油浸式变压器运行与维护

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论文题目:油浸式变压器运行与维护

2011年-12月-12日

油浸式变压器运行与维护

目录

1、摘要

2、关键词

3、油浸式变压器简介

4、油浸式变压器的分类

5、油浸式变压器运行进行维护

6、油浸式变压器渗油故障分析及解决方案

7、变压器的故障分析

8、保护配置技术方面

9、参考文献

油浸式变压器运行与维护

1、摘要

本文主要通过收集了一些参考文献结合实际工作对油浸式变压器的分类、油浸式变压器运行进行维护、油浸式变压器渗油故障分析及解决方案等进行简要的说明。

2、关键词

油浸式变压器 渗油 故障分析 运行 维护

3、油浸式变压器简介

配电变压器为工矿企业与民用建筑供配电系统中的重要设备之一,它将10(6)kV 或35kV 网络电压降至用户使用的230/400V 母线电压。此类产品适用于交流50(60)Hz ,三相最大额定容量2500kVA (单相最大额定容量833kVA ,一般不推荐使用单相变压器),可在户内(外)使用,容量在315kVA 及以下时可安装在杆上,环境温度不高于40℃,不低于-25℃,最高日平均温度30℃,最高年平均温度20℃,相对湿度不超过90%(环境温度25℃),海拔高度不超过1000m 。若与上述使用条件不符时,应按GB6450-86的有关规定,作适当的定额调整。

4、油浸式变压器的分类(按油浸式变压器按外壳型式)

4.1、非封闭型油浸式变压器:主要有S8、S9、S10等系列产品,在工矿企业、农业和民用建筑中广泛使用。

4.2、封闭型油浸式变压器:主要有S9、S9-M 、S10-M 等系列产品,多用于石油、化工行业中多油污、多化学物质的场所。

4.3、密封型油浸式变压器:主要有BS9、S9- 、S10- 、S11-MR 、SH 、SH12-M 等系列产品,可做工矿企业、农业、民用建筑等各种场所配电之用。国内较大的厂家有山东明大电器有限公司。

5、油浸式变压器运行进行维护

5.1、预防渗漏油:油浸式变压器在油箱内充满变压器油,装配中依靠紧固件对耐油橡胶元件加压而密封。密封不严是变压器渗漏油的主要原因,故在维护与保养中应特别注意。 小螺栓是否经过震动而松动,如有松动应加紧固,加紧程度应适当,并应各处一致。 橡胶是否断裂或变形严重。这时可更新的橡胶件,更换时应注意其型号规格是否一致,并保持密封面的清洁。

5.2、预防变压器受潮:变压器是高电压设备,要求保持其绝缘性能良好。油浸式变压器极易受潮,预防受潮是维护保养变压器采取的主要措施之一。为此要求用户注意以下事项: 变压器购进后,应立即请供电局做交接试验; 立即加装吸湿器,变压器容量在100千伏安及以上的均带有吸湿器。变压器一运到现场应立即加装吸湿器,以防止内部器身不受潮湿。 监视吸湿器中的硅胶,受潮后应立即更换。吸湿器中的硅胶,起到吸收潮气,保护变压器的作用。潮湿吸饱后,硅胶颜色改变,这时需更换新的干燥的硅胶。 订货时应注意,要尽量减少变压器送电前的存放时间。变压器制造后,存放时极易受潮,存放时间越长受潮越严重,故应把计划安排好,尽量缩短存放时间。 容量在100千伏安及以下的小型变压器,无吸湿器装置。油枕

内的油容易受潮,而油枕积水。在不送电存放起超过六个月,或投入运行期超过一年者,变压器油枕内的油已严重受潮。如要进行起吊运输,维修加油,油阀放油,吊芯等工作时,均应先通过油枕下面的放油塞把油枕内污油放掉,并用干布擦净、封好,以免使油枕内污油进入油箱内。 变压器运行中,要经常注意油位、油温、电压、电流的变化,如有异常情况应及时分析处理。 变压器安装时严禁用铝绞线、铝排等与变压器的铜导杆连接,以免腐蚀导杆。

5.3、变压器的换油与干燥处理:变压器闲置过久,运行时间过长或其它自然人为因素的影响,造成变压器绝缘下降、内部进水或油质劣化等现象,此时必须对变压器进行换油和干燥处理。 变压器换油:先吊出器身,放净污油并洗净油箱,如器身上有油污也应冲净。待器身烘干后注入新油,更换全部耐油橡胶密封件。试验合格后方可挂网运行。 变压器干燥处理:器身烘干方法较多。用户自行烘时可用零相序干燥法、涡流干燥法、短路干燥法、烘箱干燥法等。对较大容量和电压为35千伏极的变压器,最好能够送交厂家进行真空干燥。这样既可保证变压器绝缘干燥彻底,又不使绝缘老化。 二、箱式变电站安装、使用与维修 预装式变电站在安装、验收、交接性试验、试车、运行与维护等方面除应遵守电力部门要求执行的各项规定外。还应注意以下事项: 1、用户收货时应按有关规定仔细检查,对于不马上安装的产品,应按正常使用条件规定,存放于适当的场所。 2、产品应采用专用吊具底部起吊。如图3 3、产品水平安放在事先做好的基础上,装好四只地脚螺栓(可采用二次浇灌法),然后将产品底

