对农村电网配电变压器故障的分析

对农村电网配电变压器故障的分析 对农村电网配电变压器故障的分析 陆燕峰陆岳平 (海盐县供电局) 摘要:在电力系统中,变压器占据着其重要地位,它的故障将对供电的可靠性和系统的正常 运行产生严重影响.本文是作者根据自己多年工作经验, 对农村电网变压器常见故障进行分析,并深刻探讨了引发各种故障的原因,同时针对各种故 障提出了科学的防预技术及处理措施,以确保农村电网配变安 全,可靠运行. 关键词:农村电网;变压器;故障:分析;运行维护 1外观现象及处理 1.1异常响声 (1)响声中夹有爆炸声,且声大又不均匀,可能是变压器的器身绝缘 有击穿现象.这时,应立即停止变压器运行,进行检修. (2)响声中夹有水的沸腾声,或有”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致使油气化.分接开关 接触不良或变压器匝间短路,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)响声较大而嘈杂时,可能是变压器铁芯的问题.如夹件或压紧铁 芯的螺钉松动,此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,但也应停止变压器运行,进行检查. [4)响声中夹有放电的”吱吱”声时,可能是变压器器身或套管发生 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,要停运变压器,检查铁芯接地与各带电部 并清理套管表面的脏污,再涂上硅油或硅 位对地的距离是否符合要求, 脂等涂料. (5)响声中夹有连续,有规律的撞击或摩擦声,而各种测量表计指示 和温度均无异常,可能是变压器某些部件因铁芯振动而造成机械接触, 或因静电放电而引起的异常响声,这类响声对运行无大危害,不必立即 停运,可在计划检修时予以排除. 1.2温度异常 变压器在负荷散热条件,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,同样是变压器故障的象征.引起温度 异常升高的原因有:?变压器匝间,层间,股间短路;?变压器铁芯局部 短路;?因漏磁或涡流引起油箱,箱盖等发热:?长期过负荷运行,事故 过负荷;?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.如果是变压器内部故障引起,应停止运行,进行检修. 1_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,致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而形成事故. (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是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通过 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,则 使调压段线圈短路. 1.4严重漏油 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. 1.5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 将引起套管放电或相间短路. 2变压器短路损坏的主要形式 2.1轴向失稳 这种损坏主要是在辐向漏磁产生的轴向电磁力作用下,导致变压器 绕组轴向变形:?线饼上下弯曲变形.这种损坏是由于2个轴向垫块间 的导线在轴向电磁力作用下,因弯矩过大产生永久性变形,通常2饼间 的变形是对称的;?绕组或线饼倒塌.这种损坏是因导线在轴向力作用 下相互挤压或撞击,导致倾斜变形.若导线原始稍有倾斜,则轴向力促使 倾斜增加,严重时就倒塌;导线高宽比例大,就愈容易引起倒塌;?绕组 升起将压板撑开.这种损坏往往是因为轴向力过大或存在端部支撑件强 度,刚度不够或装配有缺陷. 