电力变压器的运行与维护和异常分析.docx

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电力变压器的运行与维护和异常分析

一、变压器的投运与停运

（1）对新投运的变压器以及长期停用或大修后的变压器，在投运之前，应重新按部颁《电气设备预防性试验规程》进行必要的试验，绝缘试验应合格，并符合基本要求的规定，值班人员还应仔细检查并确定变压器在完好状态，具备带电运行条件，有载开关或无载开关处于规定位置，且三相一致；各保护部件、过电压保护及继电保护系统处于正常可靠状态。

（2）新投运的变压器必须在额定电压下做冲击合闸试验，冲击五次；大修或更换改造部分绕组的变压器则冲击三次。

在有条件的情况下，冲击前变压器最好从零起升压，而后进行正式冲击。

（3）变压器投运、停运操作顺序，应在运行规程（或补充部分）中加以规定，并须遵守下列各项：

1）强迫油循环风冷式变压器投入运行时，应先逐台投入冷却器并按负载情况控制投入的台数；变压器停运时，要先停变压器，冷却装置继续运行一段时间，待油温不再上升后再停。

2）变压器的充电应当由装设有保护装置的电源侧的断路器进行，并考虑到其它侧是否会超过绝缘方面所不允许的过电压现象。

（4）在110kV及以上中性点直接接地系统中，投运和停运变压器时，在操作前必须将中性点接地，操作完毕可按系统需要决定中性点是否断开。

（5）装有储油柜的变压器带电前应排尽套管升高座、散热器及净油器等上部的残留空气，对强迫油循环变压器，应开启油泵，使油循环一定时间后将空气排尽。

开启油泵时，变压器各侧绕组均应接地。

（6）运行中的备用变压器应随时可以投入运行，长期停运者应定期充电，同时投入冷却装置。

二、变压器分接开关的运行维护

目前，分接开关大多采用电阻式组合型，总体结构可分为三部分：

即控制部分、传动部分和开关部分。

有载分接开关对供电系统的电压合格率有着重要作用。

有载分接开关应用越来越广泛，以适应对电压质量的考核要求。

1.无载分接变压器

当变换分接头时，应先停电后操作。

变换分头时一般要求进行正反转动三个循环，以消除触头上的氧化膜及油污，然后正式变换分接头。

变换分接头后，应测量绕组档位的直流电阻，并检查销紧位置，还应将分接头变换情况作好记录并报告调度部门。

对于运行中不常进行分接变换的变压器，每年结合小修（预试）将分接头操作三个循环，并测量全档位直流电阻，发现异常及时处理，合格时方可投运。

2.有载分接开关和有载变压器

（1）有载分接开关投运前，应检查其油枕油位是否正常，有无渗漏油现象，控制箱防潮应良好。

用手动操作一个（升一降）循环，档位指示器与记数器应正确动作，极限位置的闭锁应可靠，手动与电动控制的联锁亦应可靠。

（2）对于有载开关的瓦斯保护，其重瓦斯应投入跳闸，轻瓦斯则接信号。

瓦斯继电器应装在运行中便于安全放气的位置。

新投运有载开关的瓦斯继电器安装后，运行人员在必要时（有载筒体内有气体）应适时放气。

（3）有载分接开关的电动控制应正确无误，电源可靠。

各接线端子接触良好，驱动电机转动正常、转向正确，其熔断器额定电流按电机额定电流2～2.5倍配置。

（4）有载分接开关的电动控制回路，在主控制盘上的电动操作按钮，与有载开关控制箱按钮应完好，电源指示灯、行程指示灯应完好，极限位置的电气闭锁应可靠。

（5）有载分接开关的电动控制回路应设置电流闭锁装置，其电流整定值为主变压器额定电流的1.2倍，电流继电器返回系数应大于或等于0.9。

当采用自动调压时主控制盘上必须有动作记数器，自动电压控制器的电压互感器断线闭锁应正确可靠。

（6）新装或大修后有载分接开关，应在变压器空载运行时，在主控制室用电动操作按钮及手动至少试操作一个（升一降）循环，各项指示正确，极限位置的电气闭锁可靠，方可调至要求的分解档位以带负荷运行，并加强监视。