座与基础之间的缝隙用水泥沙桨抺封,以免雨水进入电缆室。通过高、低压室的底封板接入高、低压电缆。

5.4、电缆与穿管之间的缝隙密封防水。

5.5、电站高压侧无论是采用架空进线还是电缆进线,均应在变电站附近设置高压侧进线的明显可见的断口(如跌落式熔断器等)。从而向维修操作人员明确显示变电站内是否可能带电。以确保维修操作人员的安全。

5.6、产品安装就位后应做好可靠接地:电站底座槽钢上的两个主接地端子、变压器中性点及外壳、避雷器下桩头等均应分别由安装部门直接接地。所在接地应共用一组接地装置,其接地电阻应小于4欧姆,从接地网引至本产品的接地引线应不少于两条。

5.7、产品在安装完毕或维修后,投运前应进行如下检验和试验。

(1) 变电站内是否清洁。 (2) 操作机构是否灵活。 (3) 主要电器的通断是否灵活可靠。 (4) 电器辅助触头的通断是否可靠准确。 (5) 表计及继电器动作是否准确无误。 (6) 仪表及互感器的变比及接线极性是否正确。 (7) 所有电器安装螺母是否拧紧,安装是否牢固可靠。 (8) 母线连接是否良好,其支持绝缘子,夹持件是否安装可靠。 (9) 电器的整定值是否符合要求,熔断器熔心规格是否正确。 (10)主电路及辅助电路的接点是否符合电气原理图要求。 (11)产品内部保护接地系统的电阻应小于0.01欧姆。

(12)各部分应根据相应的电压等级进行耐压试验。

5.8、产品必须有经过考核合格的专业人员或维修人员,方可进

行操作和维修,并应仔细阅读随机附给的所有技术文件和电气图纸。

5.9、维修 (1)产品中所有元件按各自规定的技术要求进行维护。 (2)若选用的变压器为油浸式,每年应按规定至少进行一次油样分析检查。 (3)运行中的高压开关设备,经20次带负荷或2000次无负荷分合闸操作后,应检查触头情况和灭弧装置的损耗程度,发现异常应及时检修或更换。 (4)低压开关设备自动跳闸后,应检查分析跳闸原因,待排队故障后,方能重新投运。 (5)避雷器每年应在雷雨季节到来之前进行一次预防性试验。 (6)检修高压开关设备或整体维修时,必须先切断变电站进线电。

6、油浸式变压器渗油故障分析及解决方案

6.1、焊接处渗漏油 主要是焊接质量不良,存在虚焊,脱焊,焊缝中存在针孔,砂眼等缺陷,油浸式变压器出厂时因有焊药和油漆覆盖,运行后隐患便暴露出来,另外由于电磁振动会使焊接振裂,造成渗漏。对于已经出现渗漏现象的,首先找出渗漏点,不可遗漏。针对渗漏严重部位可采用扁铲或尖冲子等金属工具将渗漏点铆死,控制渗漏量后将治理表面清理干净,目前多采用高分子复合材料进行固化,固化后即可达到长期治理渗漏的目的。

6.2、密封件渗漏油 密封不良原因,通常箱沿与箱盖的密封是采用耐油橡胶棒或橡胶垫密封的,如果其接头处处理不好会造成渗漏油故障。有的是用塑料带绑扎,有的直接将两个端头压在一起,由于安装时滚动,接口不能被压牢,起不到密封作用,仍是渗漏油。可

用福世蓝材料进行粘接,使接头形成整体,渗漏油现象得到很大的控制;若操作方便,也可以同时将金属壳体进行粘接,达到渗漏治理目的。

6.3、法兰连接处渗漏油 法兰表面不平,紧固螺栓松动,安装工艺不正确,使螺栓紧固不好,而造成渗漏油。先将松动的螺栓进行紧固后,对法兰实施密封处理,并针对可能渗漏的螺栓也进行处理,达到完全治理目的。对松动的螺栓进行紧固,必须严格按照操作工艺进行操作。

6.4、螺栓或管子螺纹渗漏油 出厂时加工粗糙,密封不良,油浸式变压器密封一段时间后便产生渗漏油故障。采用高分子材料将螺栓进行密封处理,达到治理渗漏的目的。另一种办法是将螺栓(螺母)旋出,表面涂抹福世蓝脱模剂后,再在表面涂抹材料后进行紧固,固化后即可达到治理目的。

