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案例2号 变压器过热故障的预防性维护

在电能的传输和配送过程中,电力变压器是能量转换、传输的核心,是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路,是电网中最重要和最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏,还会中断电力供应,给社会造成巨大的经济损失。

电力变压器室发电厂和变电站的主要设备。同时也是大多数企业中最重要的设备之一。但是变压器事故往往是突发性的,除雷击、外部短路时对变压器绝缘损坏外,大部分变压器突发事故往往是长期潜在的故障发展而成的。应用红外热成像技术能够较早的把这种潜在危害扼杀在摇篮之中。

红外热成像图片
可见光图片
上图为正常运行中的变压器

根据有关变压器故障的资料并进行分析的结果表明,尽管老化趋势及使用不同,故障的基本原因仍然相同。多种因素都可能影响到绝缘材料的预期寿命,负责电气设备操作的人员应给予细致地考虑。这些因素包括:误操作、振动、高温、雷电或涌流、过负荷、三相负载不平衡、对控制设备的维护不够、清洁不良、对闲置设备的维护不够、不恰当的润滑以及误用等。

随着电力系统变压器容量的增大,变压器内部在大电流作用下的漏磁通在结构件上的发热故障增多。发热故障部位有:
(1)线路涌流
(2)绝缘老化
(3)受潮
(4)维护不良
(5)过载
(6)雷击
(7)三相负载不平衡
(8)连接松动
(9)工艺/制造不良
红外热成像图片
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上图为 110KV穿墙套管将军帽内部过热

变压器台区导电回路设备过热原因:
(1)端部铜铝、铜铁接触氧化造成过热
(2)部分接头螺丝紧固不良
(3)未按照周期对变压器间隔设备接点、接头进行全面点检
(4)配电变压器用户三相负载分配不平衡。
红外热成像图片
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上图为变压器紧固螺栓涡流发热
变压器故障分析:
(1)缺相时的响声: 当变压器发生缺相时,若第二相不通,送上第二相仍无声,送上第三相时才有响声;如果第三相不通,响声不发生变化,和二相时一样。发生缺相的原因大致有三方面:
     ①电源缺一相电
     ②变压器高压保险丝熔断一相
     ③变压器由于运输不慎,加上高压引线较细,造成振动断线(但未接壳。
(2)调压分接开关不到位或接触不良: 当变压器投入运行时,若分接开关不到位,将发出较大的“啾啾”响声,严重时造成高压熔丝熔断;如果分接开关接触不良,就会产生轻微的“吱吱”火花放电声,一旦负荷加大,就有可能烧坏分接开关的触头。遇到这种情况,要及时停电修理。
(3)掉入异物和穿心螺杆松动:
当变压器夹紧铁心的穿心螺杆松动,铁心上遗留有螺帽零件或变压器中掉入小金属物件时,变压器将发出“叮叮当当”的敲击声或“呼…呼…”的吹风声以及“吱啦吱啦”的像磁铁吸动小垫片的响声,而变压器的电压、电流和温度却正常。这类情况一般不影响变压器的正常运行,可等到停电时进行处理。
(4)变压器高压套管脏污和裂损:
当变压器的高压套管脏污,表面釉质脱落或裂损时,会发生表面闪络,听到“嘶嘶”或“哧哧”的响声,晚上可以看到火花。
(5)变压器的铁心接地断线:
当变压器的铁心接地断线时,变压器将产生“哔剥哔剥”的轻微放电声。
(6)内部放电:
送电时听到“噼啪噼啦”的清脆击铁声,则是导电引线通过空气对变压器外壳的放电声;如果听到通过液体沉闷的“噼啪”声,则是导体通过变压器油面对外壳的放电声。如属绝缘距离不够,则应停电吊心检查,加强绝缘或增设绝缘隔板。
(7)外部线路断线或短路:
当线路在导线的连接处或T接处发生断线,在刮风时时接时断,接触时发生弧光或火花,这时变压器就发出像青蛙的“唧哇唧哇”的叫声;当低压线路发生接地或出现短路事故时,变压器就发出“轰轰”的声音;如果短路点较近,变压器将发出像老虎的吼叫声。
(8)变压器过负荷:
当变压器过负荷严重时,就发出低沉的如重载飞机的“嗡嗡”声。
(9)电压过高:
当电源电压过高时,会使变压器过励磁,响声增大且尖锐。
(10)绕组发生短路 :
当变压器绕组发生层间或匝间短路而烧坏时,变压器会发出“咕嘟咕嘟”的开水沸腾声。
红外热成像图片
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上图为变压器三相接头

红外热成像技术应用于变压器的预防性维护方面,具有其他技术手段无法比拟的优势。而且对设备维护人员来说也是非常安全的。变压器故障的因素很多,故障部位也不尽相同,只有不断地积累经验,才能作出准确判断。 红外热成像技术为检测和诊断主变压器冷却系统提供了科学的技术手段。多次发现因通风不良,造成散热器污染堵塞产生的过热现象。从而避免了严重事故的发生。通过红外技术手段的检测能够及时发现主变压器冷却问题,保证设备的安全运行。