Hur hanterar man transformerfel?

Vanliga transformerfel och deras hanteringsmetoder.

1. Transformer överhettning

Överhettning är extremt skadligt för transformer. De flesta isoleringsfel i transformer orsakas av överhettning. Stigande temperatur minskar dielektriska styrkan och mekaniska egenskaperna hos isoleringsmaterial. IEC 354, Belastningsguide för transformer, anger att när den hetaste punkten i en transformer når 140°C, bildas bubbler i oljan. Dessa bubbler kan minska isoleringsprestandan eller orsaka gnissel, vilket leder till skada på transformern.

Överhettning påverkar kraftigt transformerens livslängd. Enligt transformerregeln om 6°C, inom temperaturintervallet 80–140°C, dubblas hastigheten för nedsättning av effektiv livslängd för transformerisolering för varje 6°C ökning i temperatur. Nationalstandard GB1004 specificerar också att den genomsnittliga vindningsuppvärmningen för oljebaserade transformer är 65K, toppoljetemperaturen är 55K, och kärna och tanken är 80K.

Transformer överhettning uttrycks huvudsakligen som ovanlig ökning av oljetemperatur. Möjliga huvudorsaker inkluderar: (1) transformer överbelastning; (2) kylsystem misslyckande (eller otillräcklig engagemang av kylsystem); (3) internt transformerfel; (4) felaktig indikation från temperaturmätare.

När ovanlig ökning av transformer oljetemperatur upptäcks, bör de ovan nämnda möjliga orsakerna kontrolleras en efter en för att göra en korrekt bedömning. Viktiga inspektion- och hanteringsslutpunkter är följande:

(1) Om driftinstrument indikerar att transformer är överbelastad, och temperaturmätarna för de tre faserna i en enfasig transformergrupp visar grundläggande samma läsningar (med möjlig avvikelse på några grader), och transformer och kylsystemet fungerar normalt, är temperaturökningen troligen orsakad av överbelastning. I detta fall, stärk övervakningen av transformer (belastning, temperatur, driftstatus), rapportera omedelbart till den högre nivåns sändningsavdelning, och rekommendera att belastningen överförs för att minska överbelastningsgrad och varaktighet.

(2) Om temperaturökningen beror på otillräcklig engagemang av kylsystemet, bör systemet omedelbart aktiveras. Om kylsystemet har misslyckats, bör orsaken snabbt identifieras och åtgärdas omedelbart. Om felet inte kan lösas snabbt, måste transformerens temperatur och belastning noga övervakas, rapporter måste ständigt göras till sändningsavdelningen och produktionsledningen, transformerbelastningen bör minskas, och transformer ska fungera enligt motsvarande belastningsvärde som matchar kylningskapaciteten under nuvarande kylförhållanden.

(3) Om fjärrtemperaturmätaren ger ett högtemperaturlarmsignal med en mycket hög indikerad värde, men den lokala termometern visar normala läsningar och det finns inga andra tecken på transformerfel, kan larmet vara en falsk signal på grund av ett fel i fjärrtemperaturmätarkretsen. Sådana fel kan rättas vid lämplig tidpunkt.

(4) Om i en trefasig transformergrupp, oljetemperaturen för en fas ökar betydligt mer än dess historiska oljetemperatur under samma belastning och kylförhållanden, och kylsystemet och termometern är normala, kan överhettningen orsakas av ett internt fel i transformer. Professionella personer bör omedelbart informeras för att ta en oljesample för kromatografisk analys för att ytterligare identifiera felet. Om kromatografisk analys indikerar ett internt fel, eller om oljetemperaturen fortsätter att stiga under oförändrade belastning och kylförhållanden, bör transformer tas ur drift enligt platsreglerna.

