變壓器運(yùn)行維護(hù)

1、變壓器運(yùn)行維護(hù) 2變壓器運(yùn)行維護(hù)(2)2010-11-27 17：04現(xiàn)場(chǎng)利用渦輪機(jī)房的起吊裝置將變壓器吊出油箱后，通過直觀檢查立即發(fā)現(xiàn)，問題出在鐵心框架和鐵心框架與油箱絕緣部位。由于變壓器絕緣在運(yùn)輸期間遭受到破壞，因此在鐵心框架之間發(fā)生電弧，框架與油箱之間還出現(xiàn)了循環(huán)電流通過框架和油箱。有一段時(shí)期，這個(gè)問題在大型變壓器上經(jīng)常出現(xiàn)，因此對(duì)鐵心的絕緣需要做非常謹(jǐn)慎的試驗(yàn)。如果已經(jīng)達(dá)到規(guī)定的較高試驗(yàn)要求，則可以不做這種試驗(yàn)。在發(fā)生電弧放電的部位增加絕緣后將鐵心和線圈放進(jìn)油箱，使變壓器重新投人運(yùn)行。圖126示出了返修后的變壓器油中溶氣分析數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)可以看出，油中溶氣含量的變化為零，從而證實(shí)了變

2、壓器維修是成功的。圖126實(shí)例研究1號(hào)發(fā)電機(jī)變壓器修復(fù)后的油中溶氣含量研究的第二個(gè)實(shí)例不太成功，它沒有指出故障和需要維護(hù)的正確位置，一部分原因是由于有許多相關(guān)的小故障連續(xù)發(fā)生，此外，是由于操作和維護(hù)人員對(duì)油進(jìn)行了大量的脫氣。當(dāng)變壓器油中溶氣含量增加時(shí)，維護(hù)人員有時(shí)會(huì)陷入到一種進(jìn)退兩難的境地，摘自：工變電器因?yàn)槊摎鈺?huì)使釋放出來的自由氣體含量達(dá)到能使Buchholz繼電器動(dòng)作的程度。為了避免出現(xiàn)這種情況，其策略是對(duì)油進(jìn)行處理，以便降低油中溶氣含量。然而，令人遺憾的是，油中溶氣分析方法在診斷故障時(shí)，會(huì)使人產(chǎn)生極大的迷惑。因?yàn)殡m然油中氣體含量得到降低，但絕緣材料中的氣體含量卻仍然處于很高的水平。當(dāng)很高

3、的氣體含量擴(kuò)散到油中，一直達(dá)到平衡時(shí)，會(huì)增加油中的氣體含量，而這種氣體的生成速率卻與故障無關(guān)。因此，對(duì)故障氣體進(jìn)行診斷時(shí)，最好采用沒有脫氣處理的油摘自：工變電器。實(shí)際診斷此實(shí)例變壓器是一臺(tái)l9.5kV/300kV發(fā)電機(jī)變壓器，油中溶氣含量首先表明了變壓器運(yùn)行前6年的狀況以及延續(xù)運(yùn)行l(wèi)4年后，直到最后因碎屑造成Buchholz繼電器動(dòng)作，不得不將變壓器從系統(tǒng)撤離的油中溶氣數(shù)據(jù)。表17是此臺(tái)變壓器14年運(yùn)行期間的油中溶氣含量以及每次油樣的采樣時(shí)間。摘自：工變電器表中還包括羅杰斯比值。在最后3年運(yùn)行期間，由于機(jī)械原因，將發(fā)電機(jī)電壓限制到18.7kv。在此需要說明的是，在這段時(shí)間，油中溶氣含量較為穩(wěn)定

4、。在整個(gè)運(yùn)行周期里，發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓調(diào)整(AVR)存在一個(gè)控制問題，導(dǎo)致電壓常常超過l9.5kv。研究認(rèn)為，變壓器的一些問題是由于過電壓階段產(chǎn)生的過勵(lì)磁所致，這或許可以通過降低運(yùn)行電壓而達(dá)到降低氣體含量的目的?？梢钥闯觯_杰斯比值并沒有明確的模式。由于變壓器的氣體生成歷史背景較復(fù)雜，并且已經(jīng)積累了大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，所以，在決定完全報(bào)廢變壓器之前，拆除變壓器并進(jìn)行詳細(xì)檢查是必要的。通過實(shí)際檢查表明，變壓器存在嚴(yán)重的故障，某些故障很可能形成較早，并且屬于過勵(lì)磁所致。已經(jīng)判定的故障如下：繞組夾緊調(diào)節(jié)螺栓的電弧放電。與繞組應(yīng)力屏蔽相連接處電弧放電。在鐵心鋼板邊緣，被持續(xù)通過的嚴(yán)重循環(huán)電流灼燒。鐵心框架和臨

