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变压器的检查规定及问题处理

2021.9.07

  检查规定

  1、日常巡视每天应至少一次,夜间巡视每周应至少一次。

  2、下列情况应增加巡视检查次数:

  1)首次投运或检修、改造后投运72h内;

  2)气象突变(如雷雨、大风、大雾、大雪、冰雹、寒潮等)时;

  3)高温季节、高峰负载期间;

  4)变压器过载运行时。

  3、变压器日常巡视检查应包括以下内容:

  1)油温应正常,应无渗油、漏油,储油柜油位应与温度相对应;

  2)套管油位应正常,套管外部应无破损裂纹、无严重油污、无放电痕迹及其它异常现象;

  3)变压器音响应正常;

  4)散热器各部位手感温度应相近,散热附件工作应正常;

  5)吸湿器应完好,吸附剂应干燥;

  6)引线接头、电缆、母线应无发热迹象;

  7)压力释放器、安全气道及防爆膜应完好无损;

  8)分接开关的分接位置及电源指示应正常;

  9)气体继电器内应无气体;

  10)各控制箱和二次端子箱应关严,无受潮;

  11)干式变压器的外表应无积污;

  12)变压器室不漏水,门、窗、照明应完好,通风良好,温度正常;

  13)变压器外壳及各部件应保持清洁。

  检测

  一、中周变压器的检测:

  A、将万用表拨至R×1挡,按照中周变压器的各绕组引脚排列规律,逐一检查各绕组的通断情况,进而判断其是否正常。

  B、检测绝缘性能:将万用表置于R×10k挡,做如下几种状态测试:

  (1)初级绕组与次级绕组之间的电阻值

  (2)初级绕组与外壳之间的电阻值

  (3)次级绕组与外壳之间的电阻值。

  上述测试结果分出现三种情况:

  (1)阻值为无穷大:正常

  (2)阻值为零:有短路性故障

  (3)阻值小于无穷大,但大于零:有漏电性故障

  二、电源变压器的检测:

  A、通过观察变压器的外貌来检查其是否有明显异常现象。如线圈引线是否断裂,脱焊,绝缘材料是否有烧焦痕迹,铁芯紧固螺杆是否有松动,硅钢片有无锈蚀,绕组线圈是否有外露等。

  B、绝缘性测试。用万用表R×10k挡分别测量铁芯与初级,初级与各次级、铁芯与各次级、静电屏蔽层与衩次级、次级各绕组间的电阻值,万用表指针均应指在无穷大位置不动。否则,说明变压器绝缘性能不良。

  C、线圈通断的检测。将万用表置于R×1挡,测试中,若某个绕组的电阻值为无穷大,则说明此绕组有断路性故障。

  D、判别初、次级线圈。电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的,并且初级绕组多标有220V字样,次级绕组则标出额定电压值,如15V、24V、35V等。再根据这些标记进行识别。

  E、空载电流的检测。

  (1)直接测量法。将次级所有绕组全部开路,把万用表置于交流电流挡(500mA,串入初级绕组。当初级绕组的插头插入220V交流市电时,万用表所指示的便是空载电流值。此值不应大于变压器满载电流的10%~20%。一般常见电子设备电源变压器的正常空载电流应在100mA左右。如果超出太多,则说明变压器有短路性故障。

  (2)间接测量法。在变压器的初级绕组中串联一个10/5W的电阻,次级仍全部空载。把万用表拨至交流电压挡。加电后,用两表笔测出电阻R两端的电压降U,然后用欧姆定律算出空载电流I空,即I空=U/R。

  F、空载电压的检测。将电源变压器的初级接220V市电,用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值(U21、U22、U23、U24)应符合要求值,允许误差范围一般为:高压绕组≤±10%,低压绕组≤±5%,带中心抽头的两组对称绕组的电压差应≤±2%。