6.5、铸铁件渗漏油 渗漏油主要原因是铸铁件有砂眼及裂纹所致。针对裂纹渗漏,钻止裂孔是消除应力避免延伸的最佳方法。治理时可根据裂纹的情况,在漏点上打入铅丝或用手锤铆死。然后用丙酮将渗漏点清洗干净,用材料进行密封。铸造砂眼则可直接用材料进行密封。

6.6、散热器渗漏油 散热器的散热管通常是用有缝钢管压扁后经冲压制成在散热管弯曲部分和焊接部分常产生渗漏油,这是因为冲压散热管时,管的外壁受张力,其内壁受压力,存在残余应力所致。将散热器上下平板阀门(蝶阀)关闭,使散热器中油与箱体内油隔断,

降低压力及渗漏量。确定渗漏部位后进行适当的表面处理,然后采用福世蓝材料进行密封治理。

6.7、瓷瓶及玻璃油标渗漏油 通常是因为安装不当或密封失效所制。高分子复合材料可以很好的将金属、陶瓷、玻璃等材质进行粘接,从而达到渗漏油的根本治理。

7、变压器的故障分析

变压器在运行中常见的故障有绕组、套管和分接开关及铁芯、油箱及其它附件的故障等。

7.1、绕组故障 主要有匝间短路、绕组接地、相间短路,断线及接头开焊等。

7.2、套管故障 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。

7.3、严重渗漏 变压器运行渗漏油严重或连续从破损处不断外溢以致油位计已看不到油位,此时应立即将变压器停用进行补漏和加油,引起变压器渗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。

7.4、分接开关故障 常见的故障有分接开关接触不良或位置不准,触头表面熔化与灼伤及相间触头放电或各分接头放电。

7.5、过电压引起的故障 运行中的变压器受到雷击时,由于雷电的电位很高,将造成变电压器外部过电压,当电力系统的某些参数发生变化时,由于电磁振荡的原因,将引起变压器内部过电压,这

两类过电压所引起的变压器损坏大多是绕组主绝缘击穿,造成变压器故障。

7.6、铁芯的故障 铁芯的故障大部分原因是铁芯柱的穿心螺杆或铁芯的夹紧螺杆的绝缘损坏而引起的。

7.7、渗漏油现象 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。

8、保护配置技术方面

配电变压器是配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。通常安装在电线杆、台架或配电所中,一般将6~10千伏电压降至400伏左右输入用户。所以我们有必要从保护配置技术角度和日常运行管理两大方面来谈谈配电变压器的保护措施及其注意事项,以保证配电变压器正常运行,保证用户安全用电。

8.1 装设避雷器保护,防止雷击过电压

配电变压器是配电网中十分重要的设备,一旦发生雷击损坏事故,就会造成停电,直接影响着工农业生产和人民生活。因此,在条件许可时,最好采用避雷器来保护,在中性点不接地的系统中,也可采用两相阀型避雷器一相保护间隙的保护方式。但同一配电网络中,所有间隙必须装在同一相导线上,这样既可以节省一只阀型避雷器,而同时又不至于增加线路跳闸的次数。

保护变压器的阀型避雷器、管型避雷器或保护间隙,要求尽量靠

近变压器安装,距离越近保护效果越好,一般都要求装在变压器高压侧熔断器内侧。其接地线,应和配电变压器的金属外壳和低压侧中性点连在一起共同接地。当变压器容量为100kV •A 及以上时,接地电阻应尽可能降低到4Ω以下;当变压器容量小于100kV •A 时,接地电阻10Ω及以下即可。当这三点连在一起,高压侧落雷,避雷器或间隙放电时,变压器绝缘所承受的即是阀型避雷器的残压,而接地装置上的电压降并没有作用在变压器的绝缘上,这样对变压器保护是很有利的,能降低高、低压绕组间和高压绕组对变压器铁心与外壳之间发生绝缘击穿的危险。但是为了防止变压器低压侧中性点电位瞬时升高对用户安全的影响,可以在靠近用户的地方加装辅助接地线。

配电变压器可能出现的过电压分两种情况:(1)正变换:当雷电波到达Y ,y 接线的变压器的低压绕组时,中性点所装的击穿保险被击穿,或当雷电波到达Y ,yn 接线的变压器低压绕组时,都会在外加电压作用下,通过变压器的低压绕组的冲击电流按变比感应出电动势,而使高压绕组的中性点电压升高。(2)反变换:当10kV 侧遭受雷击时,经过避雷器会有较大的雷电流通过,在接地装置上产生电压降,这个电压降同时将作用在低压绕组的中性点并加到低压绕组上,通过电磁感应也会在高压侧出现高电压,对于星形接线的变压器,高压侧中性点上也会出现对绝缘有危险的高电压。另外也可根据具体情况在变压器低压侧加装避雷器或击穿保险器,能进一步提高变压器安全可靠性。

