常生产生活都具有直接的影响[1]。近年来,随着用电负荷和用电密度的快速增加,投入使用的配电变压器数量也在不断增加,因此,加强对配电变压器运行的日常管理维护、强化故障检修措施,对于保障配电变压器的正常运行,具有重要意义。
2 配电变压器的安全运行与管理
2.1 正确识别配电变压器型号
(1)变压器型号。配电变压器型号由字母和数字构成,如型号S9-160/10表示三项油浸自冷式、双绕组无励磁调压、额定容量160kva、高压侧绕组额定电压10KV的配电变压器;型号SFZ-10000/110则表示三项自然循环风冷有载调压、额定容量10000kva、高压侧绕组额定电压110kv的配电变压器等等。
(2)绕组连结组标号。配电变压器的同侧绕组是按照一定的联结方式进行联结的,联结方式有星形、三角形和曲折形,分别用大写英文字母Y、D、Z表示高压侧,小写英文字母y、d、z表示中、低压侧绕组联结方式。星形联结是将各相线圈的一端联结形成一个公共点(中性点),再将其接入接线端子线端上;三角形联结则是将三个相的线圈互相串联后形成一个闭合回路(中性点),再由串联处接至相应的线端。如果有中性点引出时,分别用大写英文字母YN和ZN表示高压侧,小写英文字母yn和zn表示中低压侧。在实际应用中,按照变压器高压、中低及低压绕组联结顺序形成组合即成为绕组的联结组,如变压器的高压侧联结方式为D、低压侧的联结方式yn,绕组的联结方式则为Dyn[2]
正确识别配电变压器型号和绕组联结组标号,对于配电变压器的安全运行与维护具有重要意义。
2.2 配电变压器的运行维护
(1)建立日常巡检责任制。对配电变压器要建立日常巡检制度,每台配电变压器都要落实责任人,定期进行巡检并认真填写巡检记录,并将日常巡检纳入岗位考核和绩效管理,定期检查和不定期抽查,发现问题要及时纠正,保证巡检责任制落实到位。
(2)巡检方法。日常在配电变压器巡检过程中,巡检人员要注意做到:
第一,观察。对配电变压器表面现象进行觀察并发现问题,主要包括:
其一,油位观察。如果油位过高,运行带负荷后油的温度会不断上升,油受热膨胀后可能导致油从变压器油枕顶部的呼吸器连管处溢出,极易引发火灾事故。如果油位过低,对变压器起不到应有的绝缘和冷却作用,轻者会对配电变压器的正常运行造成不良影响,严重时会导致变压器过热烧坏。
其二,油位计、盖板、套管、排油阀观察。主要观察密封部位是否处于良好状态、有无渗油漏油等现象,因为一旦密封不好渗漏油,变压器运行后在受热状态下,渗油漏油现象会更严重[3]。
其三,接地观察。观察变压器的外壳接地是否牢固并处于有效状态,因为配电变压器的外壳接地状态不仅关系到变压器的运行安全,同时也是对运行维护人员的有效保护。
其四,变压器一次、二次出线观察。认真细致观察配电变压器一、二次出线套管以及与倒显得连接是否处于良好状态,相色是否正确无误。
第二,检测。主要是对变压器的电阻进行检测,包括:
其一,绝缘电阻检测。使用1000-2500V兆欧表对变压器一、二次绕组的对地绝缘电阻和绕组间的绝缘电阻进行测量,所测电阻值应与表1的数值相匹配,表中电阻为最低值,如果实测值低于表1值,说明绝缘可能出现了问题,需要做进一步排查。
其二,直流电阻监测。对配电变压器所有分接位置直流电阻进行测量,保证各分接点处于良好接触状态,每相直流电阻相互间的差异值应小于平均值的4%,线间的直流电阻相互间的差异应小于平均值的2%[4]。
其三,电压平衡检测。配电变压器空载投入运行之后,必须对配电变压器二次侧电压平衡状态进行检测,如果平衡表明变压器处于正常状态,如果不平衡则表明有匝间短路现象存在。
第三,听声音。对配电变压器运行过程中产生的各种声音作出正确判断,是保障变压器安全运行的必要前提,不同声音预示着可能发生不同的故障,因此必须注意区分。
其一,“啾啾”的声音。配电变压器投入运行后,电磁所产生的声音应不存在任何异常,如果电磁发出较大的“啾啾啾”的声音,有时可能伴随高压熔断器熔丝被烧断,是分接开关不到位所造成的,应采取停电措施将分接开关重合到位以消除故障。
其二,“嗡嗡”的声音。配电变压器在正常运行时会发出清晰的“嗡嗡”声,如果这种“嗡嗡”的声音比正常状态下的声音大且沉闷,但是没有杂音的存在,表示变压器在超负荷运行,应及时调整负荷或更换大容量变压器。
其三,“吱…吱…”的声音。配电变压器内部若发出间断性的“吱…吱…”声,而声音时间比较短促且间隔时间长短不一,通常为变压器内部放电所导致;如果外部的接线套管表面不清洁、裂纹或破损,也会发出这种“吱…吱…”的声音,应及时采取相应措施予以维护。 其四,“咯咯…咯咯”的声音。配电变压器通常会产生“咯咯…咯咯”的噪声,产生这种声音的原因主要是电源电压过高,应立刻对电压进行调整。
