牵引变压器的故障分析及处理

学术论文 2016-11-09 15:41:20
  1引言 
  牵引变压器作为保障铁路运输系统中重要的电力设备之一,其变电工作对于铁路列车的安全运行起到了关键性的作用,对铁路运输事业的发展具有极其重要的意义。在实际工作中,由于工作环境影响,牵引变压器发生故障的频率较高,这不仅影响了运输行业的经济利益,还危害到了铁路运输在社会中的影响。因此,了解牵引变压器的常见故障及维修方法,保障牵引变压器在运输过程中工作性能的安全性和稳定性十分必要。 
  2牵引变压器故障分析 
  牵引变压器故障类型可根据不同分类标准,有不同的划分,按故障原因可分为过电流引起的故障或超负荷引起的故障;按故障部位可分为内部故障和外部故障;按表现现象可分为声音异常、温度异常、油位异常以及轻瓦斯保护动作。 
  2.1牵引变压器声音异常 
  (1)声音异常表现:变压器处于正常工作状态时,发出的声音为平稳、连续且均匀的蜂鸣声,当变压器在有故障隐患的情况下工作时,声音会发生改变。通过声音对变压器故障进行排查的方法已经得到广泛应用。1)变压器工作状态的声音声调升高,对人的听觉产生强烈刺激时,可能存在超负荷运转的情况,需要工作人员注意防备超负荷引起的设备故障。2)变压器内部有放电声音时,可能变压器内套管存在放电现象,此时需要对变压器进行详细检修,以确定故障原因,进行检修。3)若变压器出现爆裂声时,其内部结构发生了较为严重的故障,为避免安全事故的产生,应立即停机检修。 
  (2)声音异常的原因:造成变压器声音异常的原因有电压过大、超负荷运行或大容量电力机启动;变压器内部零件松动、接触不良或绝缘击穿放电、外部放电;气候异常引起放电;内部结构断路或分接开关接触不良等。声音异常是对变压器进行故障判断的常用方法,维修人员应在工作过程中总结经验,充分利用声音的异常在第一时间对变压器的故障进行排查。 
  2.2牵引变压器温度异常 
  温度异常表现:牵引变压器在正常工作状态下,会随着工作时间的延长,温度不断上升,一般上升至85℃即停止。当变压器中的散热装置或内部零件发生故障时,会引起变压器温度异常,可能超过85℃,此时应立即停机检查,排除故障,防止给变压器带来严重损害。 
  温度升高原因:造成变压器温度升高的原因较多,内部结构受损造成变压器部件绝缘性能下降引起的过电流,内部绕组出现短路引起的过电流,外在因素的改变导致变压器温度升高,如雷电等造成的变压器部件绝缘性能的降低。 
  2.3牵引变压器油位异常 
  (1)变压器的油位在正常工作过程中的变化幅度较小,若变压器内部部分部件的管道阻塞、阀门松动造成漏油现象或温度出现异常时,可能引起油位大幅度的变化。通过油位的变化幅度,可以判断变压器是否存在故障隐患。 
  (2)引起油位异常原因:变压器涡流或夹紧铁芯用的穿芯螺栓绝缘损坏;绕组局部层间或匝间出现短路;分接开关内部节点发生故障引起电阻增大;内部发生断路引起过热;油温温度计故障使示数不准。 
  3牵引变压器故障处理 
  牵引变压器故障表现及种类较多,现根据发生故障的部位说明常见故障的处理方法: 
  (1)绕组故障处理。绕组是牵引变压器的核心部件,由于列车长期超载运行,外界环境湿度较大,绕组本身制造工艺性能较差,绝缘油面与潮湿空气接触面积过大等原因的存在,绕组极易发生故障,并将产生极其严重的负面影响,需要及时处理。一般绕组产生的故障有绕组接头焊接开裂、绕组间绝缘性能降低、绕组接地等,在对绕组进行检修时,需要对绕组绝缘施加保护措施,以免故障加重。绕组故障处理较为复杂,更换绕组是最直接有效的解决方法。处理时应进行绝缘保护,确保变压器在日常运行中能够使绕组内部结构免受破坏。同时,要避免牵引变压器长期运行或超负荷运行,以保护变压器极其内部结构。 
  (2)套管故障处理。套管发生故障主要是因为负荷调整不合适,分接开关区域的螺丝出现松动,绝缘板绝缘性能降低,弹簧压力过小以及套管受到酸性试剂的腐蚀,这些故障会引起变压器在运行过程中出现非正常的声音,如爆炸声,温度升高或漏油等现象。针对以上故障可采取对套管进行干燥处理、更换处理、改善变压器环境或 对变压器内部零件进行固定等处理。潮湿环境会降低绝缘板的绝缘性能,因此应根据气候条件对变压器进行及时的干燥处理,预防设备故障的发生。 
  (3)铁心故障处理。铁心两点或两点以上接地时,会在接地点形成短路,从而产生较大电流,造成过热现象;若接地片接触不良、铁片松、铁芯与油箱壁拉板松动时,会造成铁心接地不良引起局部过热,并伴随特征气体生成;由于绝缘层长期使用造成的老化或者磨损引起的短路;由于铁心的其他部件产生故障引起的局部过热等。当铁心发生故障时,可通过检测变压器空载损耗、电流等方法对短路故障进行排查,还可通过色谱分析其他特征成分的含量是否与正常值一致、是否具有焦糊气味等检测方法进行故障排查。若确定故障为短路,应吊芯检测各部件的绝缘电阻,找到故障部位,进行更换处理。 
  (4)瓦斯故障处理。当变压器在运行期间受到外界干扰,内部结构发生巨大变化时引发轻重瓦斯故障。例如,变压器在运行过程中,遭受雷击后内部出现放电致使变压器绝缘层击穿,产生氢气(H2)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)和甲烷(CH4)等瓦斯气体。当出现瓦斯故障时,应立即停机检查,对受损绝缘层进行更换,纠正变压器工作环境后重新开始运行。除雷电外,地震、火灾、雷雨后,均应对变压器进行彻底检查,防止变压器在具有故障隐患的情况下运行,引发安全事故。 
  4结语 
  牵引变压器的运行关系到铁路运输业的发展,由于科技不断进步,变压器升级换代的速度越来越快,故障种类也不断增加。铁路供电设备维修人员应在工作过程中,根据故障表现及时发现故障原因,并采取有效的处理措施,保障变压器的正常运行,提高铁路运输业的高效性和稳定性。
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