2.2辐向失稳 这种损坏主要是在轴向漏磁产生的辐向电磁力作用下,导致变压器 绕组辐向变形:?外绕组导线伸长导致绝缘破损.辐向电磁力企图使外 绕组直径变大,当作用在导线的拉应力过大会产生永久性变形.?绕组 端部翻转变形.端部漏磁场包括轴向分量和辐向分量,2个方向的漏磁所 产生的合成电磁力致使内绕组导线向内翻转,外绕组向外翻转.?内绕 组导线弯曲或曲翘. 2.3引线固定失稳 这种损坏主要是因引线间的电磁力作用,造成引线振动,导致引线 间短路,这种事故较少见. 3变压器短路损坏的常见部位 (1)对应铁轭下的部位.该部位发生变形的原因有:?因短路电流产 生的磁场通过油和箱壁或铁芯闭合,而铁轭的磁阻相对较小,故大多通 过油路和铁轭间闭合,磁场相对集中,作用在线饼的电磁力也相对较大; ?内绕组套装间隙过大或铁芯绑扎不够紧实,导致铁芯片两侧收缩变 形,致使铁轭侧绕组曲翘变形:?在结构上,轭部对应绕组部分的轴向压 紧是最不可靠的,该部位的线饼往往难以达到应有的预紧力,故该部位 的线饼最易变形. (2)调压分接区域及对应其他绕组的部位.该区域易损坏的原因是: ?安匝不平衡使漏磁分布不均衡,其幅向额外产生的漏磁场在线圈中产 生额外轴向外力,这些力的方向总是使产生这些力的不对称性增大.? 为力求安匝平衡或分接区间的应有绝缘距离,该部位的线饼往往要增加 较多的垫块,较厚的垫块致使力的传递延时,因而对线饼撞击也较大;? 绕组套装后不能确保中心电抗高度对齐,致使安匝进一步加剧不平衡; ?运行一段时间后,较厚的垫块自然收缩量较大,一方面加剧安匝不平 衡现象,另一方面受短路力时跳动加剧;?在设计时为力求安匝平衡,分 接区的电磁线选用了较窄或较小截面的线规,抗短路能力低. (3)换位部位.变形常见于换位导线的换位处和单螺旋的标准换位 处.?由于换位导线换位的爬坡较普通导线的换位为陡,使线匝半径不 同的换位处产生相反的切向力,这对大小相等方向相反的切向力,使内 绕组的换位向直径变小方向变形;外绕组的换位力求线匝半径相同,使 换位拉直.内换位向中心变形,外换位向外变形,且换位导线越厚,爬坡 越陡,变形越严重.?单螺旋的标准换位在空间上要占1匝的位置,造成 该部位安匝不平衡,同时又具有换位导线换位变形特征,因此该部位的 线饼更易变形. (4)绕组的引出线,常见于斜口螺旋结构的绕组.该结构的绕组,因2 国困撞2011年8月 浅谈电动机产生噪音的原因及控制措施 李芳芳 (云浮发电厂) 摘要:本文分析了电动机在运行中产生噪音的原因,并提出了鉴别噪声源的方法,及噪声控 制措施,可供参考. 关键词:电动机;噪音原因;措施 笔者就职于某发电厂,是电机专业的一名员工,刚参加过两台机组 大修,发现问题:高,低压马达解体大修,更换新轴承,游隙尺寸符合标 准,前后轴承位置端盖及轴颈尺寸符合标准,装复投运后靠背轮侧端盖 内有较大噪音出现,测量电机的振动,温度及负荷电流等参数也符合技 术规范,加润滑油后噪音短时消除后又出现,会一直伴随电机运行,可以 确定不是电磁噪声,却一时无法找到原因所在,只能视电机大修质量合 格允许投运.但从电机安全稳定运行和安健环维护工人健康的角度出 发,电机噪声应得到有效地控制.下面就电机噪音如何控制问题进行探 讨. 1电动机运行中产生噪音的原因 电动机在运行过程中可能会出现较大噪音的原因主要包括两个方 面,分别是机械方面的原因和电气方面的原因. 1.1机械噪声 电机转运部分的摩擦,撞击,不平衡以及结构共振形成机械噪声.在 电机的总体噪声中,机械噪声约占到5%.具体来源有: (1)轴承严重缺油,油中有杂质或轴承磨损,质量低劣.小型电机会 因端盖强度不够,机座刚度不够而增大轴承噪声.高速电动机中,滚动轴 承常成为机械噪声的主要噪声源. (2)转子不平稳或转轴弯曲引起转子振动,同时使机座发生振动产 生噪音. (3)定,转子铁心松动. (4)定,转子间气隙不均匀导致相擦. (5)新绕制的电机,相间绝缘纸或槽突出于槽口外与转子相擦. (6)构件(端罩,风罩,出线合盖等)振动. (7)铁心松散或片间短路,槽齿损坏. (8)风扇与风罩相擦或风扇不平衡,风吹松动. (9)机内有杂物. (10)联轴器连接松动. (11)碳刷换向器间相擦. (12)地脚固定不稳,安装不正. 