  G、一般小功率电源变压器允许温升为40℃~50℃,如果所用绝缘材料质量较好,允许温升还可提高。

  H、检测判别各绕组的同名端。在使用电源变压器时,有时为了得到所需的次级电压,可将两个或多个次级绕组串联起来使用。采用串联法使用电源变压器时,参加串联的各绕组的同名端必须正确连接,不能搞错。否则,变压器不能正常工作。I.电源变压器短路性故障的综合检测判别。电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级绕组输出电压失常。通常,线圈内部匝间短路点越多,短路电流就越大,而变压器发热就越严重。检测判断电源变压器是否有短路性故障的简单方法是测量空载电流(测试方法前面已经介绍)。存在短路故障的变压器,其空载电流值将远大于满载电流的10%。当短路严重时,变压器在空载加电后几十秒钟之内便会迅速发热,用手触摸铁芯会有烫手的感觉。此时不用测量空载电流便可断定变压器有短路点存在。

  国内四大变压器制造厂商为:沈阳变压器厂(2004年被特变电工股份有限公司兼并),西安变压器厂,保定变压器厂,特变电工股份有限公司,国外有名的公司有西门子,ABB等。

  磁屏蔽

  人造卫星远离地面几千至几万千米,为了使各种资料正确无误发回地球,应避免卫星上 的各种仪器间的相互干扰和宇宙磁场的影响;在电信技术中,有些通信设备的线圈会产生互感;各种精密仪器仪表,为保持精确,必须避免杂散磁场和地磁场的影响,这一切必须用到磁屏蔽。怎样进行磁屏蔽?可以先做一个简单实验研究一下。

  拿1块铜板(或1张厚纸板)放在1块永久磁铁下面一定距离处,桌上放一根铁针,使永久磁铁和铜板(或厚纸板)一起慢慢往下移动,当永久磁铁离桌面一定高度时,铁针就被吸到铜板(或厚纸板)上,记下这个高度。

  将铜板换成铁板,重复上述实验,这时永久磁铁必须放得离铁针更近时才能把铁针吸到铁板上,这表明铁板挡住了一部分磁感线。如果用的是纯铁板,永久磁铁必须放得更近才能吸起铁针。这表明纯铁板挡住了更多的磁感线。

  如用纯铁罩把永久磁铁完全包围起来,互相不接触,即使铁针再靠近一些纯铁罩,也不能被吸起来。这是因为铜板或厚纸板是非磁性材料,磁感线可以毫无阻挡地穿过它们,所以铁针很容易吸起来。铁板是磁性材料,它的磁导率较大,有良好的导磁作用,凡进入铁板的磁感线大部分集中在铁板里了。将纯铁做成屏蔽罩,把永久磁铁封闭起来,永久磁铁的磁感线绝大部分都集中在纯铁屏蔽罩内。屏蔽罩约厚,屏蔽效果越好。如果永久磁铁或其他能够产生磁场的物体置于纯铁屏蔽罩外面,则罩外的磁感线也基本上不能进入罩内,对于罩内的物体同样可以免受罩外磁场的影响,从而达到了屏蔽目的。

  对于高频交变磁场,情况就迥然不同了。铜和铝等导电性能良好的金属反而是理想的磁屏蔽材料。铜罩之所以能够屏蔽高频交变磁场,其原因在于高频交变磁场能在铜罩上引起很大的涡流,由于涡流的去磁作用,铜罩处的磁场大大减弱,以致罩内的高频交变磁场不能穿出罩外。同样道理,罩外的高频交变磁场也不能穿入罩内,从而达到磁屏蔽的目的。通常金属的电阻率越小,引起的涡流越大,用这种金属做成的屏蔽罩屏蔽效果越好。铁等磁性材料的电阻率一般都较大,引起的涡流就小,去磁作用就小;另一方面,磁性材料的高频功率损耗大,屏蔽效果差,因此屏蔽高频交变磁场时不采用磁性材料。