5、近鐵心框架的絕緣過熱。認(rèn)為后兩項(xiàng)故障屬于過勵(lì)磁所致摘自：工變電器。表17研究實(shí)例2.發(fā)電機(jī)變壓器在l969年1983年之間的油中溶氣含量和羅杰斯比值。陰影部分表示數(shù)據(jù)來自油脫氣后立即取樣進(jìn)行分析得到的結(jié)果后一種情況證明，有時(shí)要完全的依賴油中溶氣分析結(jié)果得出有價(jià)值的結(jié)論非常困難。油中溶氣分析方法只不過是能夠?yàn)檫\(yùn)行維護(hù)人員提供可能存在故障的一種提示。有許多額外問題，例如，變壓器能否從電網(wǎng)中撤除，能否進(jìn)入油箱進(jìn)行檢查，以便確定故障位置等。摘自：工變電器即使已經(jīng)做出這種決定，如果繞組內(nèi)部存在故障，仍難以發(fā)現(xiàn)，因此利用外觀檢查查不出來。其次的問題是是否需要進(jìn)一步采取措施，并使變壓器從系統(tǒng)中撤離，大多數(shù)的

6、維護(hù)人員都將回避這個(gè)問題。7.4氣體監(jiān)測(cè)器在偶然的情況下，利用油中溶氣分析也會(huì)檢測(cè)出有一定嚴(yán)重程度的故障。除了故障的嚴(yán)重性以外，變壓器在運(yùn)行時(shí)會(huì)存在壓力，這種壓力會(huì)一直持續(xù)到變壓器接近停止運(yùn)行或也許直到從另外地點(diǎn)安裝一臺(tái)備用變壓器為止。在這些情況下，則需要經(jīng)常進(jìn)行取樣分析，安裝氣體在線監(jiān)測(cè)器是一種可行且比較經(jīng)濟(jì)的做法。可以將在線監(jiān)測(cè)裝置連接到油路中，并且可以現(xiàn)場(chǎng)采樣分析，即每隔1h便可進(jìn)行取樣分析。應(yīng)當(dāng)建立故障氣體或總氣體含量的報(bào)警值，以便監(jiān)測(cè)超過規(guī)定限值的油中溶氣含量摘自：工變電器。這種氣體在線監(jiān)測(cè)裝置由英國(guó)中央供電局與英國(guó)薩里郡的西格爾(Singnl In一struments of Cam

7、berley)儀器公司共同研制。若干年前，西格爾儀器公司的儀器便連續(xù)投放市場(chǎng)，但是造價(jià)相當(dāng)昂貴。因此，除了特殊情況以外，一般情況下不宜采用。由于存在很大的市場(chǎng)局限性，所以從20世紀(jì)90年代早期便已停止生產(chǎn)這種裝置。然而，最近研制的可編程邏輯控制器，可使儀器成本得到極大降低，相信在不久的將來，這種裝置會(huì)以同樣的形式重新出現(xiàn)在市場(chǎng)上。較經(jīng)濟(jì)的在線監(jiān)測(cè)裝置是氫氣在線監(jiān)測(cè)儀，它也是上述公司與英國(guó)中央供電局聯(lián)合研制的。這種氫氣在線監(jiān)測(cè)的工作原理是，無論任何時(shí)候，摘自：工變電器變壓器故障都會(huì)產(chǎn)生氫氣(見圖6-123)，因此，只要連續(xù)監(jiān)測(cè)并建立氫氣報(bào)警值便可發(fā)現(xiàn)異常。但是這種裝置有一個(gè)缺點(diǎn)，即只要存在故障氣

