打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
高速铁路变电所35kV油浸式变压器故障分析

随着我国电气化铁路的快速发展,铁路交通运输在国内运输行业当中起着举足轻重的作用,铁路的安全运行不仅影响国民经济的发展,同时也关系着人民生命财产安全。因此,深入研究设备运行情况,不断优化设备运行质量,对提高牵引供电系统的安全性和可靠性、保证设备的正常运行具有重要的实际意义。

1 故障概况

在配合某交直流厂家对某高速铁路变电所交直流设备进行检查及缺陷处理时,发现交流屏有告警信息。对1号进线电压测量时,发现B相无压,在申请拉开所用变隔离开关对1号所用变熔断器进行检查,发现熔断器熔断,对熔断器进行更换并申请合上隔离开关后听见所用变压器运行音响异常,约1 min后,所用变压器压力释放阀喷油,随即分开所用变压器前端隔离开关,将所用变压器退出运行进行检修。

嘉琪的爸爸是一名大货车司机,妈妈在一家服装厂上班,一家人过着幸福简单而快乐的生活。但好景不长,在嘉琪7岁那年她的爸爸因车祸离开了人世,妈妈不得已变卖了家里的房产维持生计,带着她搬进了广州中山城中村,住在一间仅30平米的小房子里,月租300元。嘉琪说:“虽然屋子不大,但是妈妈把它打扮的好可爱,我觉得这是世界上最漂亮的房子。”

本线牵引变电所采用35 kV电力油浸式变压器,变压器为三相变压器,接线方式为D-yn-11接线,变压器容量为100 kVA,结构及接线图,如图1所示。

1 户外35 kV所用变压器结构及接线图

2 所用变压器故障分析

2.1 现场试验数据分析

为查明所用变压器故障原因,对此台故障所用变压器进行直流电阻、变比、绝缘电阻、介质损失角正切值tan&的测量、绝缘油色谱分析试验。

2.1.1 直流电阻测试分析

变压器绕组直流电阻测试可以检查绕组接头的焊接质量、绕组有无匝间短路、电压分接开关的各个位置接触是否良好、分接开关实际位置与指示位置是否相符、引出线有无断裂、多股导线并绕的绕组是否有断股等现象[1]。直流电阻试验数据,如表1所示。

1 直流电阻试验数据

直流电阻高压侧/Ω低压侧/MΩABACBCaoboco150.2149.91618.1147.798.06

按电气设备试验规程规定:对于1.6 MVA及以下的变压器,相间差别一般不大于三相平均值的4%;线间差别一般不大于三线平均值的2%。

高压侧三线实测值的平均值:

(1)

(2)

线间差:

在无线信号传播中,信号的传输损耗很大,也是影响无线电传播距离的主要因素。目前对于RFID信号在建筑物内传播有一些经验模型,应用最广的是对数距离损耗模型即:

(3)

AB线与BC线间差:

=7.03%

(4)

AC线与BC线间差:

=7.22%

(5)

对于高压侧绕组的直流电阻AB线与BC线、AC线与BC线线间差值分别为10.8和11.1,差值均大于三线平均值的2%,不符合电气设备试验标准。

参考前人的计分方法(Bering et al., 2005),结果分为如下3类:功能继续(Capacity)即儿童承认老鼠宝宝已经死亡,却还认为某些功能依然存在,计分为0。功能停止(Cessation)指儿童认为老鼠宝宝死后,某些功能的丧失,计分为1。含糊不明(Unscoreable)指答案和原因不匹配,或儿童表示对此问题不清楚、不知道,计分为0。分数越高,表示儿童越倾向于做出死后功能停止的判断。

我国早在20世纪60年代就开始建造屋顶绿化,北京、上海、重庆、深圳、杭州等城市建设速度最快,成功案例很多[1],然而,苏北的屋顶绿化发展却相对滞后,也远远落后于苏南地区,例如徐州只有锦绣嘉园的星光大楼、开元名都、科技广场、国贸大厦、万通佳苑、滨湖公园步行街等建有屋顶花园,部分停车场上部做了绿化和居民在自家屋顶种植盆栽植物,屋顶绿化率不到0.1%.可见,屋顶绿化并没有深入苏北城市内部,也说明屋顶绿化在苏北还有很大的发展空间.

