探究220kV变压器短路故障问题及对策

探究220kV变压器短路故障问题及对策

(国网山东省电力公司泰安供电公司山东省泰安市271000)

摘要:在现代社会的发展过程中,随着社会经济的不断发展和科学技术的不断进步,人们的生活水平在一定程度上已得到了一定的提升,因此对影响人们生活的电力系统也给予了足够的重视与关注。其中,在整个电力系统正常运行的过程中,变压器是其中的一个重要组成部分,其在一定程度上直接影响着电力系统的运行质量。但是在实际的运行过程中,变压器也会受到一定因素的影响而出现一系列的问题,例如变压器短路故障问题,因此在实际生活中相关人员应对此给予一定的重视与关注。

关键词:220kV变压器;短路;故障;对策

变压器是电力系统的主要设备之一,在电能的传输和转化过程中起着至关重要的作用。变压器作为变电站的核心设备,变压器的质量对电网的安全运行起着重要的作用。变压器是由铁心和线圈组成,线圈是变压器电路的主要部分,是变压器的心脏。变压器线圈内流通的电流受环境和负荷影响,也在不断发生变化,也就是说电网环境的优劣也直接影响变压器的可靠运行,电网受天气状况的影响,也会出现不同程度的波动,如果电网遭受恶劣天气,电网就会发生明显波动,将会给变压器的安全运行产生危害。

一、220kV变压器短路故障问题成因

1.1新产品承受短路可靠性低

近年来,我国变压器行业通过不断引进国内外先进技术,产品技术性能和产品质量有一定提高,如变压器损耗下降已接近国际水平,绝缘性能改善,使其事故率大大下降,受到用户普遍好评。但是总的来看,近年来全国变压器损坏事故居高不下局面仍未根本好转。主要是一种新产品出台,制造部门注意力往往集中在损耗、重量下降多少这些技术经济指标上,而对产品的质量可靠性则缺少足够的注意,实际上制造部门对产品可靠性也无考核指标,这几年新产品抗短路强度急剧下降,便是设计注意力错位所致。设计一种新产品以更新老产品时,带有许多随意性,往往连老产品许多行之有效的正确部分也被抛弃了。目前新产品设计为了降低附加报耗,或为减少铁芯尺寸,将压板改为绝缘压板,这种改型设计制造厂又未对材质、尺寸,受力类型等进行认真试验研究,加上压钉位置与数目也不恰当,因而一经短路,压板就被冲击,无一例外,这种新产品毫无可靠性可言。

1.2低压线圈强度差

目前采用的低压线圈如螺旋绕组结构,轴向弹性大,短路时易产生强烈振动,24股导线并绕其单股强度差,在线圈振动时端部线板易松散并振动冲出,内侧线般在振动时则为撑条摩擦,破坏匝间绝缘,因而常引起匝间或对地(铁芯)短路,股线多还使绕组难以紧固,绕组与铁芯柱伺绝缘为相纸筒等使线圈幅向可压缩量增大,在短路辐向力作用下,易发生绕组辐向变形而损坏。总之不论轴向或辐向强度,目前质量均很差。

1.3线圈轴向压紧装置不良

目前线圈轴向压紧大都采用绝缘压板,采用层压线板或层压木板作成,高低压线圈共用一块,压衬每相为4~6个,压钉位置常位于高压线圈中心,这种结构对低压线圈压紧很为不利。同时低压线圈因位于内侧,装配时低压线圈压紧程度难以控制,易形成内高外低的高差,如前所述低压线圈将产生向上的冲击力,对压板形成弯曲力矩,使压板折断。目前某些制造厂为节约或其他原因还将绝缘压板作成二个半圆形,其整体性、刚度、强度比整圆板更差,实不可取。