8、體便報(bào)警。從以上論述可以看出，并不是只要有大量的某種氣體或某些氣體存在就能做為故障的標(biāo)志，故障僅僅是以氣體含量在現(xiàn)有基礎(chǔ)上發(fā)生突然變化為標(biāo)志。實(shí)際上，應(yīng)當(dāng)掌握最現(xiàn)代的判斷氫氣的方式，即僅僅考慮氫氣含量出現(xiàn)突然變化的情況。當(dāng)然某些情況下，采用在線監(jiān)測(cè)裝置是非常有用的，這是阻為在線監(jiān)測(cè)裝置能夠?qū)δ切┌l(fā)展非?？焖俚墓收习l(fā)出報(bào)警。任何時(shí)候，人工采樣都存在著采樣頻率方面的限制。按照每?jī)扇齻€(gè)月進(jìn)行一次常規(guī)取樣往往是不切合實(shí)際的，因?yàn)樵谶@一時(shí)間段里，變壓器可能會(huì)發(fā)生許多故障。應(yīng)當(dāng)明白，為什么英國(guó)國(guó)家電力公司規(guī)定，現(xiàn)在所有投入到400kv和275kv電力系統(tǒng)的新變壓器都要安裝油中溶氣在線監(jiān)測(cè)裝置。提出的另一項(xiàng)

9、有價(jià)值的建議是，所有新投入運(yùn)行的超高壓變壓器，在運(yùn)行前3個(gè)月都應(yīng)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，要求變壓器容易與在線監(jiān)測(cè)裝置連接在一起。7.4.1纖維劣化雖然在20世紀(jì)70年代后期，英國(guó)中央供電局采用油中溶氣分析方法在預(yù)測(cè)故障方面取得了顯著的進(jìn)步和許多成功，但在此期間，曾出現(xiàn)過一或兩次沒有預(yù)測(cè)出的災(zāi)難性失敗。這暴露了油中溶氣分析方法的不足。其中一個(gè)問題是，在很低的過熱溫度下，碳?xì)錃怏w生成緩慢，因此很難精確的測(cè)出它們?cè)谟椭械暮浚m然是低溫過熱，但仍然會(huì)導(dǎo)致縮短變壓器預(yù)期壽命。在這種情況下，需要一種較精確并且敏感的測(cè)定絕緣紙劣化的方法。在這種背景下，開始了以下研究工作。資料來源于1984年(8月9月)召開的國(guó)際大

10、電網(wǎng)會(huì)議論文，摘自：工變電器作者是英國(guó)中央供電局的PJ波頓(P.JBurton)，J格雷厄姆(J.graham)，A.C.郝爾(A.C.Hal1)，J.A.拉沃爾(J.A.Laver)和A.J.歐來沃爾(A.J.0liver)。以上幾位作者所研究的方法均基于對(duì)11O低溫下絕緣紙受熱劣化后油中化合物的分析結(jié)果。此種分析方法的意義在于配合油中溶氣分析，但并非可做為一種單獨(dú)的方法，要依靠油中溶氣分析提出可能存在的故障報(bào)警。這一新技術(shù)將被用來獲得關(guān)于故障性質(zhì)和故障程度方面的更多信息摘自：工變電器。采取油樣之后，要與甲醇相混合。混合的目的是使油中一定量的化合物溶解在甲醇中，化合物的濃度由油的平衡來確定(

11、與前面論述的油/水/紙平衡相類似)。將甲醇和它的溶解物放進(jìn)高性能液體光譜分析儀中，以便進(jìn)行單獨(dú)化合物的分離和測(cè)量。圖6-127示出了典型的色譜分析圖。纖維劣化采用甲醇提取的主要原因是避免油的成分聚集，造成光譜難于探測(cè)和區(qū)分化合物摘自：工變電器。圖6-l27還列出了紙劣化的產(chǎn)物。在這些化合物中，2糠醛是從運(yùn)行變壓器中檢測(cè)出來的常見化合物。利用這種研究方法，對(duì)運(yùn)行變壓器采集了許多樣品進(jìn)行糠醛含量分析。已注意到一臺(tái)22kV/400kV發(fā)電機(jī)變壓器在16個(gè)星期內(nèi)，乙烷和甲烷含量出現(xiàn)十分快速的增加，從而表明變壓器存在150200的過熱。在同樣的時(shí)間段，糠醛含量則從0.7mg/L增加到1.7mg/L，推測(cè)

