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铁路滁州变压器如何进行检修?滁州变压器的过电保护电路该如何设计?

2019-03-22 点击量:242

  铁路滁州变压器如何进行检修?

  1 铁路供电滁州变压器故障及原因

  铁路供电滁州变压器构成较复杂,根据其组成部分的不同,故障类型也各不相同,当前,常见的铁路供电滁州变压器故障主要包括绕组故障、铁芯故障、套管故障、分接开关故障、端子排故障以及油故障等。故障原因如下:(1)绕组故障。绕组故障在铁路供电滁州变压器故障中较为常见,导致该故障出现的原因与大量因素有关,其中受潮、冲击以及绕组本身短路等,都属于常见原因。解决故障应首先找到导致问题出现的原因,通过逐一排查的方法,确定故障点,并采取合理措施加以处理,才能够保证绕组功能恢复。(2)铁芯故障。导致铁芯故障产生的原因主要在于绝缘问题、螺栓松动或接地带断裂等,该类故障较少发生。铁芯需绝缘,这是确保其安全性的关键,同时需保证螺栓拧紧,如松动,铁芯功能则无法实现,如出现该问题,可将其再次拧紧,便可解决故障。(3)套管故障。套管故障主要由老化、裂纹、受潮以及油位低等原因引起。以老化为例,如套管老化,其功能发挥必然受到影响,解决问题可通过更换套管的方法来完成,简单方便,且效率高,可有效维护铁路供电滁州变压器的稳定运行。(4)分接开关故障。分接开关故障一般由过热或机械性故障或油泄漏所导致,故障发生会导致分接开关失灵,影响供电滁州变压器运行。(5)端子排故障。端子排故障主要由引线断开等原因引起。(6)油故障。油故障与氧化等因素有关。

  2 加强铁路供电滁州变压器维护与检修的意义

  2.1 提高铁路供电滁州变压器运行稳定性与安全性的关键

  铁路供电滁州变压器在运行过程中,受人为以及环境因素的影响,容易出现故障,一旦故障发生,其供电功能也就无法顺利实现,会对铁路运行带来严重阻碍。对铁路供电滁州变压器进行维护与检修,可及时发现故障,在故障未扩大化之前,将其消除,降低其对铁路的影响,提高供电滁州变压器运行的稳定性与安全性,提高铁路运行效率。

  2.2 当前铁路供电滁州变压器维护与检修力度不足

  相对于过去而言,目前我国铁路供电滁州变压器的维护与检修水平已经得到了一定程度的提高,铁路领域对该项工作的重视程度也有所增强,但其中仍存在一定的问题需要被重视,主要体现在维护与检修人员素质不足以及对新技术应用水平不足这一方面。维护与检修人员应确保具备较强的理论素质以及较丰富的实践经验,要在发现问题时,能够及时并灵活的处理,但当前,检修人员对故障的处理还存在灵活性不足的问题,这是导致部分故障扩大化的主要原因。另外,传统的人工巡视方法,已经无法适应时代的发展,从长远的角度看,将信息化以及计算机技术应用到铁路供电滁州变压器维护与检修过程中,也成为了铁路领域发展的主要方向。

  3 铁路供电滁州变压器维护与检修方法

  以下以某铁路为例,对其供电滁州变压器维护与检修方法以及检修效果等进行分析。

  3.1 铁路供电滁州变压器概况

  铁路为重载运煤铁路,牵引变电所进线110kV, 母 线 及 馈 线 27.5khttp://yingkou.lcjyg.com/V, 变 压 器 型 号 DZ9-QY-31500/110GY(天威云南滁州变压器电气股份有限公司生产,VV 滁州变压器),两台 VV 变组成三相 VX滁州变压器投入运行。