为进一步分析三相电阻不平衡的原因,将线电阻换算为相电阻进行对比分析。高压侧接线方式,如图2所示。

2 变压器高压侧接线方式

将高压侧线间直流电阻换算为每一相的电阻:

(6)

(7)

(8)

(9)

从三相直流电阻分析可知:高压侧A相与C相电阻是平衡的,B相直流电阻与A相、C相差值较大,所以分析故障应该发生在高压侧的B相。

2.1.2 电压比测量分析

变压器的电压比是指变压器空载运行时一次侧电压U1与二次侧电压U2的比值,通过变比试验可以检查变压器各绕组的匝数、分接开关的状况。尤其变压器故障后,通过测量电压比来检查变压器是否存在匝间短路故障[2]。变比测试试验数据,如表2所示。

2 变比测试试验数据

变比测试电压比偏差A:68.79Ea=+0.06%B:63.41Eb=-7.77%C:68.79Ec=+0.06%

按电气设备试验规程规定:35 kV以下的变压器,电压比小于3的变压器额定分接头电压比允许偏差为±1%,其它所有变压器额定分接头电压比允许偏差为±0.5%。

2008年之前,中国实体经济的杠杆率增长相对温和,在2003年到2008年期间,由于实际GDP增长速度快于债务增长速度,中国实体经济甚至出现了自主去杠杆的过程。然而,随着2008年全球金融危机的到来,在财政政策和货币政策的双重刺激下,中国实体经济的债务快速提升,在2015年提出提出去杠杆的指导意见之前,中国实体经济杠杆率从2008年的141.2%迅速提高到2015年的227.4%,7年之间实体经济杠杆率增长了86.2%,非金融类企业的杠杆率则从95.2%增长到151.2%。

此台所用变压器额定电压比为 27 500/400=68.75,从试验数据可知B相变比误差不符合试验标准。

2.1.3 绝缘电阻测量分析

测量绕组绝缘电阻、吸收比及极化指数能有效的检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污,以及贯穿性的集中性缺陷,如瓷件破裂、引线接壳,器身内有金属接地等[3]

绕组绝缘电阻测试数据,如表3所示。

小学语文开卷有益课在教学中要求每一节课至少有20分钟时间让学生主动地学习课文。教师耐心辅导,学生能动积极地自学,是上好自学辅导课的关键。小学生正处于身心发展不固定的阶段,意志比较薄弱,好学品质尚待形成,但可塑性强。因此面对小学生,教师应努力优化教学过程,创设自学辅导的良好环境。

3 绝缘电阻试验数据

测量方式绝缘电阻/GΩ高对低93.7低对高39.6高低对地27.6

当时现场试验温度在10 ℃,按照油浸式电力变压器绕组绝缘电阻的标准值[4],对于额定电压等级为20~35 kV的变压器,温度在10 ℃时的绝缘电阻标准值为600 MΩ。同时与历年设备春季预防性试验记录数据进行对比分析,绝缘电阻均符合标准。由于所用变压器容量及电压等级较低,春季预防性试验检修当中未进行吸收比和极化指数的试验。

2.1.4 介质损失角正切值tan&的测量分析

电介质在电压作用下会产生一定的能量损耗,而电气设备的电介质电导、极化及局部放电均会产生介质损耗。绝缘介质损耗的大小,实际也是绝缘性能优劣的一种表示。同一台设备,绝缘良好,介质损耗就小;绝缘受潮劣化,介质损耗就大。通过介质损失角正切值tan&的测量可以发现一些绝缘缺陷,如绝缘整体受潮、老化、绝缘气隙放电等[5]。介质损失角正切值tan&的测量数据,如表4所示。

4 介质损失角正切值试验数据

测量方式电容量Cx/nF介质Df/(%)高对低1.2221.189低对高2.5400.557高低对地2.4131.637

2.1.5 绝缘油色谱分析

变压器内绝缘油在正常运行时,在电和热的作用下,其绝缘油和有机绝缘材料会逐渐老化并分解出少量低分子的烃类、一氧化碳和二氧化碳等气体。当内部发生局部过热、局部放电和电弧放电等故障时,会加速上述气体的产生速率和数量。通过分析油色谱当中的特征气体的含量可分析判断变压器内部潜在的故障类型[6]。所用变压器油色谱数据,如表5所示。

在风景园林成本管理中,完善的管理制度是基础保障,所以必须要结合自身实际,对成本管理制度不断完善,有效提高成本管理的效果。要求进一步对成本过高的因素进行挖掘分析,通过节支降耗等措施有效降低成本。为了使成本管理目标得到有效落实,应对目标责任制进行逐步完善,对全面预算管理和责任成本管理进行积极推行,详细分解目标成本,在绩效考核体系中融入成本指标,认真落实,充分结合内部奖惩制度,对目标成本与实际成本的差异进行认真对比,确保目标成本的顺利实现。

5 变压器油色谱数据

变压器油色谱试验特征气体 含量/(uL/L)一氧化碳CO3 356.59二氧化碳CO26 850.36氢气H25 133.10甲烷CH43 314.98乙烷C2H6549.32乙烯C2H44 248.59乙炔C2H23 998.94总烃12 111.83