12、紙和油都存在過熱。變壓器最終出現(xiàn)失效。調(diào)查表明，變壓器A相和B相繞組疏松，可能由于輸電系統(tǒng)的故障和變壓器低壓繞組B相的匝間故障使變壓器跳閘所致。絕緣紙出現(xiàn)的過熱證實(shí)了糠醛含量高的原因摘自：工變電器。利用這種方法探測(cè)紙劣化的可信度已得到證實(shí)。但這種方法也存在著與油中溶氣分析相類似的司題，并沒有規(guī)定正常變壓器存在的糠醛含量標(biāo)準(zhǔn)，因此，不可能像有人希望的那樣對(duì)全部變壓器進(jìn)行糠醛含量測(cè)量，以確定出絕緣過早老化的變壓器。尚沒有一種可以有效區(qū)分輕微劣化和局部嚴(yán)重劣化的方法。還有一種情況，即如果短期過載引起過熱和嚴(yán)重老化，會(huì)產(chǎn)生一定量的糠醛，但隨后進(jìn)入正常的負(fù)載周期，摘自：工變電器并沒有過熱現(xiàn)象，糠醛被吸進(jìn)

13、大量的絕緣紙中，在這種情況下，油中的糠醛將與正常情況的稍有區(qū)別。正像油中溶氣分析那樣，經(jīng)過一段時(shí)期后，又會(huì)測(cè)出糠醛含量，可將測(cè)到的階躍變化看成是故障狀態(tài)的一種標(biāo)志。7.4.2在工廠試驗(yàn)期間進(jìn)行油中溶氣分析當(dāng)然應(yīng)當(dāng)指出，油中溶氣分析不僅可作為變壓器運(yùn)行期間的一種判定故障的依據(jù)，同時(shí)還可做為工廠試驗(yàn)期間的一種非常有用的診斷方法。電力部門正在逐步認(rèn)識(shí)到，要檢驗(yàn)大型變壓器能否適應(yīng)30年或30年以上的安全運(yùn)行，僅憑幾個(gè)小時(shí)的工廠試驗(yàn)是非常有限的。此外，技術(shù)規(guī)定將允許較高的運(yùn)行溫度，顯然理論上仍允許高于熱點(diǎn)試驗(yàn)所測(cè)到的平均值，但用戶卻不敢保證不出現(xiàn)超過允許限值的熱點(diǎn)。還有一種趨勢(shì)是，變壓器廠家縮短溫升試驗(yàn)

14、時(shí)間，這樣可以減少初始相位試驗(yàn)期間需要的強(qiáng)風(fēng)冷卻，但卻減少了發(fā)現(xiàn)故障的概率。與此相反，許多用戶規(guī)定溫升試驗(yàn)或確切地說，熱運(yùn)行試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)持續(xù)24h。在這一時(shí)間范圍，從熱運(yùn)行試驗(yàn)前、后采取的油樣中，可得到重要的油中溶氣數(shù)值摘自：工變電器。一般來說，雖然不能建立油中溶氣含量的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，但通過分析油樣不僅可清楚地表明存在的嚴(yán)重故障，而且還能夠揭示影響變壓器預(yù)期壽命的絕緣過熱故障。當(dāng)然，短路溫升試驗(yàn)的一條標(biāo)準(zhǔn)是鐵心磁通密度必須很低，能導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)過熱的漏磁通也必須有很大的降低。英國(guó)中央供電局為此規(guī)定，延長(zhǎng)過電壓運(yùn)行試驗(yàn)的時(shí)間，即相當(dāng)于對(duì)變壓器進(jìn)行8h、83%過勵(lì)磁。認(rèn)為在這樣長(zhǎng)的過勵(lì)磁狀態(tài)下，足以使油中