  3.2 铁路供电滁州变压器的维护

  为确保上述铁路供电滁州变压器运行稳定,工作人员从外壳及油、芯子、冷却系统、分接头切换装置、套管等的维护入手,展开了滁州变压器维护工作。

  3.2.1 外壳及油的维护

  铁路供电滁州变压器的外壳,长期与外界接触,容易产生大量的灰尘,对其性能的稳定发挥会造成影响。另外,滁州变压器的油质同样容易影响其性能,因此,应对外壳与油加以维护:(1)外壳维护。检查供电滁州变压器外壳,包括大盖与本体等,发现存在灰尘,立即清扫并处理。检查油漆情况。(2)再生装置维护。检查再生装置,观察其硅胶情况,如发现量不足,应补充。(3)油维护。检查油的质量,达标则不处理,未达标,过滤处理,如过滤无法解决,则更换油。

  3.2.2 芯子维护

  (1)吊出芯子,检查,采用试验的方法判断其性能,如达标,无需处理,如未达标,则更换芯子或维修。(2)螺栓。检查螺栓是否拧紧,如松动,将其拧紧。(3)检查引线,垫块,发现问题及时处理。

  3.2.3 冷却系统维护

  冷却系统功能在于降低供电滁州变压器运行温度,避免出现过热问题,避免故障发生:(1)风扇。检查风扇,观察其是否能够正常工作,如不能,则对其加以维修。(2)检查冷却器以及水冷却系统。为判断系统性能,可采用水压试验的方法确定是否应对其加以维修。(3)检查是否存在漏水情况。

  3.2.4 分接头切换装置维护

  分接头切换装置维护应从以下方面入手来完成:(1)检查触点。包括动触点与定触点,观察其功能。(2)检查电动机等装置。

  3.2.5 套管维护

  套管维护方法如下:(1)检查是否老化,如老化,立即更换。(2)套管清扫。(3)油质检查。(4)检查套管结构,根据铁路供电滁州变压器实际需求,合理更新结构,提高适应性。

  3.2.6 其他维护

  其他维护项目包括:(1)各显示表的维护。判断显示表刻度以及显示数据是否准确,如不准确,对其加以维修。(2)检查电缆。(3)检查保护装置。(4)采用预防性试验的方法,提高维护水平以及维护的全面性。

  3.3 铁路供电滁州变压器的检修

  3.3.1 绕组线圈检修

  (1)绝缘线圈检修。判断其是否存在老化及破损。如老化,更换,如破损,采用绝缘胶布修补。判断可通过人工按压方法完成,观察线圈是否存在裂纹,如存在裂纹,证明存在老化,同时观察线圈颜色,如呈暗黄色,则说明存在老化。(2)观察绝缘材料。如发现绝缘材料性能存在问题,则需对其进行更换,完成检修。(3)重视二次绕组问题。

  3.3.2 铁芯检修

  (1)表面清洁。(2)外形检查。判断是否存在过热或破损,如存在,应视破损情况,考虑更换叠片或重新涂漆。(3)接地。观察接地点,如存在2点或以上接地,应减少接地点,完成检修。

  3.3.3 吊芯检修

  (1)吊芯拆卸。吊出吊芯,检查频率为5年/次。(2)控制空气温度与湿度,湿度以75%以下为宜。(3)严格避免吊芯受潮。

  3.3.4 油箱检修

  (1)锈蚀检修。检查邮箱是否存在锈蚀,如存在,应除锈,并重新喷漆。(2)可采用喷砂方法除锈,并涂氯乙烯增强防腐蚀能力。(3)控制喷漆量。

  3.4 维护效果

  上述维护完成之后,观察1年内铁路供电滁州变压器运行状况,未发生事故,认为上述维护以及检修措施实施效果较好。

  3.5 注意事项

  (1)新技术的应用。采用人工巡视的方法,会影响铁路供电滁州变压器维护以及检修效率,可将计算机技术应用其中,实现对铁路供电滁州变压器的监控,使其在出现问题时,能够被及时反馈,以此降低维护与检修人员工作难度,提高其工作效率与质量,尽最大程度的避免故障的出现。(2)工作人员素质的培养。另外,维护与检修同样应确保工作人员素质达标。由于当前工作人员素质问题主要体现在对突发事件应对灵活性不足方面,因此可采用展开模拟演练的方法,在演练过程中,设置不同故障,对工作人员的灵活应对能力进行培养,并使其理论知识能够应用到实践过程中,提高铁路供电滁州变压器维护与检修效率,确保滁州变压器功能稳定且安全的发挥。

