智能小區(qū)中變壓器的異常運(yùn)行與分析
引言
在智能小區(qū)中，電力變壓器在運(yùn)行中一旦發(fā)生異常情況,將影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及對用戶的正常供電，甚至造成大面積停電。所以，對于變壓器的異常運(yùn)行分析有著重要意義。
1聲音異常
1.1正常狀態(tài)下變壓器的聲音
變壓器屬靜止設(shè)備，但運(yùn)行中仍然會發(fā)出輕微的、連續(xù)不斷的'嗡嗡”聲。這種聲音是運(yùn)行中電氣設(shè)備的一種特有現(xiàn)象,一般稱為“噪聲”產(chǎn)生這種噪聲的原因有：一是勵磁電流的磁場作用使硅鋼片振動；二是特性的接縫和疊層之間的電磁力作用引起的振動；三是繞組的導(dǎo)線之間或繞組之間的電磁力作用引起的振動；四是變壓器上某些零部件引起的振動。
正常運(yùn)行中，變壓器發(fā)出的“嗡嗡”聲是連續(xù)均勻的，如果產(chǎn)生的聲音不均勻或有特殊響聲，應(yīng)視為不正?，F(xiàn)象，判斷變壓器的聲音是否正常，可借助于“聽音棒”等工具進(jìn)行。
1.2聲音異常
變壓器運(yùn)行中的聲音異常情況一般有以下幾種：
1.2.1變壓器的聲音比平時增大
若變壓器的聲音比平時增大，且聲音均勻，可能的原因：一是電網(wǎng)發(fā)生過電壓。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地或產(chǎn)生諧振過電壓時，都會使變壓器的聲音增大。出現(xiàn)這種情況時,可結(jié)合電壓、電流表計(jì)的指示進(jìn)行綜合判斷；二是變壓器過負(fù)荷。變壓器過負(fù)荷時會使其聲音增大，尤其是在滿負(fù)荷的情況下突然有大的動力設(shè)備投入，將會使變壓器發(fā)出沉重的“嗡嗡”聲。
1.2.2變壓器有雜音
若變壓器的聲音比正常時增大且有明顯的雜音，但電流、電壓無明顯異常時，則可能是內(nèi)部夾件或壓緊鐵心的螺栓松動，使得硅鋼片振動增大所造成的。
1.2.3變壓器有放電聲
若變壓器內(nèi)部或表面發(fā)生局部放電，聲音中就會夾雜有“噼啪”的放電聲。發(fā)生這種情況時，若在夜間或陰雨天氣下,看到變壓器套管附近有藍(lán)色的電暈或火花，則說明瓷件污穢嚴(yán)重或設(shè)備線夾接觸不良，若變壓器的內(nèi)部放電，則是不接地的部件靜電放電，或是分接開關(guān)接觸不良放電，這時應(yīng)將變壓器作進(jìn)一步檢測或停用。
1.2.4變壓器有水沸騰聲
若變壓器的聲音中夾雜有水沸騰聲且溫度急劇變化，油位升高，則應(yīng)判斷為變壓器繞組發(fā)生短路故障，或分接開關(guān)因接觸不良引起嚴(yán)重過熱，這時應(yīng)立即停用變壓器進(jìn)行檢查。
1.2.5變壓器有爆裂聲
若變壓器的聲音中夾雜有不均勻的爆裂聲，則是變壓器內(nèi)部或表面絕緣擊穿，此時應(yīng)立即將變壓器停用檢查。
1.2.6變壓器有撞擊聲和摩擦聲
若變壓器的聲音中夾雜有連續(xù)的、有規(guī)律的撞擊聲和摩擦聲，則可能是變壓器外部某些零件如表計(jì)、電纜、油管等,因變壓器振動造成撞擊或摩擦，或外來高次諧波源所造成,應(yīng)根據(jù)情況予以處理。
2油溫異常
運(yùn)行中的變壓器內(nèi)部的鐵損和銅損轉(zhuǎn)化為熱量，熱量向四周介質(zhì)擴(kuò)散。當(dāng)發(fā)熱與散熱達(dá)到平衡狀態(tài)時，變壓器各部分的溫度趨于穩(wěn)定。鐵損是基本不變的，而銅損隨負(fù)荷變化。頂層油溫表指示的是變壓器頂層的油溫，溫升是指頂層油溫與周圍空氣溫度的差值。運(yùn)行中要以監(jiān)視頂層油溫為準(zhǔn)，溫升是參考數(shù)字(目前對繞組熱點(diǎn)溫度還沒有能直接監(jiān)視的條件)。