  屏蔽的原理是相同的。但是在高频情况下,还没有导磁率很高的材料用于屏蔽。在低频状态下磁导率很高的材料,到了高频状态,磁导率就变得很低了。即使专用的高频铁氧体,也很难超过100,与低频下硅钢片或者纯铁数千上万的磁导率相比差的很多,不能有效地聚集磁场。同时,这些材料都是一次性成型材料,烧制完成以后不能二次加工以适应不同的需要。因此,才不得不使用涡流损耗、反电动势产生反向磁场的方式来实现屏蔽。而产生涡流最好的材料,就是如纯铜、纯铝等低电阻率的材料。

  变压器用途:

  变压器有铁芯和线圈组成.变压器线圈分初级线圈和次级线圈.在初级线圈中通交流电时.变压器铁芯就产生了交变的磁场.次级线圈就感应出与初级频率相同的交流电.变压器线圈的圈数比等于电压比.例如一个变压器的初级线圈是880圈.次级是88圈.在初级接入220V电压.次级就会输出22V的交流电压.变压器不仅可以降压也可升压.远距离输电一般都用变压器升高电压.在用电处再用变压器降到我们所需要的电压

  直流变压器的说法不对.直流电不能变压.直流电要变换电压首先要用电子元件将直流电变为交流电,然后用变压器变换电压.这个设备叫逆变器.

  农网和城网经大力改造后,配变的性能和运行质量虽有所改观,但仍有较大的隐患,大致存在以下几个问题:

  1、根据城农网的普遍特点,负载率在大多数时间内为30-40%,但在高峰时,会经常超负荷运行。一方面,有很多不确定因素,例如,夏天持续高温,空调负荷猛增,农忙或抗旱期间,农网负荷骤增,都有可能使配变短时过载100%;另一方面,高速发展的经济增长带来工业和居民用电需求的增长速度超过电网的建设速度,过载现象一时难以避免。

  2、配变虽有报警和保护装置,但即使报警或跳闸后也无法在短时间内更换变压器,结果造成配变持续超负荷以致烧毁。

  3、过载配变的最大隐患是可能发生火灾,并且在燃烧时产生有害气体。

  4、随着两网改造和电网不断发展,配电变压器用量剧增,配变使用寿命期后的环保、回收问题,将成为一个严峻课题。

  5、箱变在城市供用电中大批使用,配套的变压器有油变也有干变,油变缺陷之一,就是油老化,绝缘性能下降,维护换油困难;干变的缺陷是防护等级低不宜户外运行。由于箱变内环境温度高,供电部门对其中变压器的负载能力忧心忡忡,难以确定其满载和过载的能力,一旦超负荷出现故障,调换变压器更为困难。

  国外的电网也曾有这样的经历,在20世纪60年代至70年代初,欧美在经济膨胀时期建设配电网络之初,配电变压器负载率仅为40%至50%。随着经济的高速增长,这些电网系统变得陈旧或不堪重负,尤其是配电变压器的负载率持续增长,变压器经常过载,导致故障上升,增容费用也大大增加。

  国外常用两种方法来解决上述问题:其一,采用nomex 绝缘纸和普通油配合的混合绝缘技术对传统变压器进行改造,改造后的设备容量显著提高。电力公司可以更灵活地运行这些设备,负载下降时损耗较低,负载高峰期又可提供较大的容量。已经认可和实施增容改造的国家有:美国、英国、印度、加拿大、澳大利亚和德国等十几个国家;其二,以nomex 绝缘纸和高燃点油配合生产高燃点油变压器。

  20世纪80年代,法国开发使用硅油和nomex 绝缘纸材料的柱上变压器,其广泛运用在人员拥挤的重要区域。国内电力机车上的机载变压器也有采用nomex 绝缘纸和硅油组合的绝缘系统的,已有多年运行经验。由于可持续发展战略和当今环保的要求,国内外制造厂及专家不断探索,采用nomex 绝缘纸和清洁可分解的高燃点β油制造出安全、环保的配电变压器将有效地减少和消除隐患。

