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安全工程师辅导:配电变压器烧毁事故的原因初探

来源:233网校 2009年5月13日
  电力系统运行过程中,配电变压器烧毁是比较常见的设备事故。其中大部分是由于过电压(雷击、误操作、线路故障所造成)或过电流(低压侧短路、过负荷等原因造成)引起的。2003年6~11月,我局连续有5台配电变压器烧毁,经调查配电变压器所带负荷很小,也没有外力破坏迹象,这个奇怪现象引起了我们的注意。通过对这几台变压器的解剖检查,我们发现这几台变压器有几个共同点:(1)W相高压线圈顶部有明显放电痕迹,其他两相正常;(2)铁心顶部、夹件及油箱底部有水;(3)三相绕组没有受电磁力扭曲变形。这就出现了这样几个疑问:(1)水珠如何形成;(2)水分进入变压器的原因;(3)变压器制造中是否存在设计缺陷;(4)变压器是否存在质量问题。
  于是我们作了如下分析:配电变压器在正常运行过程中,随着一天中环境温度和负荷的变化,自身温度也在变化。当温度升高时,变压器内的绝缘油也要膨胀,并把本体中多余的油排向油枕,油枕内的油增多,油面上升,把油枕中多余的空气排出,保持气压的平衡,当本体温度下降时,整个过程正好相反。这种“呼吸”过程每天都在进行,它是靠油枕上部一个呼吸螺丝来完成的。在白天温度高时变压器呼出空气,夜晚温度低时变压器吸进空气,而夜晚的空气湿度比白天的要高,这样呼出低湿度的空气,又吸进高湿度的空气,就有了一个湿度差,日积月累,这个湿度差所累积的水分便在油枕的内壁上凝结成水滴,滴落在油枕的油中,沉积在油枕下部(这个过程在雨水充沛、湿度大的季节,会更加明显)。随后,积聚的水分会随着变压器本体的呼吸油流,进入变压器本体,由于水的比重比油大,水珠会向下沉落。在水沉落过程中有三种结果会造成变压器烧毁:(1)直接进入线圈上部的层间或匝间,会使这些部位的绝缘大幅度下降,直至击穿;(2)通过热对流的油流进入线圈下部,造成局部绝缘首先击穿;(3)沉积到底部,逐渐使绝缘油绝缘能力下降。变压器W相线圈就在油枕到本体连接油管下部,所以,最先受到破坏。把安全工程师站点加入收藏夹
  以上情况在每一台充油配电变压器中都会存在。为防止这种情况,大容量变压器要使用呼吸器,利用吸湿剂来防止水分的积聚,或利用隔离膜,与空气隔离。小容量变压器一般不需要安装呼吸器,但应适当提高油枕内油管口的高度,以解决水分积聚的问题。
  分析到这里时,我们就开始怀疑这5台配电变压器的油枕是不是有问题。带着这个问题我们打开了油枕,发现这5台配电变压器的油枕中,油管的管口几乎与油枕底部在同一平面,根本起不到防止水分进入变压器本体的作用,为配电变压器的正常运行留下了隐患。
  综上分析,这些变压器存在制造缺陷,是造成这几起配电变压器事故的主要原因。在当前安全问题被日益重视的形势下,生产厂家应当及时改进,以消除安全隐患;供电企业在购置变压器时也应认真检查检验,将存在安全隐患的变压器拒之电网之外,以确保电网安全稳定运行。
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