  4 结语

  铁路供电滁州变压器构成情况复杂,故障类型较多,加强维护与检修,可进一步降低其故障发生几率,提高其运行的稳定性与安全性。对此,需在提高工作人员素质的基础上,针对铁路滁州变压器不同部分,采取不同的维护与检修措施,并将其落实,发现问题,及时处理,避免故障扩大化,以此为基础,进一步提高铁路供电滁州变压器性能,延长其使用寿命。

  滁州变压器的过电保护电路该如何设计?

  滁州变压器是电网变换电压和传送电能的电气设备,是电网向用户供电的载体,滁州变压器的安全可靠运行情系万家灯火。然而在电网运行中由于诸多原因会产生过电压,而滁州变压器的绝缘水平相对比较薄弱,在滁州变压器损坏的原因中,过电压造成损坏的概率最大。在电网运行中因某种原因产生过电压,必将导致滁州变压器的损坏,其绝缘水平主要由雷电击耐受电压和工频耐受电压来决定。

  过电压系指对绝缘有危险的突然电压升高,这种非正常的电压升高,其幅值可达设备额定电压的几倍以上,严重威胁滁州变压器绝缘的安全,若过电压持续时间较长,必将造成滁州变压器的损坏。为确保电网运行中滁州变压器的安全,除选用优质的滁州变压器外,还要对滁州变压器设置合理有效的过电压保护措施。

  一、 电网过电压产生的机理

  系统的过电压一般可分为暂时过电压(工频过电压、谐振过电压、弧光接地过电压)、操作过电压、雷电过电压等。暂时过电压主要由单相接地故障、谐振等引起的。谐振过电压是电网中电气设备发生故障,或频繁操作设备引起电网中和电容匹配而构成谐振回路,在一定条件激发下产生电能、磁能转换而引起的过电压,如是滁州变压器的励磁和对地电容产生的铁磁谐振,其引起的过电压会更高。弧光接地过电压系因系统发生单相接地故障,在接地点因弧光放电而引起的过电压。

  操作过电压系因电网状态的突变而引起电磁场能量的急剧变化,或投切大容量设备,或是对设备的操作失误等而引起能量快速释放时产生的过电压。主要表现在空载线路、滁州变压器的开断和重合闸等。

  雷电过电压是大气中带有大量正电荷雷云与带负电荷雷云相遇时,发生雷云放电而引起的过电压。雷电过电压可分为直击雷过电压和感应过电压。直接雷过电压是雷云直接对设备、构件等导体的放电产生的,而感应过电压则是电磁场的急剧变化而产生的。

  二、 电网过电压对滁州变压器的危害

  电网中产生的几种过电压,真正对滁州变压器绝缘和保护装置产生影响的,主要取决于过电压的波形。幅值和持续时间。考核设备绝缘水平的电压波形有三种:短波前的雷电波、长波前的操作波和低频电压波。设备绝缘对雷电、操作或工频电压的耐受能力应由相应的波形电压来检验。

  在过电压对滁州变压器造成损坏的事故中,雷电过电压导致绝缘击穿损坏的机率最多。当电网遭受雷击时,在线路导线上会产生一种振幅很大,作用时间很短的非周期性脉冲电压波,它以光速沿线传输,先在线路避雷器放电,余波经滁州变压器入地,当余波经滁州变压器保护的避雷器时,将产生电压降(残压)而作用在滁州变压器上。假如滁州变压器与避雷器之间存在一定电气距离,残压在进入前会在这段距离的导线振荡而导致电压的升高,造成加在滁州变压器上电压高于残压,从而对滁州变压器绝缘安全造成威胁。所以在安装滁州变压器的保护避雷器时,应尽量实现避雷器和滁州变压器保持零距离。