2. Kylsystemmisslyckande

Kylsystemet hjälper till att散发热量，通过变压器油将绕组和铁芯的热量散出。所有500kV主变压器均采用强迫油循环风冷方式。冷却系统是否正常运行是变压器正常运行的关键条件之一。冷却设备故障是常见的变压器故障之一。当冷却设备出现故障时，变压器运行温度会迅速升高，绝缘寿命损失也会急剧增加。 在冷却设备故障期间，操作人员应密切监控变压器的温度和负荷，并持续向调度部门和运行主管报告。如果在冷却故障条件下变压器负荷超过规定限值，应根据现场规程请求减负荷。 需要注意的是，在油温上升过程中，铁芯和绕组的升温速度比油快。油温可能仅略有上升，但铁芯和绕组的温度可能已经非常高。特别是在油泵故障时，绕组相对于油的温升远超铭牌规定的正常值。油温可能仅略有上升或不明显，而铁芯和绕组的温度可能已经远远超出允许的极限。 随后，随着油温逐渐上升，铁芯和绕组的温度将继续上升到更高的值，在给定的负荷和冷却条件下保持一定的温升。因此，当冷却设备发生故障时，不仅应观察油温和绕组温度，还应遵循制造商和现场规程规定的冷却系统停运时变压器的允许运行容量和时间。同时，还应监测其他运行变化，以全面评估变压器的运行状况。 为了检查冷却设备故障，确定故障范围（单个风扇或油泵停止、整组停止、单相或三相停止），参考冷却系统控制电路图定位故障点，并尽量减少冷却设备的停机时间。 如果单个风扇或油泵故障而其他正常运行，可能的原因包括： - 风扇或油泵的三相电源中有一相断开（熔丝熔断、接触不良或导线断裂），导致电机电流增大，热继电器动作或电源切断，或电机烧毁； - 风扇或油泵的轴承或机械故障； - 风扇或油泵控制回路中的相应控制继电器、接触器或其他元件故障，或电路断开（如端子松动、接触不良）； - 热继电器设定值过低，导致误动作。 如果发现原因是电源或电路故障，应迅速修复断线，更换熔丝，并恢复电源和电路。如果控制继电器损坏，应更换备用继电器。如果风扇或油泵损坏，应立即请求维修。 如果一组（或多组）风扇或油泵同时停止，可能的原因是该组的电源故障、熔丝熔断、热继电器动作或控制继电器损坏。应立即投入备用风扇或油泵，然后排除故障。 如果主变压器的所有风扇或油泵都停止，必然是冷却系统的某一相或三相主电源故障。此时，检查备用电源是否已自动投入。如果没有，应迅速手动投入备用电源，查明故障原因并消除。 处理电源故障和恢复电源时，应注意以下几点： - 更换熔丝时，先断开电路的电源侧和负载侧开关或隔离开关。带电更换熔丝时，当安装第二相时，三相电机接收到两相电源，会产生大电流，可能会再次熔断新安装的熔丝。 - 使用与设计规格和容量匹配的熔丝。 - 恢复电源和重新启动冷却设备时，尽可能分步或分组启动，避免所有风扇和油泵同时启动，造成电流冲击再次熔断熔丝。 - 三相电源恢复后，如果风扇或油泵仍不启动，可能是由于热继电器未复位。复位热继电器。如果冷却设备无故障，应正常重新启动。 ### 3. 油位异常 变压器油位异常包括主体油位异常和有载调压开关（OLTC）油位异常。500kV变压器通常使用带有隔膜或气囊的油枕，指针式油位计指示油位。这两种油位都可以通过油位计观察。 如果变压器油位低，应调查原因。如果油位低是由于环境温度低或轻负荷导致油温下降至最低油位线，应及时加油。如果油位下降是由于严重漏油，应立即采取措施止漏并加油。 变压器油位高可能由以下原因引起： - 加油过多，在高温或高负荷下油位随温度上升； - 冷却系统故障； - 变压器内部故障。 当油位过高时，应检查负荷和油温，确认冷却系统正常，核实所有阀门位置正确，并检查是否有内部故障迹象。如果油位过高或溢油，且无其他故障，可适当排出少量变压器油。 OLTC油枕油位高，除了油温外，还可能由于电气接头过热或其他原因导致OLTC隔室密封失效，使主油箱中的绝缘油泄漏到OLTC隔室，导致OLTC油位异常升高。当OLTC油位持续异常升高甚至从OLTC油枕呼吸器溢出时，应立即报告调度部门，由专业人员进行测试和分析，并请求将故障变压器退出运行进行维护。 500kV变压器通常使用带有隔膜或气囊的油枕和指针式油位计，根据隔膜或气囊底部的位置指示油位。以下情况可能导致指针指示不准确： - 隔膜或气囊下方积聚气体，使其浮在实际油位之上，导致油位指示偏高； - 呼吸器堵塞，油位下降时空气无法进入，导致油位指示偏高； - 隔膜或气囊破裂，油进入上方空间，可能导致油位指示偏低。 这三种情况可能导致油位指示不准确，需要操作人员在正常运行中仔细观察和分析。 ### 4. 轻瓦斯继电器动作 当轻瓦斯继电器动作时，表明变压器运行异常，应立即检查并处理。方法如下： (1) 检查变压器外观、声音、温度、油位和负荷。如果发现严重漏油且油位低于油位计0刻度，可能低于触发报警信号的瓦斯继电器油位，应立即将变压器退出运行并及时修复漏油。 如果检测到异常温升或异常运行声音，可能存在内部故障。变压器异常噪音有两种类型：一种由机械振动引起，另一种由局部放电引起。