（7）值班员根据调度下达的电压曲线及电压参数，自行调压操作。

每次操作应认真检查分接头动作和电压电流变化情况（每调一个分接头计为一次），并作好记录。

（8）两台有载调压变压器并联运行时，允许在变压器85%额定负荷电流以下进行分接变换操作。

但不能在单台变压器上连续进行两个分接变换操作。

需在一台变压器的一个分接变换完成后再进行另一台变压器的一个分接变换操作。

（9）值班人员进行有载分接开关控制时，应按巡视检查要求进行，在操作前后均应注意并观察瓦斯继电器有无气泡出现。

（10）当运行中有载分接开关的瓦斯继电器发出信号或分接开关油箱换油时，禁止操作，并应拉开电源隔离开关。

（11）当运行中轻瓦斯频繁动作时，值班人员应作好记录并汇报调度，停止操作，分析原因及时处理。

（12）有载分接开关的油质监督与检查周期:

1）运行中每六个月应取油样进行耐压试验一次，其油耐压值不低于30kV/2.5mm。

当油耐压在25～30kV/2.5mm之间应停止使用自动调压控制器，若油耐压低于25kV/2.5mm时应停止调压操作并及时安排换油。

当运行1～2年或变换操作达5000次时应换油。

2）有载分接开关本体吊芯检查:

①新投运1年后，或分接开关变换5000次；②运行3～4年或累计调节次数达10000～20000次，进口设备按制造厂规定；③结合变压器检修。

（13）有载分接开关吊芯检查时，应测试过渡电阻值，并与制造厂出厂数据一致。

（14）当电动操作出现“连动”（即操作一次，出现调正一个以上的分接头,俗称“滑档”）现象时，应在指示盘上出现第二个分头位置后，立即切断驱动电机的电源，然后手动操作到符合要求的分头位置，并通知维修人员及时处理。

第四节变压器的异常运行与分析

电力变压器在运行中一旦发生异常情况，将影响系统的正常运行以及对用户的正常供电，甚至造成大面积停电。

变压器运行中的异常情况一般有以下几种。

一、声音异常

1.正常状态下变压器的声音

变压器属静止设备，但运行中仍然会发出轻微的连续不断的“嗡嗡”声。

这种声音是运行中电气设备的一种特有现象，一般称之为“噪声”。

产生这种噪声的原因有：

（1）励磁电流的磁场作用使硅钢片振动。

（2）铁芯的接缝和叠层之间的电磁力作用引起振动。

（3）绕组的导线之间或绕组之间的电磁力作用引起振动。

（4）变压器上的某些零部件引起振动。

2．变压器的声音比平时增大

若变压器的声音比平时增大，且声音均匀，可能有以下几种原因:

（1）电网发生过电压。

当电网发生单相接地或产生谐振过电压时，都会使变压器的声音增大。

出现这种情况时，可结合电压、电流表计的指示进行综合判断。

（2）变压器过负荷。

变压器过负荷时会使其声音增大，尤其是在满负荷的情况下突然有大的动力设备投入，将会使变压器发出沉重的“嗡嗡”声。

3.变压器有杂音

若变压器的声音比正常时增大且有明显的杂音，但电流电压无明显异常时，则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺钉松动，使得硅钢片振动增大所造成。

4．变压器有放电声

若变压器内部或表面发生局部放电,声音中就会夹杂有“劈啪”放电声。

发生这种情况时，若在夜间或阴雨天气下，可看到变压器套管附近有蓝色的电晕或火花，则说明瓷件污秽严重或设备线夹接触不良，若变压器的内部放电，则是不接地的部件静电放电，或是分接开关接触不良放电，这时应将变压器作进一步检测或停用。

5．变压器有水沸腾声

若变压器的声音夹杂有水沸腾声且温度急剧变化，油位升高，则应判断为变压器绕组发生短路故障，或分接开关因接触不良引起严重过热，这时应立即停用变压器进行检查。

6．变压器有爆裂声

若变压器声音中夹杂有不均匀的爆裂声，则是变压器内部或表面绝缘击穿，此时应立即将变压器停用检查。

7．变压器有撞击声和摩擦声

若变压器的声音中夹杂有连续的有规律的撞击声和摩擦声，则可能是变压器外部某些零件如表计、电缆、油管等，因变压器振动造成撞击或摩擦、或外来高次谐波源所造成，应根据情况予以处理。

二、油温异常

由于运行中的变压器内部的铁损和铜损转化为热量，热量向四周介质扩散。

当发热与散热达到平衡状态时，变压器各部分的温度趋于稳定。

铁损是基本不变的，而铜损随负荷变化。

顶层油温表指示的是变压器顶层的油温，温升是指顶层油温与周围空气温度的差值。

运行中要以监视顶层油温为准，温升是参考数字（目前对绕组热点温度还没有能直接监视的条件）。

变压器的绝缘耐热等级为A级时，绕组绝缘极限温度为105℃，对于强油循环的变压器，根据国际电工委员会推荐的计算方法:

变压器在额定负载下运行，绕组平均温升为65℃，通常最热点温升比油平均温升约高13℃，即65+13=78（℃），如果变压器在额定负载和冷却介质温度为+20℃条件下连续运行，则绕组最热点温度为98℃，其绝缘老化率等于1（即老化寿命为20年）。

因此，为了保证绝缘不过早老化，运行人员应加强变压器顶层油温的监视，规定控制在85℃以下。

若发现在同样正常条件下，油温比平时高出10℃以上，或负载不变而温度不断上升（冷却装置运行正常），则认为变压器内部出现异常。

导致温度异常的原因有：

（1）内部故障引起温度异常。

变压器内部故障如绕组之间或层间短路，绕组对周围放电，内部引线接头发热；铁芯多点接地使涡流增大过热；零序不平衡电流等漏磁通形成回路而发热等因素引起变压器温度异常。

发生这些情况，还将伴随着瓦斯或差动保护动作。

故障严重时，还可能使防爆管或压力释放阀喷油，这时变压器应停用检查。

（2）冷却器运行不正常引起温度异常。

冷却器运行不正常或发生故障，如潜油泵停运、风扇损坏、散热器管道积垢冷却效果不良、散热器阀门没有打开、或散热器堵塞等因素引起温度升高。

应对冷却系统进行维护或冲洗，提高冷却效果。

三、油位异常

变压器储油柜的油位表，一般标有-30℃、+20℃、+40℃三条线，它是指变压器使用地点在最低温度和最高环境温度时对应的油面,并注明其温度。

根据这三个标志可以判断是否需要加油或放油。

运行中变压器温度的变化会使油的体积发生变化。

从而引起油位的上下位移。

常见的油位异常：

1.假油位

如变压器温度变化正常，而变压器油标管内的油位变化不正常或不变，则说明是假油位。

运行中出现假油位的原因有：

（1）油标管堵塞；

（2）油枕呼吸器堵塞；

（3）防爆管通气孔堵塞；

（4）变压器油枕内存有一定数量的空气。

2.油面过低

油面过低应视为异常。

因其低到一定限度时，会造成轻瓦斯保护动作；严重缺油时，变压器内部绕组暴露，导致绝缘下降，甚至造成因绝缘散热不良而引起损坏事故。

处于备用的变压器如严重缺油，也会吸潮而使其绝缘降低。

造成变压器油面过低或严重缺油的原因有:

（1）变压器严重渗油；

（2）修试人员因工作需要多次放油后未作补充；

（3）气温过低且油量不足，或油枕容积偏小，不能满足运行要求。

三、颜色、气味异常

变压器的许多故障常伴有过热现象，使得某些部件或局部过热，因而引起一些有关部件的颜色变化或产生特殊气味。

（1）引线、线卡处过热引起异常。

套管接线端部紧固部分松动，或引线头线鼻子等，接触面发生严重氧化，使接触处过热，颜色变暗失去光泽，表面镀层也遭到破坏。

连接接头部分一般温度不宜超过70℃，可用示温腊片检查，一般黄色熔化为60℃，绿色70℃，红色80℃，也可用红外线测温仪测量。

温度很高时会发出焦臭味。

（2）套管、绝缘子有污秽或损伤严重时发生放电、闪络并产生一种特殊的臭氧味。

（3）呼吸器硅胶一般正常干燥时为蓝色，其作用为吸附空气中进入油枕胶袋、隔膜中的潮气，以免变压器受潮，当硅胶蓝色变为粉红色，表明受潮而且硅胶已失效，一般粉红色部分超过2/3时，应予更换。

硅胶变色过快的原因主要有:

1）如长期天气阴雨空气湿度较大，吸湿变色过快。

2）呼吸器容量过小，如有载开关采用0.5lkg的呼吸器，变色过快是常见现象，应更换较大容量的呼吸器。

3）硅胶玻璃罩罐有裂纹破损。

4）呼吸器下部油封罩内无油或油位太低起不到良好油封作用，使湿空气未经油封过滤而直接进入硅胶罐内。

5）呼吸器安装不良，如胶垫龟裂不合格，螺丝松动安装不密封而受潮。

（4）附件电源线或二次线的老化损伤，造成短路产生的异常气味。

（5）冷却器中电机短路、分控制箱内