  电网内出现的谐振过电压或操作过电压,其过电压幅值也高,持续时间也较长。同样也会威胁到滁州变压器运行的安全,甚至还会导致绝缘击穿而毁坏滁州变压器。

  此外,逆变换过电压对滁州变压器的危害也不容忽视。当滁州变压器采用避雷器进行防雷保护时,其避雷器接地线、滁州变压器中性线和滁州变压器外壳采用“三位一体”的方式接地。滁州变压器运行中若高压侧遭受雷击时,会引起避雷器放电,产生的残压作用在高压绕组上。由于高压绕组阻抗很大,容抗很小,雷电流只在高压绕组和对地电容上流过,其电路经接地点放电时,会在接地电阻上产生一个很大的冲击电压降,此电压经过中性线也会施加低压绕组上,而低压绕组流过雷电流也会产生磁通。根据电磁感应原理,此磁通会在高压绕组上按滁州变压器变化产生很高感应电压,此电压称之为“逆变换过电压”。该电压幅值要比残压大几倍到几十倍,同样也会造成滁州变压器绝缘的击穿而损坏。

  三、 电网过电压的保护措施

  1. 装设避雷针保护

  避雷针能有效地将雷电流引向自身而安全入地,是保护直击雷的有效措施。变电所及电气设备一般采用避雷针进行保护,其保护范围取决于避雷针高度与根数,若采用多根避雷针保护,其范围更大效果更好。同时,为防止反击事故,避雷针的接地网设置与接地电阻值一定要符合技术规范,并使之与构架、滁州变压器、断路器等设备之间距离满足技术要求,才能取得良好的防雷保护效果。

  2. 架设避雷线进行保护

  在变电所近区电源进线上方架设避雷线保护,可使电源进线遭受雷电侵入波的概率大大减少。若在避雷线以外线路上落雷时,由于进线段导线本身阻抗作用,使流过避雷器的雷电流受到限制,又由于导线上的冲击电晕的影响,使雷电侵入波的陡度和幅值下降,从而使保护滁州变压器的避雷器动作残压降低,有利于与滁州变压器绝缘的配合,因而对滁州变压器的防雷起到起良好作用。

  3. 装设避雷器进行保护

  电网保护过电压的避雷器,无论是无间隙的氧化锌避雷器,还是有间隙的普通阀式避雷器,器选择使用的一个共同原则是:避雷器的额定电压应不低于避雷器安装地点的暂时过电压;滁州变压器中性点避雷器的额定电压应不低于滁州变压器的最高相电压。若避雷器的额定电压选低了,对阀式避雷器而言,若线路发生单相接地故障时,由于变压中性点出现过电压而无法灭弧造成爆炸;对无间隙氧化锌避雷器,同样将使其在一次过电压下吸收能量过多而劣化损坏。反之,若避雷器额定电压选择高了,则相应的冲击放电电压和残压将增大,保护电气设备的限压效果将变得不好。

  对于有间隙的普通阀式避雷器,其阀片的阻值是随通过的电流而变化的,当很大雷电流通过阀片时,其非线性电阻呈现很大电导率,使避雷器残压不高。在正常电压时非线性电阻的电导率将下降,把工频续流限制到很小的数值,为火花间隙切断续流创造了良好条件,使避雷器短时间作用的冲击放电电压减小,从而保护了滁州变压器的安全运行。

  在滁州变压器防雷保护中采用了“三位一体”的接地方式,其接地装置及接地电阻值能否满足技术要求,避雷器与滁州变压器之间电气距离能否实现“零距离”,这是滁州变压器能否得到有效保护的关键。因滁州变压器遭受雷击时,雷电流经接地电阻也会产生电压降,此电压与残压叠加后一起作用在滁州变压器绕组上,同样也会威胁到滁州变压器的安全。

