?變壓器是變電站的核心設(shè)備，是關(guān)系到供電可靠性和變電站能否安全運(yùn)行的決定因素。本文介紹了一起變壓器中溫過(guò)熱故障的原因現(xiàn)象、分析、排查和現(xiàn)場(chǎng)處理方案選擇、確定以及電流沖擊設(shè)備參數(shù)選擇計(jì)算等。
? ??設(shè)備概況及故障現(xiàn)象
? ? 某變電站1號(hào)主變壓器額定容量16000kVA，是一臺(tái)投運(yùn)近20年的油浸風(fēng)冷三圈式變壓器，由原湖北變壓器廠1988年制造，1991年安裝投運(yùn)。變壓器高壓側(cè)電壓110kV，中壓側(cè)電壓35kV，低壓側(cè)電壓10KV。該變壓器是當(dāng)?shù)鼐用窈蛷S礦生產(chǎn)、生活供電的唯一電源。
? ? 該變壓器在二〇一〇年定期預(yù)防性試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，變壓器油中總烴、氫氣含量分別為1268.11PPm、168.39PP，超過(guò)注意值。對(duì)檢驗(yàn)出氣體含量采用國(guó)標(biāo)《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》中特征氣體三比值法分析，發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部存在300～700℃中溫過(guò)熱點(diǎn)。
? ? 引起中溫過(guò)熱原因分析
? ? 由于是首次遇到變壓器出現(xiàn)中溫過(guò)熱的情況，對(duì)其危害程度及故障原因難以判明，結(jié)合相關(guān)資料和經(jīng)咨詢生產(chǎn)廠家，分析大型電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，該過(guò)熱產(chǎn)生的因素主要有以下幾點(diǎn)：
? ? 導(dǎo)線過(guò)電流；鐵芯局部短路；鐵芯多點(diǎn)接地形成環(huán)流；分接開(kāi)關(guān)接觸不良；接線焊接不良，電磁屏蔽不良，使漏磁集中；油道堵塞，影響散熱等。
? ? 對(duì)以上可能引發(fā)過(guò)熱故障的因素結(jié)合運(yùn)行記錄和歷年試驗(yàn)數(shù)據(jù)可排除導(dǎo)線過(guò)電流、分接開(kāi)關(guān)接觸不良、接線焊接不良三項(xiàng)因素，其他因素由于受試驗(yàn)條件限制或不是預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目，暫時(shí)無(wú)法排除。
? ? 進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)該故障是一種軟故障，點(diǎn)多面廣，查找困難，資料介紹即使通過(guò)專門(mén)檢修也不一定能找到故障點(diǎn)，消除故障源，在現(xiàn)場(chǎng)只能通過(guò)吊罩檢查查找故障點(diǎn)，加以消除，若查不出故障原因或即使能發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)但無(wú)法消除時(shí)，變壓器就需要返廠大修。
? ? 過(guò)熱對(duì)變壓器的影響
? ? 變壓器在運(yùn)行中是有損耗的，損耗主要包括鐵芯的磁滯和渦流損耗、繞組的電阻損耗。這些損耗所產(chǎn)生的熱量，一方面通過(guò)變壓器油、散熱管、外殼等的傳導(dǎo)、輻射、對(duì)流方式傳遞到周?chē)h(huán)境中，另一方面使變壓器溫度升高。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間（小型變壓器約為10H,大型變壓器約為24H），變壓器達(dá)到穩(wěn)定的溫升。如果溫升過(guò)高，或者溫升速度過(guò)快，或與同種產(chǎn)品相比溫升明顯偏高，就視為故障表現(xiàn)。溫升過(guò)高是造成變壓器壽命降低的主要原因，也是變壓器故障的主要表現(xiàn)。
? ? 對(duì)變壓器危害最大的是絕緣材料老化、絕緣性能的破壞及絕緣油老化，而老化速度的快慢與溫度息息相關(guān)。變壓器油老化的基本因素是氧化和溫度，高溫加速油的老化，同時(shí)也加油速氧化作用，氧化使油色變深、渾濁、酸度增加，絕緣性能變壞，出現(xiàn)破壞絕緣和腐蝕金屬的低分子酸和沉淀物，影響變壓器的使用壽命。
? ? 變壓器的壽命取決于絕緣材料的溫度，根據(jù)“6℃法則”每降低6℃則壽命延長(zhǎng)一倍。因此加強(qiáng)冷卻、降低溫升就可以節(jié)能和延長(zhǎng)變壓器的使用壽命。
? ? 綜合以上原因經(jīng)分析，該過(guò)熱點(diǎn)已嚴(yán)重影響到變壓器的安全運(yùn)行和使用壽命，為避免故障機(jī)一步發(fā)展，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失，必須盡快消除該故障。
? ? 處理地點(diǎn)的確定
? ? 現(xiàn)場(chǎng)處理?? 變壓器的一般大修都是在現(xiàn)場(chǎng)完成的，該變壓器二○○五年十一月份在原位完成第一次標(biāo)準(zhǔn)檢修，在故障原因不明的情況下，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查、初步處理?xiàng)l件是滿足的，但存在不確定性，不一定能查找到或消除故障。
? ? 返廠大修?? 返廠大修最是簡(jiǎn)便的方法，在制造廠家可以采用多種方法進(jìn)行檢查，可利用的工具和環(huán)境條件是現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法比擬的，一定能查找到并消除故障。
? ? 由于設(shè)備安裝處遠(yuǎn)離有能力處理該故障的變壓器生產(chǎn)廠家，山路崎嶇，運(yùn)輸一臺(tái)器身重24.9噸的變壓器有一定的困難，運(yùn)輸費(fèi)用較高，該運(yùn)輸只有在不得已的情況下采用。
? ? 通過(guò)比較，首先采用在現(xiàn)場(chǎng)查找處理故障，當(dāng)故障在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法處理或查找不到時(shí)再采用轉(zhuǎn)運(yùn)至廠家處理的方案。
? ? 故障原因的確定
? ? 經(jīng)過(guò)準(zhǔn)備后于二○一○年十月十日，對(duì)該1號(hào)主變壓器進(jìn)行吊芯檢修，檢查器身未發(fā)現(xiàn)明顯故障點(diǎn)，用2500V搖表?yè)u測(cè)鐵芯對(duì)夾件絕緣為0MΩ，打開(kāi)鐵芯分瓣連片測(cè)得靠近高壓側(cè)鐵芯絕緣電阻值約為0MΩ，另一半鐵芯絕緣為2500MΩ，故判定鐵芯出現(xiàn)非金屬性多點(diǎn)接地故障。
? ??電力變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，繞組周?chē)嬖陔妶?chǎng)，而鐵芯和夾件等金屬構(gòu)件處于電場(chǎng)中，若鐵芯未可靠接地，則會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，損壞絕緣。因此，鐵芯必須有一點(diǎn)可靠接地，如果鐵芯由于某種原因出現(xiàn)另一個(gè)接地點(diǎn)，形成閉合回路，則正常接地的引線上就會(huì)有環(huán)流。其一方面造成鐵芯局部短路過(guò)熱，甚至局部燒損;另一方面，由于鐵芯的正常接地線產(chǎn)生環(huán)流，造成變壓器局部過(guò)熱，也可能產(chǎn)生放電性故障，使變壓器油分解出現(xiàn)油中總烴、氫氣含量超過(guò)注意值，可以確定鐵芯出現(xiàn)另一個(gè)接地使引起該變壓器中溫過(guò)熱原因。