15、產(chǎn)生能探測(cè)到的氣體含量，并且可以反映出由漏磁通導(dǎo)致的明顯過熱。當(dāng)然許多廠家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到在工廠試驗(yàn)期間(并非等到問題嚴(yán)重時(shí))才發(fā)現(xiàn)變壓器初始故障的好處。因此，提倡采用油中溶氣分析作為工廠試驗(yàn)的一種性能分析方法。IEEE電機(jī)工程學(xué)會(huì)1981年7月在西屋電器協(xié)會(huì)召開的會(huì)議論文中，曾論述了兩個(gè)研究實(shí)例。這兩個(gè)實(shí)例均是殼式變壓器。第一臺(tái)殼式變壓器是三相帶有載分接開關(guān)的殼式變壓器。表6-18示出了工廠溫升試驗(yàn)后的油中溶氣分析結(jié)果。推測(cè)溫升試驗(yàn)前已經(jīng)做過油樣分析，但沒有列出數(shù)據(jù)。假定一臺(tái)剛注油并且已經(jīng)過油處理的新變壓器初始?xì)怏w含量很低。即使在沒有采用比值做判定的情況下，根據(jù)乙烯的含量便可清楚的看出變壓器已經(jīng)存

16、在嚴(yán)重的過熱。此外，新變壓器中存在的乙炔應(yīng)做為變壓器存在故障的標(biāo)志。論文指出，調(diào)查發(fā)現(xiàn)的過熱是漏磁通所致。采取措施后，重復(fù)溫升試驗(yàn)表明過熱問題已經(jīng)得到解決摘自：工變電器表6-18在工廠試驗(yàn)期間采用的油中溶氣分析：例l.根據(jù)IEEE電機(jī)工程學(xué)會(huì)1981年的論文診斷結(jié)果：雜散磁通使變壓器鋼結(jié)構(gòu)件受熱。報(bào)導(dǎo)的第二個(gè)實(shí)例是電爐變壓器。此變壓器具有很大的低壓額定電流，低壓引線和連線均采用帶螺栓連接的銅排。表6-19示出了溫升試驗(yàn)后的油中溶氣分析結(jié)果，實(shí)際上油中碳?xì)錃怏w含量相當(dāng)正常。變壓器溶氣分析結(jié)果的非正?，F(xiàn)象是所有樣品均無氫氣含量。分析經(jīng)過最新處理的變壓器油樣并沒有發(fā)現(xiàn)任何氣體含量超標(biāo)。當(dāng)然，必須認(rèn)真

17、關(guān)注甲烷和乙烷含量。乙烯含量很低，表明變壓器沒有非常的過熱現(xiàn)象。論文指出，摘自：工變電器盡管檢查了所有螺栓，并沒有發(fā)現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，但證實(shí)螺栓擰得不到位，僅達(dá)1/4或1/2。進(jìn)一步檢查后沒有發(fā)現(xiàn)其他故障。通過重復(fù)進(jìn)行溫升試驗(yàn)也沒有發(fā)現(xiàn)任何碳?xì)錃怏w。表6-19在工廠試驗(yàn)期間的油中溶氣分析：例2.根據(jù)IEEE1981年秋季會(huì)議論文診斷結(jié)果：低壓引線嫘栓接點(diǎn)過熱。7.4.3確定油中溶氣的限值由于上述原因，很難確定變壓器的故障氣體限值。因此，大多人在采用油中溶氣分析碳?xì)錃怏w和絕緣紙的纖維劣化物時(shí)，均側(cè)重于分析它與原來的氣體含量值的變化趨勢(shì)。因?yàn)楦鶕?jù)氣體的變化趨勢(shì)可以判斷出是否存在故障。但許多變壓器用戶則感

18、到應(yīng)當(dāng)有個(gè)限值標(biāo)準(zhǔn)，也有一些人已經(jīng)致力于這方面的工作。國(guó)際電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)的油中溶氣分析解釋編碼帶有參考限值。在英國(guó)，工程師協(xié)會(huì)(EA)的技術(shù)博士M.K頓恩(Domun)已經(jīng)研究并搜集了大約500臺(tái)變壓器的油樣分析數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)主要來自132kv變壓器。多年來的分析工作結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在國(guó)際電氣公司(IEC)委員會(huì)1992年9月的介電材料、測(cè)量和應(yīng)用會(huì)議的論文中，對(duì)于經(jīng)歷了漫長(zhǎng)負(fù)載周期的變壓器來說，這些溶氣含量值是屬于正常狀態(tài)的最佳值。表6-20列出了這些數(shù)值摘自：工變電器。表6-20 M.K.頓恩(Domuns)規(guī)定的系統(tǒng)變壓器油中溶氣限值頓恩強(qiáng)調(diào)各單臺(tái)變壓器間的油中溶氣值存在很大的變