二、变压器的故障问题诊断技术

2.1推理诊断技术

在进行变压器故障的技术诊断过程中,必须要对电力变压器的整体结构进行详细的分析,对于电力变压器的设计、构造等,都需要工作人员进行了解,这样才能在一定程度上实现对于现场情况的诊断。推理诊断技术,主要包括以下几个方面:第一点是相对简单的阀值比较法,也就是通过对电力变压器的故障的诊断,避免出现判断的标准过于绝对化的问题;第二点是复杂模式识别,通过此技术可以进行复杂数据的测定,从而帮助实现对电力变压器故障的快速诊断;第三点是综合故障诊断法,通过人工神经网络与证据理论等多种现代化的方法,实现对于故障的诊断。

2.2红外线诊断技术

除了溶解气体技术以外,在变电器的维护工作当中,对于红外线技术的使用也非常普遍。在红外线的原理当中,有许多相关的技术可以被利用在对电力设备的检查当中。根据相关研究者的调查分析,结果发现红外线技术可以有效的对电力变压器的故障进行检测,其主要是通过红外线的波长,对变压器的整体温度进行探测。根据红外线波长的不同,可以实现对变压器温度变化的实时监测,并在第一时间内对电力变压器进行故障排查和检修,确保变压器的稳定运行。

2.3人工智能诊断技术

随着现代化科学技术手段的发展,在提高了人们生活水平的同时,也为我国的企业发展提供了先进的技术支持,人工智能技术也逐渐被应用于对于电力变压器故障的诊断当中。在人工智能理论的支持下,通过与目前所了解的故障诊断经验,通过电子技术的使用,建立出相应的故障诊断与检修的资料库,通过对于资料库的不断完善,可以为电力检修工作人员提供更多的技术理论支持。

三、变压器故障问题解决对策实例

3.1故障后检查

3.1.1故障设备运行情况

该主变投运以来运行状况良好,未发生重大紧急缺陷,曾经历3次非近区短路,期间各项试验均按照规程开展且结果合格。其中,变压器油色谱试验共进行了22次,三相总烃含量均在20μL/L以下,无乙炔,测试结果无异常。

3.1.2现场检查及试验情况

故障后,检查发现故障点位于#1主变变中构架上,同时也在其他2台主变变中构架上发现杂草。对#1主变进行色谱跟踪试验,结果乙炔含量超标。转检修后,进行绕组变形等诊断性试验及停电检查,发现绕组变形、直阻不合格。根据试验数据分析判断变压器内部出现放电现象,可能存在绕组变形、匝间或股间短路等现象。

3.2故障原因分析

故障发生时变电站所在区域为雷雨大风天气,站外杂草被大风刮起,散落至运行中的设备构架上,导致#1主变压器中构架上绝缘击穿,是设备故障的直接原因。但变压器受外部短路电流冲击是诱因,变压器本身抗短路能力不足是主因。

3.3核查建议

首先,根据变压器抗短路能力核查情况,对抗短路能力较差的变压器进行绕组变形试验;其次,对遭受出口及近区短路的变压器要及时进行绕组变形测试,确认无明显变形时,再结合其他试验数据决定其是否可安全运行;最后,对新变压器应及时进行绕组变形测试,建立绕组变形档案,方便日后分析与比对。

结语

当前,对于电力的使用更加普遍,而因为变压器的故障问题所产生的安全事故也越来越多。因此,只有保证对于变压器问题的认知和优化处理,才能从根本上规避相应故障带来的安全危险以及经济损失,保证整体火电厂的顺利运行。

参考文献:

[1]荀羽,韦瑞峰,万子逸,代正元,白双全.配电变压器短路故障分析及预防维护[A].云南电网有限责任公司,云南省电机工程学会.2015年云南电力技术论坛论文集(上册)[C]//云南电网有限责任公司,云南省电机工程学会,2015.

[2]孟丹.基于变压器绕组短路故障分析研究[J].江西建材,2015.

[3]姜俊莉,王勇焕.一起外部短路引起的变压器故障分析[J].安全、健康和环境,2015.

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