  杜邦nomex 绝缘纸绝缘耐热等级为c级(即220℃),燃点在限氧指数以下,寿命期后可分解回收,绝缘性能和机械强度远远优于普通电缆纸。用nomex 绝缘纸制造生产的敞开式干变因其安全、环保的特性,被国内用户广泛认可和接受。β油是由美国dsi公司生产的一种性能优良的高科技环保油,其最大的特点是燃点高,防火性好(公安部消防科研所测试,其燃点为310℃,而普通油为165℃),它是从石油中提炼出来的,其成分为100%碳氢化合物,可完全生物降解,无毒性,对人体和环境无害,可循环利用,而且与变压器中其他材料具有相容性,与常规油可以混合使用。

  β油与杜邦耐热达220℃的nomex 绝缘纸配合制造的油变,符合美国标准nec450-23。在美国国家实验室、五角大楼、空军基地、国家海岸护卫队、海军、航空总署等地都使用这种变压器,且运行良好。在使用高燃点油变压器的场所,发生火灾和爆炸的概率大大降低。这种新型变压器近几年在美国得到迅速发展,已占到电力变压器的5%而且比例还在上升。国际电工委员会也正在考虑制定这种利用高耐温绝缘材料作为绝缘系统的配电变压器的设计导则。

  nomex 绝缘纸β油变,它的优点是安全、防火、运行费用小及环保性能好,最大特点是可靠性强。使用这种nomex 绝缘纸β油变,将会大大改变配变状况。

  1、短期超负荷不会出事,经过计算和试验,超负荷12个小时运行,其线圈和油的热点温度均低于其耐温等级,不会损伤其绝缘寿命。

  2、长期使用可免换油、免维护,克服现有普通油变缺点,节约运行成本。

  3、β油与普通变压器油相比,其粘度明显高于普通变压器油;而且变压器油箱设有独特的压力释放装置,运行中不会过压,因此不易渗漏。

  4、具有独特的安全防火特性,降低了运行风险;

  5、nomex 绝缘纸β油变压器具有干变的优点,既适用于安全、防火的高层建筑,又适宜户外运行。

  6、数量庞大的配电变压器,使用寿命期后材料的回收和循环使用以及废弃物的生物降解是可持续发展和环保的要求,而nomex 绝缘纸在寿命期后可生物降解,β油本身的工作温度远远低于其耐温等级,因此可经过处理再循环使用,处理后的废弃物可被土壤中的微生物分解并无毒性,因此不会在环境中长期聚集而造成污染。

  利用新材料、新技术制造新型配变,以消除配变安全隐患和环保问题值得人们探讨

  问题处理

  干燥处理

  感应加热法

  这种方法是将器身放在油箱内,外绕组线圈通以工频电流,利用油箱壁中涡流损耗的发热来干燥。此时箱壁的温度不应超过115~120℃,器身温度不应超过90~95℃。为了缠绕线圈的方便,尽可能使线圈的匝数少些或电流小些,一般电流选150A,导线可有用35~50mm2的导线。油箱壁上可垫石棉条多根,导线绕在石棉条上。

  热风干燥法

  这种方法是将器身放在干燥室内通热风进行干燥。进口热风温度应逐渐上升,最高温度不应超过95℃,在热风进口处应装设过滤器以防止火星和灰尘进人。热风不要直接吹向器身,尽可能从器身下面均匀地吹向各个方向,使潮气由箱盖通气孔放出。

  渗漏问题

  变压器的渗漏是变压器故障的常见问题,特别是一些运行年限已久的变压器更为普遍,轻者污染设备外表影响美观,重者威胁设备安全运行甚至人员生命,变压器的渗漏包括进出空气(正常经吸湿器进入的空气除外和渗漏油。

  原因

  造成渗漏的原因主要有两个方面:一方面是在变压器设计及制造工艺过程中潜伏下来的;另一方面是由于变压器的安装和维护不当引起的。变压器主要渗漏部位经常出现在散热器接口、平面碟阀帽子、套管、瓷瓶、焊缝、砂眼、法兰等部位。

  渗漏油的分类

  变压器的渗漏油可分为内漏和外漏两种,而外漏又可分为焊缝渗漏和密封面渗漏两种。

  1)内漏:内漏最普遍的就是充油套管中的油以及有载调压装置切换开关油室的油向变压器本体渗漏。

  2)外漏:外漏分为焊缝渗漏和密封面渗漏两种:

  焊缝渗漏:焊缝渗漏是由于钢板焊接部位存在砂眼所造成的。

  密封面渗漏:密封面渗漏情况比较复杂,要具体问题具体分析。在变压器大修或安装过程中应把防止密封面渗漏作为一项重要工作。

  变压器渗漏油的原因分析

  1、橡胶密封件失效和焊缝开裂

  变压器的焊点多、焊缝长,而油浸式变压器是以钢板焊接壳体为基础的多种焊接和连接的集合体。一台31500kVA变压器的总焊点达70余处,焊缝总长近20m左右,因此渗漏途径可能较多。直接渗漏的原因是橡胶密封件失效和焊缝开裂、气孔、夹渣等。

  2、密封胶件老化、龟裂、变形

  变压器渗漏多发生在连接处,而95 %以上主要是由密封胶件引起的。密封胶件质量的好坏主要取决于它的耐油性能,耐油性能较差的,老化速度就较快,特别是在高温下,其老化速度就更快,极易引起密封件老化、龟裂,变质、变形,以至失效,造成变压器渗漏油。

  3、变压器的制造质量

  变压器在制造过程中,油箱焊点多、焊缝长、焊接难、焊接材料、焊接规范、工艺、技术等都会影响焊接质量,造成气孔、砂眼、虚焊、脱焊现象从而使变压器渗漏油。

  4、板式蝶阀质量欠佳

  变压器另外一个经常发生渗漏的部位在板式蝶阀处,较早前生产的变压器,使用的普通板式蝶阀连接面比较粗糙、单薄,单层密封,属淘汰产品,极易引起变压器渗漏油。

  5、安装方法不当

  法兰连接处不平,安装时密封垫四周不能均匀受力,人为造成密封垫四周螺栓非均匀受力;法兰接头变形错位,使密封垫一侧受力偏大,一侧受力偏小,受力偏小的一侧密封垫因压缩量不足就容易引起渗漏。此现象多发生在瓦斯继电器连接处及散热器与本体连接处;还有一点就是密封垫安装时,其压缩量不足或过大,压缩量不足时,变压器运行温度升高油变稀,造成变压器渗油,压缩量偏大,密封垫变形严重,老化加速使用寿命缩短。

  6、托运不当

  托运及施工运输过程中零部件发生碰撞以及不正确吊装运输,造成部件撞伤变形、焊口开焊、出现裂纹等,引起渗漏。

  故障分析解决方案

  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,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。

  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。

  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。

  4、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。铸造砂眼可直接用材料进行密封。

  5、螺栓或管子螺纹渗漏油

  出厂时加工粗糙,密封不良,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、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。

  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。

  8、其它部位渗漏油

  除上述渗漏形式外,变压器渗漏有时呈部件渗漏。

  电力变压器是一种改变交流电压大小静止的电力设备,是电力系统中核心设备之一,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。如果变压器发生故障,将影响电力系统的安全稳定运行电力系统中很重要的设备,一旦发生事故,将造成很大的经济损失。分析各种电力变压器事故,找出原因,总结出处理事故的办法,把事故损失控制在最小范围内,尽量减少对系统的损害。

  由于每台变压器负荷大小、冷却条件及季节不同,运行中不仅要以上层油温允许值为依据,还应根据以往运行经验及在上述情况下与上次的油温比较。如油温突然增高,则应检查冷却装置是否正常,油循环是否破坏等,来判断变压器内部是否有故障。

  变压器的安全运行管理工作是我们日常工作的重点,通过对变压器的异常运行情况、常见故障分析的经验总结,将有利于及时、准确判断故障原因、性质,及时采取有效措施,确保设备的安全运行变压器是输配电系统中极其重要的电器设备,根据运行维护管理规定变压器必须定期进行检查,以便及时了解和掌握变压器的运行情况,及时采取有效措施,力争把故障消除在萌芽状态之中,从而保障变压器的安全运行。现根据对变压器的运行、维护管理经验。

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