按照GB 50150-2006《电气设备安装工程电气设备交接试验标准》、DL/T 596-1996《电力设备预防性试验规程》等要求,电压等级在220 kV及以下的变压器运行中油溶解气体组分含量超过下列任一值时应引起注意,总烃:150 μL/L;氢气:150 μL/L;乙炔:5 μL/L。

从油化验报告可以看出,油色谱当中特征气体和总烃含量严重超标。5种特征气体氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔均超标,且乙炔气体的含量高达 3 998.94 μL/L。

据科学研究证明,绝缘油在正常温度下是不存在氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔气体的,可能由于存放环境的不同,存在一定的微水。但是绝缘油在一定的运行环境下,达到5种特征气体产生的条件后,绝缘油就会分解产生相应的特征气体。其中甲烷的产气条件在150 ℃左右;而乙烷和乙烯的产气条件在150 ℃~500 ℃左右;由于从甲烷、乙烷到乙烯、再到乙炔的过程是加成反应的过程,乙烯含量逐渐积累,在较高的温度下生成乙炔[7]

其三是纯文学读者数量锐减。1990年代后,影视、互联网、手机等大众媒介迅猛扩张,一般读者的阅读媒介、阅读方式和阅读内容发生深刻变化。网络、手机、无线、电子阅读器等不同终端强势进入,纷纷抢占阅读市场。“浅阅读”正在成为阅读新趋势。娱乐新闻、网络文章、微博、微信占据阅读高地,以网络文学为代表的通俗文学大行其道,严肃文学的读者群体少之又少。

结合变压器的运行特点,从绝缘油的分解产生特征气体的角度分析有热性故障(以中、高过热为主)和电性故障2种,而变压器内部过热条件下主要产生甲烷、乙烷和乙烯气体。电性故障情况下,变压器内部温度会达到800 ℃~1 200 ℃左右,在此温度下,主要产生乙炔;局部放电情况下,变压器内部温度相对较低,主要生成的是氢气、甲烷。

需要注意的是,使用关联词进行关联的时候,选用关键词要考虑他们是否相类或者相对,不能脱离太严重。否则,内容就会显得太散,突不出中心。

所以通过油色谱数据分析可知所用变压器内部存在严重的电弧放电或火花放电。

治疗期间,对两组患者的病情和血糖水平变化进行密切观察,积极预防相关并发症。给予患者饮食干预,提醒患者每餐定时定量,以少食多餐为基本原则,除三餐外,每天睡前和上下午加三次餐,对于机体容易吸收的单糖类物质要提醒孕妇严格控制,如蜂蜜、砂糖、葡萄糖、蔗糖等,鼓励孕妇多食用一些纤维含量高的食物。帮助患者制定运动计划,鼓励其适当参与运动锻炼,但需要注意对运动的强度、频率、时间予以控制,且不能在空腹状态下运动。

下面利用三比值法进行分析判断。所谓三比值法就是根据变压器内部绝缘油在故障情况下裂解产生的气体组分含量与温度之间的相互关系,对5种特征气体按照编码规则(如表6所示)进行编码组合,根据故障类型判断方法(如表7所示)[8]对故障进行分析诊断。

6 编码规则

气体范围比值范围的编码C2H2/ C2H4CH4/ H2C2H4/ C2H6﹤0.1010[0.1,1)100[1,3)121≥3222

三比值法分析: C2H2/ C2H4=0.94

CH4/H2=0.6458

(10)

C2H4/C2H6=7.734

按照编码规则对应的编码组合:1、0、2。按照编码组合对照故障类型判断方法及结合油色谱特征气体氢气、乙炔气体含量超标严重分析,变压器内部存在低能放电兼电弧放电现象。

7 故障类型判断方法

编码组合C2H2/ C2H4CH4/ H2C2H4/C2H6故障类型判断故障事例001低温过热(150 ℃)20低温过热(150~300 ℃)21中温过热(300~700 ℃)0,1,22高温过热(高于700 ℃)10局部放电绝缘导线过热,注意CO和CO2的含量及CO2/CO的值分解开关接触良好,引线夹件螺丝松动或接头焊接不良,涡流引起铜过热,铁芯漏磁,局部短路,层间绝缘不良、铁芯多点接地等高温度、含气量引起油中低能量密集的局部放电20,10,1,2低能放电20,1,2低能放电兼过热引起对电位未固定的部件之间连续火花放电,分解抽头引线和油间隙闪络,不同电位之间的油中火花放电或悬浮电位之间的电火花放电10,10,1,2电弧放电20,1,2电弧放电兼过热线圈匝间、层间短路、相间闪络、分接头引线间油隙闪络、引起对箱壳放电、线圈熔断、分接开关飞弧、因环路电流引起电弧、引线对其他接地体放电等