19、化,例如，根據(jù)以上規(guī)律選擇50%，那么至少有50%的樣品符合這些參數(shù)值。英國(guó)中央供電局對(duì)大型發(fā)電機(jī)變壓器的經(jīng)驗(yàn)是，可以在很高負(fù)載下運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間。這一點(diǎn)與頓恩研究的系統(tǒng)變壓器不同，這些發(fā)電機(jī)變壓器的碳?xì)浜棵黠@高于表6-20中的限值，但仍然可以正常運(yùn)行。7.5其他監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可將變壓器故障分成三種基本的故障模式：變壓器絕緣受到破壞，導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)電氣擊穿。由于變壓器存在嚴(yán)重的內(nèi)部過熱，導(dǎo)致出現(xiàn)故障。由于不能耐受強(qiáng)烈的外部故障的影響，導(dǎo)致變壓器遭受機(jī)械方面的失效。在以上三條中，頭兩條是實(shí)際的故障，在故障達(dá)到災(zāi)難性程度之前，可以借助溶氣分析方法提供初始擊穿標(biāo)志。但對(duì)于第三條故障來說，它代表壽命終結(jié)式失效。

20、當(dāng)變壓器絕緣在經(jīng)受長(zhǎng)期劣化失去機(jī)械強(qiáng)度時(shí)，紙或油卻仍然保留一定的絕緣強(qiáng)度。因此，對(duì)于那些絕緣已經(jīng)老化，并且處于使用壽命邊緣的變壓器來說，雖然變壓器不會(huì)立即失效，并且變壓器尚能維持正常運(yùn)行，直到由于某些外部原因，摘自：工變電器例如，變壓器端子附近的系統(tǒng)故障造成變壓器承受一種沖擊性的機(jī)械負(fù)載。用戶最好在出現(xiàn)這種故障之前，將變壓器從電網(wǎng)中撤掉。如果提前幾年撤掉這種變壓器，由于變壓器沒有實(shí)現(xiàn)全部的利用價(jià)值，也許會(huì)造成一種經(jīng)濟(jì)上的損失，但如果直到變壓器出現(xiàn)失效才進(jìn)行撤換，那么，用戶則可能由于變壓器的不定期斷電而付出經(jīng)濟(jì)上的損失，當(dāng)需要迫切撤換變壓器時(shí)，可能要承擔(dān)某些后來涉及到的一系列損失摘自：工變電器。

21、其他監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)這一問題研究人員已經(jīng)研究了若干年，目的是尋求一種能夠判斷絕緣是否已經(jīng)達(dá)到真正的壽命極限，即不再具有足夠的可滿足機(jī)械要求的強(qiáng)度。希望在形成糠醛的早期階段，能結(jié)合絕緣紙劣化的程度確定出糠醛含量。這樣便可提供有效的判定絕緣劣化的依據(jù)。摘自：工變電器但問題是，測(cè)定糠醛的絕對(duì)指標(biāo)與測(cè)定碳?xì)錃怏w的指標(biāo)十分一致。因此，變壓器絕緣材料的體積、含油量、絕緣材料含水量和酸度等性能指標(biāo)以及變壓器負(fù)載形式的顯著變化，都是影響絕緣中糠醛含量發(fā)生變化的因素。此外，在變壓器熱點(diǎn)的周圍區(qū)域，所出現(xiàn)的絕緣材料局部劣化正像端子劣化那樣，其劣化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于經(jīng)過大面積維修但沒有出現(xiàn)明顯熱點(diǎn)的區(qū)域。然而，由于在變壓器的熱

22、點(diǎn)區(qū)域糠醛含量很低，所以很難探測(cè)出來。絕緣紙的性質(zhì)取決于組成纖維分子的長(zhǎng)鏈。絕緣紙機(jī)械性能的劣化是由于這些長(zhǎng)鏈分子的分解所致，早期研究者采用張力強(qiáng)度作為判定剩余壽命的一種標(biāo)志。目前測(cè)量絕緣紙聚合度(DP)的做法是測(cè)量長(zhǎng)鏈纖維分子的鏈數(shù)。對(duì)于新絕緣材料來說，分子鏈數(shù)大約在11001200。摘自：工變電器變壓器絕緣紙?jiān)诟稍锖吞幚黼A段，其分子鏈數(shù)會(huì)迅速下降到850900，可將此數(shù)值做為新變壓器分子鏈的典型起點(diǎn)數(shù)。當(dāng)絕緣紙聚合度下降到250時(shí)，絕緣紙的壽命便已達(dá)到極限，此時(shí)，絕緣紙會(huì)突然失去它的剩余強(qiáng)度，大約達(dá)到起始絕緣強(qiáng)度的一半。建議在進(jìn)入變壓器并取絕緣紙樣測(cè)量聚合度時(shí)，應(yīng)估計(jì)絕緣的剩余壽命。當(dāng)然，