电动机产生噪音的机械原因主要在于机械摩擦,例如电动机冷却风 扇与外壳的摩擦等.电动机机械摩擦产生噪音的消除,主要方式是通过 寻找机械噪音的噪音源,这类故障的排除一般较为简单,可以通过部件 维修,润滑或更换来解决. 1.2电动机产生噪音分电磁噪声,空气动力噪声 1.2.1电磁噪声 电机空隙中的磁场脉动,引起定子,转子和整个电机结构和振动产 生的一种低频噪声为电磁噪声.其数值大小决定于电磁负荷与电机的设 计参数.中速和低速电机此项噪声较突出.电磁噪声约占电机噪声总量 20%. 具体来源有: (1)定,转子槽配合不当; (2)定,转子长度配合不好(相差太多); (3)转子铁心的径向振动; 个螺旋口安匝不平衡,轴向力大,同时又有轴向电流存在,使引出线拐角 部位产生.个横向力而发生扭曲变形现象.另外螺旋绕组在绕制过程中, 有剩余应力存在,会使绕组有恢复原状趋向,故螺旋结构的绕组,受短路 电流冲击时更容易扭曲变形. (5)引线间,常见于低压引线间.低压引线由于电压低流过电流大, 相位差20~,使引线相互吸引,如果引线固定不当,便会发生相间短路. 4变压器短路故障原因分析 从近几年解剖事故变压器分析的结果来看,电磁线的选用是关键, 与电磁线有关的大致有以下几个原因: (1)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. (2)外部短路事故频繁,多次短路电流冲击后电动力的积累效应引 起电磁线软化或内部相对位移,最终导致绝缘击穿. (3)抗短路能力计算时未考虑温度对电磁线的抗弯和抗拉强度的影 响,按常温下设计的抗短路能力不能反映实际运行情况. (4)采用普通换位导线,抗机械强度较差,而因电流大,换位爬坡陡, 该部位会产生较大的扭矩,同时处在绕组两端的线饼,因幅向和轴向漏 磁场的共同作用,也会产生较大的扭矩,故换位处在承受短路机械力时 易出现变形,散股,露铜现象. (5)采用软导线,也是造成变压器抗短路能力差的主要原因之一.由 于早期对此认识不足,或绕线装备及工艺上的困难,制造厂均不愿使用 半硬导线或设计时根本无这方面的要求,从发生故障的变压器来看均是 软导线. (6)绕组绕制较松,换位或纠位爬坡处处理不当,过于单薄,造成电 磁线悬空.从事故损坏位置来看,变形多见换位处,尤其是换位导线的换 位处. (7)绕组线匝或导线之问未固化处理,抗短路能力差.早期经浸漆处 理的绕组无一损坏. 撞目圈 2011年8月 (8)绕组的预紧力控制不当造成普通换位导线的相互错位.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. (9)套装间隙过大,导致作用在电磁线上的支撑不够,这给变压器抗 短路能力方面增加了隐患. 5建议和结论 设备选择时应充分考虑以下几点: (1)设备选型时,应充分考虑现有产品结构状况,取消冗余功能,选 择可靠结构.在充分考虑电网的短路容量与产品的动稳定性能后,再确 定产品参数,根据电网的实际需要合理配置分接开关,对性能参数的要 求应与目前制造水平及材质状况相适应. (2)优先选用经短路型式试验合格的产品设计,并对产品抽检短路 耐受试验,确保产品的同一陛. (3)选用全自冷变压器.由于全自冷变压器相对其他冷却方式的,变 压器温度低,用铜量大,变压器重量重,故具有较强的抗短路能力. (4)针对前述造成短路故障的原因和问题,电气设计和结构设计各 方面应采取改进措施.要充分考虑工艺和材质的分散性,在关键的部位 应留有足够的裕度,当先进性与产品的可靠性有矛盾时,首先考虑保证 可靠性. (5)采用高密度与油道等距的整体垫块. (6)为确保变压器安装质量,宜实行卖方负责的安装方式.现场吊芯 检查时要进行器身预紧力校核,确保变压器器身处于紧固状态. 6结束语 变压器发生故障时,只要根据故障显现的状态进行科学细致地分 析,就能准确地判断出故障产生的原因,为故障的处理提供准确的依据, 保证在最短的时间内恢复运行.同时,在日常运行中加强对变压器状态 的检查,也能预防故障的发生,提高电力供电的可靠性.