电气百科:电力变压器、配电盘、紧固件技术故障分析

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电气百科:大型电力变压器绝缘事故的分析与预防

简介

1.变压器的安全运行受到绝缘事故的威胁,因此,在变压器的制造、安装、检修和运行过程中,对变压器绝缘系统的安全十分重视。本文着重分析引起变压器绝缘事故的原因以及对绝缘事故的预防。

详细介绍

2绝缘事故产生的原因

2.1绝缘事故概述

变压器的绝缘系统是一个绝缘配合问题。合理的绝缘配合是指变压器绝缘的耐受电场强度(以下简称“场强)大于其受到的作用场强,并有一定的裕度。当绝缘配合受到破坏,便引起绝缘事故的发生。

2.2作用场强失控引起的绝缘事故

1)长期工作电压

长期工作电压失控的问题是不存在的,但这不等于作用场强不失控。因为在一定的电压下,如果发生电场畸变,作用场强就会发生变化,引起电场畸变的原因有金属导体悬浮、导体上有尖角毛刺以及导电尘埃的积集等。例如:高压套管均压球安装时未拧紧或在运行中振松,就形成了悬浮导体,产生足以使油隙击穿的作用场强,引起局部放电和使变压器油分解出乙炔。

2)暂时过电压

工频电压短时升高或谐振过电压统称暂时过电压。当工频电压升高超过设计值时,便可能发生铁心的过激磁。在过激磁的状况下,一方面激磁电流的数值迅速增大,另一方面激磁电流中的谐波分量迅速增多。过激磁的倍数越大,则越严重。其后果是造成靠近铁心线圈的导体局部过热,引起匝间绝缘击穿。国外文献多次报导过此类事故。

3)操作过电压

电压等级超过220kV的变压器对操作过电压采取了有效的保护措施,所以至今未发现在操作过电压下的破坏事故。220kV及以下变压器的操作过电压的作用场强有失控的可能性,足以引发事故。例如:在空载合闸时发生线圈匝间或层间短路;在切低压侧补偿电容器时,引起低压引线对油箱放电;多次不同期合闸时,引起高压套管端部相间击穿。

4)雷电过电压

变压器高压侧的防雷保护比较健全,一般比较安全。但有些变压器的中、低压侧的耐雷水平较低,导致雷击损坏变压器的事故时有发生。如:220kV变压器,低压35kV侧发生过多次雷击损坏事故;110kV三绕组变压器的中压35kV侧或低压10kV侧也发过生雷击损坏事故。

2.3耐受场强下降引起的绝缘事故

耐受场强下降是指变压器在运行中由于受到污染而使绝缘处于非正常状态。引起污染的原因很复杂,常见的有以下3种:

1)绝缘受潮

正常的油纸绝缘耐受场强很高,在正常运行电压下,匝绝缘是不可能发生击穿事故的;但是实际情况是,变压器绕组绝缘事故由匝绝缘事故引起的可能性占到所有绝缘事故的80%~90%,其原因是油纸绝缘对水有极大的亲和力,其受潮后绝缘强度会直线下降。

一般的变压器在出厂前已做了绝缘强度试验,因此绝缘强度达到了国家标准。但是,在运输过程中或待安装过程中,就不能保证绝缘不受到破坏。所以,在变压器安装之前,一般都要进行吊芯检查。吊芯前天气须为晴天,相对湿度小于65%,器身温度要高于周围环境温度10℃。变压器油的绝缘应符合国家规定标准

由于吊芯过程中器身绝缘表面受潮,为驱除潮气,必须利用真空滤油机进行热油循环。在热油循环过程中油加热时脱水缸温度控制在70~75℃,油箱温度应>50℃,热油循环连续时间以24h为宜,如果达不到要求,必须延长热油循环时间。在严寒的冬季,为了提高热油循环的效率,必要时,须对变压器器身采取必要的“保温”措施,防止变压器器身温度由于外界环境温度过低而降低。

绝缘受潮事故可分为突发性受潮事故和渐变性受潮事故。

突发性受潮事故是指泼进水或吸进水引起的事故,有以下几种情况:套管“将军帽”密封不严,吸进的水分沿高压出线渗到线圈上,引起中部进线的高压线圈匝间短路;抽真空时将水打到线圈上,引起高压线圈烧毁;水冷却器漏水,引起线圈烧毁;油箱顶盖上的铁心接地套管或定位钉胶垫密封不严,进入水分引起线圈烧毁;套管均压球内积水,安装时将水倾倒到线圈上,引起高压线圈烧毁;变压器在带油运输中受潮,安装时未发现,投运后线圈烧毁;注油前未将进油管内的积水冲洗掉,且从上部进油,水混在油中淋到器身上,引起绝缘击穿;储油柜内积水,补油时将水冲到线圈上,引起线圈烧毁。

渐变性受潮事故是指绝缘整体受潮,随着油的循环,水分在绝缘中局部累积到一定程度后,引起的绝缘事故。如:水分沿围屏内油道集积,引起围屏树枝状放电;在电场最大处的匝间残留了硅胶,硅胶吸水后传给匝绝缘,使匝绝缘局部受潮,引起匝间短路。

总之,分析正常工作电压下的绝缘事故时,首先要考虑有没有绝缘受潮。因为正常工作电压下的绝缘裕度很大,除水分以外,很少有其它破坏绝缘的因素存在,能将绝缘的耐受强度下降到耐不住正常工作电压的强度。