可以使用听棒（或手电筒）——一端紧贴外壳，另一端用耳朵听——来判断噪音是否来自内部部件（机械振动或局部放电）。放电噪音通常具有类似于高压套管上的电晕噪音的节奏感。如果怀疑内部放电噪音，应立即进行油色谱分析并加强监测。 (2) 提取气体样本进行分析。通常结合现场定性判断和实验室定量分析。 对于气体采样，使用适当体积的注射器。移除针头并连接一段短塑料或耐油橡胶管。采样前，用变压器油填充注射器和管子以排空空气，然后完全推入柱塞以排空油。将管子连接到瓦斯继电器的排气阀（确保连接紧密）。打开瓦斯继电器排气阀，缓慢拉回注射器柱塞以抽取气体。 将火焰靠近注射器针头，缓慢推动柱塞释放气体，观察气体是否可燃。同时，将气体送至实验室进行气体成分分析以准确判断。 如果气体被发现可燃或色谱分析确认内部故障，应立即将变压器退出运行。 如果气体无色、无味且不可燃，且色谱分析确认为空气，瓦斯继电器报警可能是由于二次回路故障引起的误报。应立即检查并修复电路。 在气体采样过程中，使用无色透明注射器以便于观察气体颜色。操作必须在严格监督下进行，保持与带电部分的安全距离。 ### 5. 变压器跳闸 当变压器自动跳闸时，应立即进行全面检查以确定原因后再采取行动。具体检查项目包括： (1) 根据保护继电器信号、故障录波器和其他监控装置的显示或打印输出，确定哪个保护动作。 (2) 检查跳闸前的负荷、油位、油温、油色，以及是否有喷油、冒烟、套管闪络或破裂、压力释放阀动作等明显故障迹象，以及瓦斯继电器内是否有气体。 (3) 分析故障录波波形。 (4) 了解系统状况：保护区内或外部是否发生了短路故障，系统操作或切换过电压，或合闸涌流。 如果检查表明自动跳闸不是由变压器故障引起的，在清除外部故障后可以重新投运变压器。 如果发现以下任何情况，应怀疑变压器内部故障。必须查明原因，消除故障，并通过电气试验、色谱分析等针对性测试确认故障已解决后才能重新投运： (1) 从瓦斯继电器提取的气体经分析确认可燃； (2) 变压器明显的内部故障迹象，如油箱变形、油位异常、严重喷油； (3) 变压器套管明显的闪络痕迹或损坏、断裂； (4) 两个或多个保护继电器（差动、瓦斯、压力）动作。 ### 6. 异常噪声 (1) 如果噪声很大且嘈杂，可能是由于变压器铁芯问题。例如，夹具或铁芯紧固螺栓松动。仪表读数通常正常，油色、温度和油位没有显著变化。在这种情况下，应停止变压器运行并进行检查。 (2) 如果噪声包含沸腾水声或“咕噜”气泡声，可能表明严重的绕组故障导致附近部件过热并使油汽化。分接开关接触不良导致局部过热或绕组匝间短路都会产生这种声音。应立即停止变压器运行并进行维护。 (3) 如果噪声包含响亮、不规则的爆炸声，可能表明变压器本体绝缘击穿。应停止运行并进行维护。 (4) 如果噪声包含“吱吱”的放电声，可能是由于变压器本体或套管表面局部放电。如果是套管问题，在恶劣天气或夜间可以看到电晕光或小蓝紫色火花。清洁套管表面并涂抹硅油或硅脂。停止变压器运行，检查铁芯接地和带电部分与地之间的间隙是否符合要求。 (5) 如果噪声包含连续、有节奏的敲击声或摩擦声，可能是由于某些部件振动引起的机械接触，或静电放电引起的异常噪声。 ### 7. 喷油和爆炸 当内部故障短路电流和高温电弧迅速老化变压器油，而保护继电器未能及时切断电源，使故障持续存在并使内部油箱压力不断上升时，会发生喷油和爆炸。高压油和气体从防爆管或其他油箱薄弱处喷出，造成事故。 (1) 绝缘损坏：局部过热如匝间短路损坏绝缘；变压器进水导致绝缘受潮和损坏；雷击等过电压损坏绝缘——这些都是导致内部短路的基本因素。 (2) 导线断裂引起电弧：绕组导体焊接不良或引线连接松动可能在大电流冲击下导致导线断裂。断裂点处的高温电弧使油汽化，增加内部压力。 (3) 分接开关故障：在配电变压器中，高压绕组分接段通过分接开关连接。分接开关触点串联在高压绕组电路中，承载负荷和短路电流。如果动静触点过热、打火或电弧，分接段绕组可能发生短路。 ### 8. 变压器紧急停运 运行中的变压器如发现以下任一情况，应立即停止运行： (1) 内部噪声异常或显著增大； (2) 套管严重损坏和放电； (3) 变压器冒烟、着火或喷油； (4) 变压器有故障，但保护装置拒动或误动； (5) 附近火灾或爆炸对变压器构成严重威胁。 如果变压器着火，应立即断开电源，停止风扇和油泵，立即召唤消防人员，并启动灭火设备。如果火灾是由于绝缘油溢出并在顶盖上燃烧引起的，打开下部放油阀将油放出至适当水平以防止溢出，防止油位降至顶盖以下引发内部火灾。如果火灾是由于内部故障引起的，不得放油，以防止空气进入形成爆炸性混合物，导致严重爆炸。 总之，当变压器发生故障时，准确判断和正确处理至关重要——防止故障扩大同时避免不必要的停运。这需要提高诊断能力和积累运行经验，以正确识别并及时处理变压器故障，防止事故扩大。 造成变压器异常噪声的因素很多，故障位置各异。只有不断积累经验，才能做出准确判断。