2.2 变压器返厂吊芯检查分析

将故障变压器返厂后进行吊芯检查,检查发现变压器器身变形,内部污染严重,高压侧A相、C相无明显变形,B相移位变形较为严重,变压器油碳化较严重,吊芯检查,如图3所示。

3 变压器吊芯检查图

检查分析由于变压器在运行过程中谐波过电压或者该产品的线圈导线在绝缘加工过程中存在缺陷造成高压绕组匝间绝缘损伤形成匝间短路,由于变压器高压绕组匝数多、线径细,匝间绝缘击穿导致匝间短路。

3 结束语

变电所所用变压器为变电所交直流系统提供1路交流电源,在变电所的正常运行中起着重要作用。通过对此台35 kV油浸式变压器应用理论试验数据与返厂解体吊芯检查相结合的方式进行故障分析,进一步确认了理论试验数据分析的故障现象与实际故障的一致性,也为供电运营检修积累以下几点经验。

(1)对于油浸式变压器及充油电气设备,变压器油起着绝缘、冷却的作用,所以通过监测变压器油的气体组分含量可以直观判断变压器内部的绝缘是否合格。

(2)对于高铁变电所35kV所用变压器,在日常的巡视中如若发现异响、变压器进线端熔断器频繁熔断时,要及时对变压器油进行化验分析,同时结合变压器运行环境定期提取油样进行化验分析。

他的口气像是命令,但很诚恳。爱德华多愣愣地瞅了他一会儿,不知该怎么办。克里斯蒂安站起身,向爱德华多告了别,跨上马,不慌不忙地小跑着离去,他没有和胡利安娜打招呼,只把她当做一件物品。

以党的十九大精神为指导,紧扣社会主义核心价值体系建设,遵循公共图书馆事业发展规律,坚持政府主导、鼓励社会力量参与,完善服务设施,丰富服务内容,规范服务要求,提高服务水平,实现全区公共图书馆事业健康快速发展。

(3)针对髙寒、高海拔地区的高速铁路,设备运行环境较差,对电气设备的绝缘要求较高,所以变压器生产厂家要充分考虑变压器的运行环境,在生产、制造、零部件选择方面要严格把关、提高生产制造工艺,不断优化设备质量。

参考文献:

[1] 陈天翔,王寅仲,海世杰.电气试验[M].北京:中国电力出版社,2006.

CHEN Tianxiang, WANG Yinzhong, HAI Shijie. Electrical Test [M]. Beijing: China Electric Power Press, 2006.

[2] DL/T 596-1996 电力设备预防性试验规范[S].

DL/T 596-1996 Preventive Test Code for Electric Power Equipment[S].

[3] 李建明,朱康.高压电气设备试验方法[M].北京:中国电力出版社,2013.

LI Jianming, ZHU Kang.Test Method For High-voltage Electrical Equipment[M]. Beijing: China Electric Power Press, 2013.

[4] 周鹤良.电气工程师手册[M].北京:中国电力出版社,2008.

ZHOU Heliang. Handbook for Electrical Engineers [M]. Beijing: China Electric Power Press, 2008.

[5] 杨成刚.一起35kV变压器故障分析处理[J].科技创业家,2013,4(10):85.

YANG Chenggang. Analysis of A 35kV Transformer Fault [J].Technological Pioneers, 2013, 4(10): 85.

[6] 徐艳聪.35kV/6kV变压器常见故障分析及处理对策[J].机电信息, 2014,14(36):84-85.

XU Yancong. Analysis and Treatment of Common Failure of 35kV/6kV Transformer[J]. Mechanical and Electronical Information, 2014, 14(36): 84-85.

[7] 牟雪梅,马静洁.变压器油色谱分析及故障判断[J].科技创新与应用,2016,6(31):186.

MU Xuemei, MA Jingjie. Oil Chromatography Analysis and Fault Diagnosis of Transformer[J]. Technology Innovation and Application, 2016, 6(31): 186.

[8] GB/T 7252-2001 变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].

GB/T 7252-2001 Guide to the Ananysis and the Daignosis of Gases Dissolved in Transformer Oil[S].

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
110(66)kV~500kV油浸式变压器(电抗器)运行规范-电力规范-中国电力资料网
变压器常见故障大汇总及案例分析
10kV油浸式变压器检查与维护
DL-T848.3-2004
图解机电——变压器的结构和作用
变压器低压侧短路事故的故障检查
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服