运行经验证明,处在多雷地区的配电变压器,虽然装了阀型避雷

器保护,但因雷击引起损坏者仍然不少。根据事故教训,为了减少配电变压器事故,还应根据具体情况采取下列技术措施:(1)消除配电变压器本身的绝缘薄弱点。在运行中还应加强对变压器绝缘油的试验和分析,因绝缘油劣化会直接导致绕组绝缘的降低,所以发现问题后必须及时进行处理或更换。对配电变压器进行广泛的冲击试验和匝间试验,能有效地发现变压器上存在的绝缘弱点,及时安排检修,能减少雷击损坏事故。(2)装在木杆线路上的配电变压器,可在变压器进线段内装设保护间隙,或将导线为三角排列的顶相绝缘子的铁脚接地,以降低雷电侵入波的陡度和减少流过阀型避雷器的电流。(3)也可考虑在配电变压器与阀型避雷器之间,加装一组电感线圈(30匝左右,长24cm ,直径20cm ,电感值约为100μH ),以限制雷电侵入波的陡度,从而降低变压器绕组层间绝缘上的过电压。

8.2 装设速断、过电流保护,保证有选择性地切除故障线路 配变的短路保护和过载保护由装设于配变高压侧的熔断器和低压侧的漏电总保护器来实现。为了有效地保护配变,必须正确选择熔断器的熔体及低压过电流保护定值。高压侧熔丝的选择,应能保证在变压器内部或外部套管处发生短路时被熔断。熔丝选择原则:(1)容量在100kVA 及以下的配变,高压熔丝按2~2.5倍额定电流选择;(2)容量在100kVA 以上的配变,高压熔丝按1.5~2倍额定电流选择。低压侧漏电总保护器过流动作值取配变低压侧额定值的1.3倍,配变低压各分支线路过流保护定值不应大于总保护的过流动作值,其值应小于配变低压侧额定电流,一般按导线最大载流量选择过流值,保证在

各出线回路发生短路或输出负载过大,引起配变过负荷时能及时动作,切除负载和故障线路,实现保护配变的目的。同时满足各级保护的选择性要求。低压分支回路短路故障时,分支回路动作,漏电总保护器过流保护不动作,低压侧总回路故障或短路时,低压侧漏电总保护器过流保护动作,高压侧熔体不应熔断;变压器内部故障短路时,高压侧熔体熔断,上一级变电站高压线路保护装置不应动作跳闸,保证配电网保护装置正确分级动作。

8.3、日常运行管理方面

8.3.1 加强日常巡视、维护和定期测试:

(1)进行日常维护保养,及时清扫和擦除配变油污和高低压套管上的尘埃,以防气候潮湿或阴雨时污闪放电,造成套管相间短路,高压熔断器熔断,配变不能正常运行;(2)及时观察配变的油位和油色,定期检测油温,特别是负荷变化大、温差大、气候恶劣的天气应增加巡视次数,对油浸式的配电变压器运行中的顶层油温不得高于95℃,温升不得超过55℃,为防止绕组和油的劣化过速,顶层油的温升不宜经常超过45℃;(3)摇测配变的绝缘电阻,检查各引线是否牢固,特别要注意的是低压出线连接处接触是否良好、温度是否异常;(4)加强用电负荷的测量,在用电高峰期,加强对每台配变的负荷测量,必要时增加测量次数,对三相电流不平衡的配电变压器及时进行调整,防止中性线电流过大烧断引线,造成用户设备损坏,配变受损。联接组别为Yyn0的配变,三相负荷应尽量平衡,不得仅用一相或两相供电,中性线电流不应超过低压侧额定电流的25%,力求使

配变不超载、不偏载运行。

8.3.2 防止外力破坏:

(1)合理选择配变的安装地点,配变安装既要满足用户电压的要求,又要尽量避免将其安装在荒山野岭,易被雷击,也不能安装在远离居民区的地方,以防不法分子偷盗。安装位置太偏僻也不利于运行人员的定期维护,不便于工作人员的管理;(2)避免在配电变压器上安装低压计量箱,因长时间运行,计量箱玻璃损坏或配变低压桩头损坏不能及时进行更换,致使因雨水等原因烧坏电能表引起配变受损;(3)不允许私自调节分接开关,以防分接开关调节不到位发生相间短路致使烧坏配电变压器;(4)定期巡视线路,砍伐线路通道,防止树枝碰在导线上引起低压短路烧坏配电变压器的事故。

9、参考文献

郭清海 《典型变压器故障案例分析与检测》 2010-1-1

操敦奎 《变压器运行维护与故障分析处理》 2008-4-1


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