2)金属异物

变压器器身上如残留金属导体,由于产生局部放电或将绝缘磨损,在发生过电压时或正常的工作电压下就有可能引起绝缘击穿损坏;但自上世纪80年代以后的变压器发生这类事故的可能性不大,因为生产厂家和现场都开展了局部放电试验,对检出金属异物是很有效的。

3)尘埃微粒

尘埃微粒包括导电性微粒、半导电性微粒、导磁性微粒、绝缘纤维及纸屑等。

导电性、半导电性微粒(铜末、铝末、碳末等)在电场作用下会沿电力线排列,使电场畸变,因而引发放电事故或发生油流带电现象。

导磁性微粒(铁末)在磁场作用下会沿磁力线排列,排列后容易引起铁芯多点接地故障。这种类型的故障,可以用冲击电流法将其冲散;但变压器恢复运行后不久,可能再次发生接地。再有,纤维在油中漂移,容易吸收水分,当漂移到裸导体电极之间时,形成“易击穿点”,激发低压引线之间的击穿放电。这种放电过后,如果导体烧损不严重,可以恢复送电,但恢复送电后要多观察变压器在运行中有无异常现象。

电气百科:变压器短路损坏的主要形式

变压器事故时有发生,而且有增长的趋势。从变压器事故情况分析来看,抗短路能力不够已成为电力变压器事故的首要原因,对电网造成很大危害,严重影响电网安全运行。

变压器经常会发生以下事故:外部多次短路冲击,线圈变形逐渐严重,最终绝缘击穿损坏;外部短时内频繁受短路冲击而损坏;长时间短路冲击而损坏;一次短路冲击就损坏。变压器短路损坏的主要形式有以下几种:

1、轴向失稳。这种损坏主要是在辐向漏磁产生的轴向电磁力作用下,导致变压器绕组轴向变形。

2、线饼上下弯曲变形。这种损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下,因弯矩过大产生永久性变形,通常两饼间的变形是对称的。

3、绕组或线饼倒塌。这种损坏是由于导线在轴向力作用下,相互挤压或撞击,导致倾斜变形。如果导线原始稍有倾斜,则轴向力促使倾斜增加,严重时就倒塌;导线高宽比例大,就愈容易引起倒塌。端部漏磁场除轴向分量外,还存在辐向分量,二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使内绕组导线向内翻转,外绕组向外翻转。

4、绕组升起将压板撑开。这种损坏往往是因为轴向力过大或存在其端部支撑件强度、刚度不够或装配有缺陷。

5、辐向失稳。这种损坏主要是在轴向漏磁产生的辐向电磁力作用下,导致变压器绕组辐向变形。

6、外绕组导线伸长导致绝缘破损。辐向电磁力企图使外绕组直径变大,当作用在导线的拉应力过大会产生永久性变形。这种变形通常伴随导线绝缘破损而造成匝间短路,严重时会引起线圈嵌进、乱圈而倒塌,甚至断裂。

7、绕组端部翻转变形。端部漏磁场除轴向分量外,还存在辐向分量,二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使绕组导线向内翻转,外绕组向外翻转。

8、内绕组导线弯曲或曲翘。辐向电磁力使内绕组直径变小,弯曲是由两个支撑(内撑条)间导线弯矩过大而产生永久性变形的结果。如果铁心绑扎足够紧实及绕组辐向撑条有效支撑,并且辐向电动力沿圆周方向均布的话,这种变形是对称的,整个绕组为多边星形。然而,由于铁芯受压变形,撑条受支撑情况不相同,沿绕组圆周受力是不均匀的,实际上常常发生局部失稳形成曲翘变形。

9、引线固定失稳。这种损坏主要由于引线间的电磁力作用下,造成引线振动,导致引线间短路。

电气百科:配电盘(柜)安装前的准备工作

电气百科:电力变压器、配电盘、紧固件技术故障分析

配电盘(柜)安装前的准备工作:

①配电盘的安装应在室内粉刷完毕,基础达到要求强度,清扫干净后进行;

②配电盘在安装前应进行检查验收,查核配电盘的型号,盘内的电器元件是否符合要求,有无机械损伤;

③基础型钢应配合土建下好埋件,基础型钢顶面应高出地平面1020mm,同一场所同一水平面上的基础型钢的水平误差不应超过长度的1/1000最大水平误差不应超过5mm,小车式配电柜的基础型钢应与屋内地面相平。

电气百科:螺丝|紧固件|标准件|螺栓|螺母|螺钉|铆钉|垫圈分类大全

电气百科:电力变压器、配电盘、紧固件技术故障分析

紧固件|标准件|螺栓|螺母|螺钉|铆钉|垫圈...

螺栓类

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螺钉类

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螺母类

六角薄螺加厚开槽方螺盖形法兰蝶形吊环圆螺焊接K帽尼龙四爪内外T型尼龙金属英美盘型弹簧细牙反牙轮毂2H管螺其他卡式嵌入铜螺高强

垫圈类

平垫标准鞍形波形齿形锥形止动球面锥面开口方斜弹性轴用孔用开口夹紧花色锯齿碗型其它

销与钉

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内六角

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丝杆类

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铆接类

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膨胀类

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非标类

喉箍钢丝铜紧钛紧尼龙铝制特殊车床台阶平键其它其它其它

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