變壓器的絕緣耐熱等級為A級時，繞組絕緣極限溫度為105C對于強(qiáng)油循環(huán)繞組絕緣極限溫度為105C對于強(qiáng)油循環(huán)的變壓器，根據(jù)國際電工委員會推薦的計(jì)算方法：變壓器在額定負(fù)載下運(yùn)行，繞組平均溫升為65通常最熱點(diǎn)溫升比油平均溫升約高13°C,即65+13=78(°C),如果變壓器在額定負(fù)載和冷卻介質(zhì)溫度為+20C條件下連續(xù)運(yùn)行，則繞組最熱點(diǎn)溫度為98C，其絕緣老化率等于1(即老化壽命為20年)。因此，為了保證絕緣不過早老化，運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)對變壓器頂層油溫的監(jiān)視，按規(guī)定應(yīng)控制在85C以下。
若發(fā)現(xiàn)在同樣正常條件下，油溫比平時高出10C以上,或負(fù)載不變而溫度不斷上升(冷卻裝置運(yùn)行正常)，則可認(rèn)為變壓器內(nèi)部出現(xiàn)異常。
導(dǎo)致溫度異常的原因有以下幾種：
內(nèi)部故障引起溫度異常。變壓器內(nèi)部故障如繞組之間或?qū)娱g短路，繞組對周圍放電，內(nèi)部引線接頭發(fā)熱；鐵心多點(diǎn)接地使渦流增大過熱；零序不平衡電流等漏磁通形成回路而發(fā)熱等因素都可引起變壓器溫度異常。發(fā)生這些情況，還將伴隨著氣體或差動保護(hù)動作。故障嚴(yán)重時，還可能使防爆管或壓力釋放閥噴油，這時變壓器應(yīng)停用檢查。
冷卻器運(yùn)行不正常引起溫度異常。冷卻器運(yùn)行不正?；虬l(fā)生故障，如潛油泵停運(yùn)、風(fēng)扇損壞、散熱器管道積垢冷卻效果不良、散熱器閥門沒有打開或散熱器堵塞等因素引起溫度升高。應(yīng)對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)或沖洗，提高冷卻效果。
3油位異常
變壓器儲油柜的油位表，一般標(biāo)有一30C，+20C，+40C三條線，他們是指變壓器使用地點(diǎn)在最低溫度和最高溫度時對應(yīng)的油面，并注明溫度。根據(jù)這三個標(biāo)志可以判斷是否需要加油或放油。運(yùn)行中變壓器溫度的變化會使油的體積發(fā)生變化。從而引起油位的上下位移。常見的油位異常有假油位和油面過低。
如變壓器溫度變化正常，而變壓器油標(biāo)管內(nèi)的油位變化
不正?；虿蛔?，則說明是假油位。運(yùn)行中出現(xiàn)假油位的原因有:
油標(biāo)管堵塞;
油枕呼吸器堵塞；
防爆管通氣孔堵塞；
變壓器油枕存有一定數(shù)量的空氣；
一般情況下，油面過低應(yīng)視為異常。因其低到一定限度時,會造成輕瓦斯保護(hù)動作；嚴(yán)重缺油時，變壓器內(nèi)部繞組暴露會導(dǎo)致絕緣下降，甚至造成因絕緣散熱不良而引起損壞事故。處于備用的變壓器如嚴(yán)重缺油，也會吸潮而使其絕緣降低。造成變壓器油面過低或嚴(yán)重缺油的原因有以下幾種：
變壓器嚴(yán)重滲油；
修試人員因工作需要多次放油后未做補(bǔ)充;
氣溫過低且油量不足，或油枕容積偏小，不能滿足運(yùn)行要求。
4變壓器外觀異常
變壓器運(yùn)行中，夕卜觀異常有下列幾種原因：
4.1防爆管防爆膜破裂
防爆管防爆膜破裂，會引起水和潮氣進(jìn)入變壓器內(nèi)，導(dǎo)致絕緣油乳化及變壓器的絕緣強(qiáng)度降低。原因如下：
防爆膜材質(zhì)與玻璃選擇處理不當(dāng)。當(dāng)材質(zhì)未經(jīng)壓力試驗(yàn)驗(yàn)證或玻璃未經(jīng)退火處理時，受到自身內(nèi)應(yīng)力的不均勻時會導(dǎo)致裂面。
防爆膜及法蘭加工不精密不平整，裝置結(jié)構(gòu)不合理,檢修人員安裝防爆膜時工藝不符要求，緊固螺絲受力不均，接觸面無彈性等所造成。
呼吸器堵塞或抽真空充氮時不慎，受壓力而破損。4.2壓力釋放閥的異常