23、問題是采取的絕緣樣品能否完全代表熱點(diǎn)附近較關(guān)鍵的絕緣狀況。解決這一問題的辦法是當(dāng)變壓器投入運(yùn)行時(shí)，在最高油溫處，放一個(gè)絕緣紙樣，利用放在繞組出線端的電流互感器加熱線圈進(jìn)一步加熱樣品，其加熱方式與熱顯像繞組溫度計(jì)完全相同。這種做法的困難是不能夠非常準(zhǔn)確的確定出變壓器熱點(diǎn)溫度。由于沒有更準(zhǔn)確的測(cè)定方法，只能根據(jù)推測(cè)來確定變壓器壽命的終結(jié)時(shí)間摘自：工變電器。另一項(xiàng)研究是根據(jù)許多研究者的設(shè)想來估計(jì)繞組范圍內(nèi)施加低壓脈沖后產(chǎn)生的位移。由于絕緣老化會(huì)導(dǎo)致收縮，因此，盡管變壓器制造過程的夾緊力能使繞組處于最初的軸向擠壓狀態(tài)，但是隨著壽命終結(jié)期的來臨，這種收縮作用將會(huì)產(chǎn)生一種疏松度。疏松度本身便是對(duì)絕緣機(jī)械強(qiáng)

24、度已呈下降趨勢(shì)的變壓器的一種破壞。疏松度能夠使繞組位移。如果繞組已經(jīng)出現(xiàn)位移，在很高的貫通電流下，繞組的軸向力便會(huì)進(jìn)一步增加。通常的做法是要求變壓器完全與系統(tǒng)斷開，以免受外部電路影響，增加檢測(cè)繞組變化的難度?，F(xiàn)在有人已經(jīng)嘗試?yán)寐曇魝鞲衅鱽硖綔y(cè)繞組對(duì)沖擊電壓振動(dòng)的響應(yīng)。另一項(xiàng)技術(shù)則根據(jù)繞組電感和電容值的輕微變化會(huì)導(dǎo)致自然諧振頻率變化的原理。所有研究方法的障礙均與反映變壓器狀態(tài)的測(cè)量參數(shù)和有效性有關(guān)。選擇參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量本身相當(dāng)困難，它往往會(huì)使最終結(jié)果相差許多倍，因此不能用這類方法在可預(yù)見的未來時(shí)間段里取得較有意義的結(jié)果，所以必須繼續(xù)采用推測(cè)的方法摘自：工變電器。7.6變壓器故障和起因因?yàn)樽儔浩髟O(shè)

25、計(jì)和制造技術(shù)發(fā)展迅速，在發(fā)展和變革進(jìn)程中，人們獲得了大量的經(jīng)驗(yàn)，即，哪些方面符合要求，哪些方面不符合要求。令人欣慰的是，在本書第一版發(fā)表70多年后，變壓器制造經(jīng)驗(yàn)已趨于成熟，從而使變壓器故障率得到明顯降低。僅僅從過去20年變壓器出現(xiàn)的故障一覽表中，很可能看不到什么變化。對(duì)目前制造的變壓器來說，盡管變壓器外觀相同，但其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)卻與20年前制造的變壓器有許多不同。例如，在本書的早期版本中，將鐵心螺栓絕緣故障看成是一種常見故障。根據(jù)這一經(jīng)驗(yàn)，目前用戶規(guī)定了鐵心螺栓絕緣的質(zhì)量，甚至不采用鐵心螺栓，即使大型變壓器鐵心現(xiàn)在也不采用螺栓摘自：工變電器。并摘自：工變電器非說變壓器故障不再發(fā)生。在20世紀(jì)70年