  总之,避雷器的防雷效果,取决于避雷器的残压、侵入波陡度及避雷器与滁州变压器之间电气距离。在避雷器的选择上,必须使其伏秒特性上限低于滁州变压器伏秒特性下限,避雷器残压也应小于滁州变压器绝缘耐压允许程度,其数值也应小于冲击波的幅值,这样的避雷器才会有保护过电压的效果。

  4. 滁州变压器中性点过电压的保护

  变电所处于多雷区又是单电源进线,其三相雷电侵入波机率较多,故主滁州变压器中性点需装设避雷器保护。滁州变压器中性点过电压保护的设置,可单独采用专门保护滁州变压器中性点的设置,可单独采用专门保护滁州变压器中性点的无间隙氧化锌避雷器(简称中性点MOA)。采用中性点MOA,可保护雷电过电压及操作过电压。其优点是:动作灵敏、残压低、通流容量大,对保护主滁州变压器中性点免遭过电压具有良好效果。

  此外,现今的中性点MOA的额定电压较高,当中性点电位偏离不大时,MOA仍有较好的保护效果。若有效接地系统发生单相接地故障时,主滁州变压器中性点将产生一倍的工频相电压,此电压也不会对MOA造成损坏。

  若中性点电位严重偏离时,避雷器运行中自身安全将受到威胁,当中性点过电压达到工频相电压的2倍以上时,此时避雷器会因通流量不够而损坏,并可能危及主变的安全。尽管这种情况发生的概率很少,但为了主变的安全,除采用中性点MOA保护主变中性点过电压外,还可在避雷器边上并联水平棒间隙来限制工频过电压。棒间隙并联避雷器的保护作用是:雷电、操作过电压由避雷器承担保护,而间隙则是用来限制避雷器上出现的幅值较高的工频过电压。这种保护的设置方式,既对滁州变压器中性点过电压进行保护,又达到了互为保护的目的。

  5. 三绕组滁州变压器的保护

  三绕组滁州变压器具有高、中、低压三个绕组,其运行中若遭雷击高压侧有雷电波侵入时,会通过静电耦合和电磁感应向低压绕组传递过电压。在高、中压绕组运行,低压绕组开路时,低压绕组对地电容值较小,其绕组上的静应电压分量可达到较高值,因而会危及低压绕组的绝缘安全,为限制过电压的危害,低压绕组则需在出口外装设避雷器进行保护。

  滁州变压器运行中,若系统发生不对称接地故障,或断路器的非全相动作等而出现零序电压时,此电压将通过电容耦合传递到低压绕组。由于这种电压具有工频过电压特性,同样也会危及低压绕组绝缘的安全。为此,除选用同期性能好的断路器外,通常在滁州变压器低压侧母线桥上加装3只Y。接线的电容器,用以增加低压侧对地电容,能有效地吸收和降低过电压幅值和陡度,从而起到保护过电压的效果。

  6. 滁州变压器低压系统的保护

  滁州变压器低压侧供电线路较长,容易遭受雷电波的侵袭,当低压线路遭受雷击时,电压分别在低压绕组和接地电阻上,侵入的雷电流由于电磁感应会按滁州变压器的变比在高压绕组上产生感应过电压。为防止逆变换过电压对高压绕组造成危害,其低压侧出口也需装设一组金属氧化物避雷器,用以抑制低压绕组产生的冲击磁通,从而起到过电压的保护作用。

  此外,由于Y、Zn11联结组滁州变压器绕组结构上的特点,若采用这种滁州变压器对抑制逆变换过电气也有很好作用,能有效地保护“逆变换过电压”对滁州变压器的损坏。

  四、 结束语

  滁州变压器是系统重要设备,其绝缘水平相对比较薄弱,而过电压造成滁州变压器损坏的概率最大。为确保滁州变压器安全可靠运行,除选用优质的滁州变压器外,仍需对运行的滁州变压器设置有效的过电压保护。根据电网运行特点和接地方式,滁州变压器中性点出现过电压机率也较多,除在变电所、电网进行过电压保护外,还要在滁州变压器中性点设置合理的过电压保护,确保滁州变压器安全稳定运行。

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