目前，大中型變壓器已大多應(yīng)用壓力釋放閥(下稱“釋放器”)代替老式的防爆管裝置，因?yàn)橐话憷鲜降姆辣苡驼碇荒芷鸬桨朊芊庾饔茫荒芷鸬饺芊庾饔?。?dāng)變壓器油超過一定標(biāo)準(zhǔn)時，釋放器便開始動作進(jìn)行溢油或噴油，從而減小油壓，保護(hù)了油箱。如果變壓器油量過多、氣溫又高而造成非內(nèi)部故障的溢油現(xiàn)象，溢出過多的油后釋放器會自動復(fù)位,仍起到密封的作用。釋放器備有信號報(bào)警以便運(yùn)行人員迅速發(fā)現(xiàn)異常并進(jìn)行查處。
4.3套管閃絡(luò)放電
套管閃絡(luò)放電會造成發(fā)熱，導(dǎo)致絕緣老化受損甚至引起爆炸。常見原因如下：
套管表面過臟，如粉塵、污穢等。在陰雨天就會發(fā)生套管表面絕緣強(qiáng)度降低，容易發(fā)生閃絡(luò)事故，若套管表面不光潔，在運(yùn)行中電場不均勻會發(fā)生放電現(xiàn)象。
高壓套管制造不良,末屏接地焊接不良形成絕緣損壞,或接地末屏出線的瓷瓶心軸與接地螺套不同心、接觸不良或末屏不接地，也有可能導(dǎo)致電位提高而逐步損壞。
當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部或外部過電壓時，套管內(nèi)由于存在隱患而導(dǎo)致?lián)舸?
4.4滲油和漏油
滲漏油是變壓器的常見缺陷，常見的具體部位及原因有：
閥門系統(tǒng):蝶閥膠墊材質(zhì)、安裝不良，放油閥精度不高、螺紋處滲漏。
膠墊接線樁頭、高壓套管基座、電流互感器出線樁頭、膠墊不密封、無彈性、滲漏。一般膠墊壓縮應(yīng)保持在2/3,有一定的彈性。隨運(yùn)行時間的增長，溫度過高、振動等原因造成老化龜裂、失去彈性或本身材質(zhì)不符要求，位置不對稱、偏心。
絕緣子破裂滲漏油。
設(shè)計(jì)制造不良。高壓套管升高座法蘭、油箱外表、油箱底盤大法蘭等焊接處，因制造和加工粗糙形成滲漏油。
5顏色、氣味異常
變壓器的許多故障常伴有過熱現(xiàn)象，使得某些部件或局部過熱，因而引起一些有關(guān)部件的顏色變化或產(chǎn)生特殊氣味。
一般引線、線卡處過熱都會引起異常。套管接線端部緊固部分松動，或引線頭線鼻子等接觸面發(fā)生嚴(yán)重氧化，使接觸處過熱，顏色變暗失去光澤，表面鍍層也遭到破壞。連接接頭部分一般溫度不宜超過70°C,可用示溫蠟片檢查，一般黃色熔化為60C，綠色70C，紅色80C，也可用紅外線測溫儀測量。溫度很高時還會散發(fā)出焦臭味。
套管、絕緣子有污穢或損傷嚴(yán)重時會發(fā)生放電、閃絡(luò)并產(chǎn)生一種特殊的臭氧味。
呼吸器硅膠一般正常干燥時為藍(lán)色，其作用為吸附空氣中進(jìn)入油枕膠袋、隔膜中的潮氣，以免變壓器受潮。當(dāng)硅膠由藍(lán)色變?yōu)榉奂t色，則表明受潮而且硅膠已失效，一般粉紅色部分超過2/3時，應(yīng)予更換。硅膠變色過快的原因主要有：
長期天氣陰雨、空氣濕度較大，吸濕變色過快；
呼吸器容量過小，如采用0.51kg的呼吸器，變色過快是常見現(xiàn)象，應(yīng)更換較大容量的呼吸器;
硅膠玻璃罩罐有裂紋破損；
呼吸器下部油封罩內(nèi)無油或油位太低起不到良好油封作用，使?jié)窨諝馕唇?jīng)油封過濾而直接進(jìn)入硅膠罐內(nèi)；
呼吸器安裝不良，如膠墊龜裂不合格，螺絲松動安裝不密封而受潮。
附件電源線或二次線的老化損傷，則會造成短路，從而產(chǎn)生異常氣味。
另外，冷卻器中電機(jī)短路、分控制箱內(nèi)接觸器、熱繼電器過熱等燒損，也會產(chǎn)生焦臭味。
6結(jié)語
綜上所述，在智能小區(qū)中，物業(yè)管理人員一定要密切關(guān)注變壓器的運(yùn)行情況。一旦出現(xiàn)異常，務(wù)必及時查明原因，解決故障，確保小區(qū)內(nèi)的正常供電。
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