26、代早期，英國(guó)中央供電局已經(jīng)注意到大型發(fā)電機(jī)變壓器存在著很高的干擾性故障率。大型發(fā)電機(jī)變壓器故障率高的原因很多，但其中最明顯的原因是隨著英國(guó)發(fā)電機(jī)額定容量從120MW迅速增大到500MW和600MW，從而使變壓器尺寸出現(xiàn)突變性增大所致。在20世紀(jì)80年代，通過對(duì)變壓器制造過程中的質(zhì)量保證和各種性能試驗(yàn)，將變壓器制成單相，然后組裝成三相變壓器，以便利于運(yùn)輸，并且減少了疊加在基本材料上的負(fù)載，在變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，采用經(jīng)過運(yùn)行檢驗(yàn)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等，凡此種種都使變壓器的故障率得到大大降低。有人對(duì)于不采用經(jīng)常變革的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)持有爭(zhēng)議，因?yàn)橄拗苿?chuàng)新則意味著不讓制造廠家利用自己的技術(shù)來提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。但實(shí)際上，指責(zé)和

27、抱怨是針對(duì)變壓器經(jīng)常出現(xiàn)故障而來的，因?yàn)楦鶕?jù)推斷，如果新結(jié)構(gòu)的變壓器在運(yùn)行中常出現(xiàn)故障，那么這種創(chuàng)新則難于被用戶所接受，不管其改進(jìn)材料的可靠性和設(shè)計(jì)計(jì)算方法是否比以前的要好，用戶仍拒絕使用這種變壓器，因此限制了創(chuàng)新的積極性，還將導(dǎo)致用戶的技術(shù)規(guī)定不被接納。這是來自英國(guó)電力供電部門工業(yè)用電技術(shù)規(guī)定BEBS T2(1966)的批評(píng)。的確，在這個(gè)文件中指出了許多令人難以接受的變壓器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面的改變，因?yàn)檫@些改變使變壓器在運(yùn)行中引起了許多故障?，F(xiàn)在的技術(shù)規(guī)定允許制造廠采用自己的設(shè)計(jì)方案。在這種自由度的前提下，必須對(duì)變壓器技術(shù)規(guī)定有一個(gè)適當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)。必須告知廠家制造的變壓器所面臨的垂行條件。同時(shí)希望能使

28、期望中的用戶指出如何設(shè)計(jì)制造變壓器才能影響變壓器運(yùn)行特性。顯然，并非所有變壓器故障均屬于設(shè)計(jì)和制造方面的故障。運(yùn)行和維護(hù)也對(duì)變壓器故障有一定影響，這一點(diǎn)可通過本章前面的論述得到理解。盡管運(yùn)行維護(hù)方面的要求很少，但用戶必須定期監(jiān)測(cè)變壓器狀態(tài)，若想得到較高的可靠性，必須注意以下三方面：必須適當(dāng)?shù)木S護(hù)呼吸系統(tǒng)，以便使含水量保持在最低的允許限值摘自：工變電器。必須在任何時(shí)間都使變壓器得到較好的冷卻，使過載保持在允許的范圍內(nèi)。對(duì)任何可能的過熱均應(yīng)采取措施。變壓器不能經(jīng)受過分的過電壓。變壓器故障的一項(xiàng)最詳細(xì)國(guó)際性研究是由國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議工作組1978年進(jìn)行的。它在大電網(wǎng)刊物上的報(bào)告是88份，日期為1983年5月。報(bào)告來自l3個(gè)國(guó)家，涉及各種類型的變壓器，高壓從72765kV。這些報(bào)告分析了1968年1978年間出現(xiàn)的1000多次變壓器故障，涉及的變壓器總臺(tái)數(shù)達(dá)47000臺(tái)年以上，運(yùn)行時(shí)間則從剛剛投入運(yùn)行到已有20年運(yùn)行期不等，近半數(shù)的變壓器運(yùn)行期在l0年和20年間。變壓器類型可分為電廠用變壓器、電站用變壓器和自耦變壓器，進(jìn)一步劃分又可分成帶有載分接開關(guān)和不帶有載分接開關(guān)摘自：工變電器的變壓器。檢測(cè)的目的是要建立可靠性數(shù)據(jù)，對(duì)有問題的數(shù)據(jù)還要求