其五,“叮当或呼…呼…”的声音。如果配电变压器内部发出类似金属撞击的“叮当”声音或者是一种“呼…呼…”的声音,但是油的颜色、温度、油位都处于正常状态,表明变压器内部有部件松动,应立即停止运行并检修。
其六,“嘟噜、嘟噜”的声音。如果变压器内部发出“嘟噜、嘟噜”的类似水沸腾的声音,表明变压器绕组或铁芯发生短路,使短路部位严重过热导致配电变压器油沸腾而发出的声音,此时应立即停止配电变压器的运行并检修。
3 配电变压器常见故障及检修技术
3.1 配电变压器常见故障
配电变压器的常见故障主要有:三项负荷不平衡、季节性超负荷、接地不良、渗油漏油等,因此在日常运行维护中要注重对变压器进行观察、检测和听声音,注重对不同故障现象的识别并及时检修,保证配电变压器的正常运行。
3.2 配电变压器故障检修技术分析
(1)三项不平衡检修技术。配电变压器三项不平衡是比较常见的故障,产生的原因主要是新装用户在单相负荷接入配电变压器时,设计不合理,对负荷无法实现有效控制和合理分配,导致配电变压器的三项负荷不平衡,无法实现对称运行[5]。三项非对称运行能够产生零序电流,其结果是在增大配电变压器的损耗同时,变压器的有效容量大幅度下降。因此对于配电变压器的安装,要进行合理设计,对配电变压器的运行负荷要进行充分的调查研究,并进行负荷评估,合理匹配运行负荷,最大限度的保证负荷接近对称运行。
(2)季节性超负荷维修技术。季节性超负荷是一个帶有普遍性的问题,尤其是在我国南方,夏季防暑和冬季取暖期间大功率家用电器使用较多,用电负荷猛增,因此会导致配电变压器的季节性超负荷运行。超负荷运行会导致配电变压器过热、绝缘油老化失去绝缘功能、绕组绝缘水平下降并使变压器受损。因此应做好用电高峰的负荷调查,通过采取科学的增容布点的方式有效降低配电变压器的负债率,从根本上解决配电变压器季节性超负荷运行问题,维护配电变压器运行安全。
(3)接地不良的维修技术。配电变压器的接地不良包括避雷器接地不良和只关注高压侧避雷、忽视低压侧避雷两种现象。如果是避雷器发生接地不良现象,产生过电压时避雷器无法实现泄放电流,会造成变压器的绝缘损坏。如果是低压侧缺少避雷装置造成接地不良,当高压侧通过避雷器向大地泄放较大的雷电流过程中,会在高压接地位置上产生电压降,这种电压在经过变压器外壳的过程中同时作用于低压绕组中性点,并经过低压线路的波阻抗接地。如果低压绕组有雷电流流过,会产生“反变换”电势并击穿变压器绝缘体,使变压器受损。因此维修技术要求要认真检查接地部位,如有不良接地线则要按照防雷技术规程要求重新改接,首先将避雷器的接地线与变压器外壳、低压侧中性点直接相连接,再使用共同的接地装置接地,要特别注意接地电阻要≤4Ω,如果是每年雷暴日>40天的多雷地区,应在低压侧增加一组低压避雷器以保证配电变压器的运行安全[6]。
(4)渗油漏油的维修技术。配电变压器在运行过程中渗油漏油的故障经常发生,渗油漏油会导致变压器内部的油量减少和油位降低,空气和水汽会渗入到变压器内部并加速变压器油的氧化而劣化,容易导致变压器油黏度加大影响油的流速和散热,变压器油的劣化导致酸性明显增强,加速了绝缘体的老化速度,最终导致变压器损坏。因此应仔细观察深有漏油点,并做好相应处理,以保证变压器的安全运行[7]。
第一,查看漏油部位。如果从高低压套管部位渗出,要对加固磁套管的螺丝进行拧紧加固;如果油是从上端盖渗出的,要对上端盖的所有螺丝进行拧紧加固;如果油是从分接开关处渗出的,要将分接开关盖打开并拧紧全部固定螺丝;如果是绝缘垫老化引起的渗油,应更换新的耐油胶垫。
第二,查看油质。定期对变压器油质进行分析研究,如果油的颜色(淡黄色)发生改变,表明油质开始发生劣化,应注意观察。如果油的颜色完全变成橙色或棕色并且黏度较大,表明油质已经完全劣化,必须进行净化或更换处理。如果变压器油没有发生劣化现象,应注意观察油位,如果油位降低必须补加到标定油位。
第三,测量绝缘电阻。如果配电变压器发生渗油漏油,在处理渗漏油故障的同时,必须对绕组的绝缘电阻按照《电气设备预防性试验规程》使用兆欧表进行测量,参照绝缘电阻值国家强制标准对所测绝缘电阻值进行判断,如果绝缘电阻达不到标准要求,应对配电变压器进行返厂大修,以消除安全隐患。
4 结语
配电变压器在电力供应系统中处于极其重要的地位,对保障用户的安全用电十分重要,在日常运行维护中,要建立健全各项规章制度和操作规范,严格管理,强化巡检工作,保证配电变压器的安全、经济运行,保障生产生活的用电需求。
参考文献:
[1]王雨扬.探讨配电变压器运行及故障检修[J].科技展望,2016,26(11):95.
[2]王本刚.对配电变压器运行及故障检修技术的探究[J].黑龙江科技,2014(6):54.
[3]贺伟峰.配电变压器运行及故障检修技术分析[J].通讯世界,2017(10):193-194.