變壓器是電力系統中重要的設備,變壓器的安全的運行直接影響電力系統,定時期對變壓器進行檢測以及巡視是電力中不可忽視的步驟。變壓器故障有許多原因造成,最常見的變壓器故障就是絕緣事故,本文主要介紹正常運行變壓器絕緣事故的原因進行分析。
1.制造缺陷。
絕緣事故的制造缺陷說,又分“尖角毛刺”說、“金屬異物”說,“顆粒含量”說。以及“絕緣缺陷”說等。所有這些說法,集中到一點是對放電機理有共識,即認為先發生局部放電,然后在正常工作電壓下引起絕緣擊穿事故。早先的老舊變壓器,確實有過上述種種原因引起正常工作電壓下的絕緣事故,而且事實證明,對放電機理的分析是符合實際的。但就大型電力變壓器而言,這類變壓器已運行20多年,有問題早應暴露。如果至今尚未暴露,可以證明實際上已不再存在這類缺陷。上世紀80年代起,220kV及以上電壓等級的變壓器都進行了局放試驗。經驗表明,局放試驗對發現上述種種缺陷是特別有效的。因此對于出廠時局放試驗合格的變壓器,尤其是安裝或檢修后還進行過局放試驗的變壓器,不可能再有在正常工作電壓下就足以引起絕緣事故的制造缺陷。這正是局放試驗的魔力所在。
2.絕緣老化。
我曾經歷幾臺變壓器,由于油道堵塞,匝絕緣局部過熱,引起在正常工作電壓下的匝絕緣事故。實際上這是過熱事故。油中氣體色譜分析(簡稱DGA)對這類事故是能鑒定的。
我國的大型電力變壓器都是全密封結構,運行年代不長,不少長年輕載。因此一般不存在絕緣老化的問題。如果由于絕緣老化引起絕緣事故,將有明顯的老化象征。對因絕緣事故解體檢修的多臺變壓器,曾針對老化程度進行檢查,都沒有從老化現象中找到事故證據。絕緣老化現象是具體和明顯的,有證據才能成立,否則應排除其可能性。
3.油流帶電。
對于強油循環的大型電力變壓器,在油泵開動的情況下,測量繞組的電位和泄放電流時。繞組電位高的可達幾千伏,泄放電流大的超過微安級。說明油流和固體絕緣摩擦要產生靜電是必然的,只是量有多少而已。這叫油流起電。但油流起電不等于“油流帶電”。(通常所說的油流帶電,實際指的是油流起電后引起油中放電。以下改稱油流放電)。油流放電時在油中產生間歇性的電火花,局部放電測量儀可以收到信號,甚至耳朵可以聽到聲響。持續的油流放電將引起油中出現C2H2。此時應視為一種故障。需要說明的是由油流帶電發展到油流放電是有條件的。一方面是要有足夠的電量,另一方面是要形成放電的通道。例如變壓器在工廠的專門試驗中,從未發現過油流放電,因為內部是干凈的。個別變壓器在運行中發生過油流放電,少開冷卻器或將內部清理后就不再放電了。由于油流放電一般發生在繞組下部,該處電位較低,而且一旦發生放電,易于發覺和處理。所以至今雖有多起油流放電的事例,但并沒有引起過絕緣事故。如果認為某次工作電壓下突發的絕緣事故是油流帶電引起的,可以對事故變壓器(事故后油未流失)或同類型變壓進行試驗驗證。如果事前未發現油流放電現象,事后又未經試驗驗證,就判定事故原因,是缺乏根據的。