變壓器和高壓斷路器的故障率特性分析

林圣超

摘 要：分析變壓器和高壓斷路器的故障率特性的方法為根據(jù)變壓器和斷路器的結(jié)構(gòu)分析故障原因，繪制故障樹，再基于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及投運(yùn)年限對(duì)故障時(shí)刻進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，由此對(duì)設(shè)備可靠性展開研究，最后得到降低故障率的方法。

關(guān)鍵詞：變壓器；高壓斷路器；故障率特性；故障樹

中圖分類號(hào)：TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.159

故障樹分析法是一種將故障形成原因按照總體到部分逐步細(xì)化的分析方法。通過分析故障模式，可對(duì)個(gè)元器件重要程度進(jìn)行衡量，找出設(shè)備薄弱環(huán)節(jié)，從而提高設(shè)備可靠性。本文構(gòu)建了變壓器和斷路器的故障樹，分析了設(shè)備在不同投運(yùn)年限故障率的變化情況，總結(jié)了降低故障率的基本思路。

1 變壓器及斷路器的故障樹構(gòu)建

1.1 變壓器故障樹的構(gòu)建

將變壓器的故障時(shí)間逐級(jí)劃分為基本故障類型，有利于對(duì)變壓器故障原因的分析。在建立變壓器故障樹的過程中，按照變壓器主要主要組件故障劃分。

1.2 斷路器故障樹的構(gòu)建

斷路器是具有控制和保護(hù)功能的電力設(shè)備，其構(gòu)成主要包括開斷滅弧部分、傳動(dòng)部分和絕緣部分。

2 變壓器故障率特性分析

2.1 220 kV變壓器故障率特性分析

220 kV變壓器故障原因比較分析，包括散熱器滲油、乙炔超標(biāo)、有沙眼、遭受短路沖擊、套管過熱、油泵損壞、內(nèi)部匝間短路、鐵芯接地電阻降低等。某地區(qū)220 kV變壓器故障數(shù)據(jù)如表1所示。

第一年變壓器發(fā)生故障的原因一般為變壓器質(zhì)量不合格；變壓器運(yùn)行的前10年，變壓器故障很少發(fā)生；變壓器運(yùn)行10年后，故障率有所提升，主要是因變壓器絕緣損壞而導(dǎo)致短路故障。

2.2 10 kV變壓器故障率特性分析

10 kV變壓器故障的原因與220 kV變壓器故障的原因相似，短路沖擊導(dǎo)致匝間短路故障所占的比例較大，變壓器滲油、過負(fù)荷也屬于常見故障。由某地區(qū)10 kV變壓器故障數(shù)據(jù)可以看出，10 kV變壓器發(fā)生故障的年份較為零散，運(yùn)行前3年故障率明顯高于其他年份，這主要是因10 kV變壓器質(zhì)量不合格而導(dǎo)致的，而其他年份主要是因短路沖擊、絕緣老化所引起。

3 斷路器故障率特性分析

3.1 220 kV斷路器故障率特性分析

220 kV斷路器故障原因一般包括漏氣、輔助接點(diǎn)損壞、儲(chǔ)能微動(dòng)開關(guān)損壞、機(jī)構(gòu)卡澀、機(jī)構(gòu)密封不良、分合閘線圈燒毀等。某地區(qū)220 kV斷路器故障數(shù)據(jù)如表2所示。

由表3可見，斷路器故障情況與變壓器故障情況相似，運(yùn)行的前2年因斷路器出廠質(zhì)量問題而發(fā)生故障，在投運(yùn)10年后，由于絕緣損壞、機(jī)構(gòu)卡澀等原因，故障率有所升高。

3.2 10 kV斷路器故障率特性分析

10 kV斷路器故障原因主要包括觸頭接觸不良、雷擊造成損壞、機(jī)構(gòu)卡澀、絕緣老化等。由某地區(qū)10 kV斷路器故障數(shù)據(jù)可見，10 kV斷路器故障年份主要在運(yùn)行的前2年、運(yùn)行10～20年，故障率特性與220 kV斷路器相似。

4 降低故障率的方法

通過分析變壓器及斷路器故障率可以發(fā)現(xiàn)，電力設(shè)備故障主要發(fā)生在投運(yùn)的前3年以及運(yùn)行10年后。前3年發(fā)生故障的原因主要是設(shè)備質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，設(shè)備運(yùn)行10年后發(fā)生故障的原因是維護(hù)不到位、絕緣老化等。從引起故障的原因入手，可找出降低變壓器、斷路器故障率的方法。

對(duì)于設(shè)備投運(yùn)的前3年，為了降低故障率，必須從設(shè)備廠家入手，要求廠家提高設(shè)備材料質(zhì)量和工藝水平。在設(shè)備投運(yùn)前，要求檢修人員對(duì)設(shè)備做好檢查，比如絕緣套管是否有損傷、有沒有滲漏油、螺栓是否緊固、絕緣測試是否合格等。對(duì)于變壓器，要進(jìn)行空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)，測試項(xiàng)目全部合格后才能投運(yùn)。在設(shè)備質(zhì)量過關(guān)后，為了降低運(yùn)行過程中的故障率，要對(duì)變壓器或斷路器進(jìn)行定期檢查，及時(shí)清理污垢，確保各部件功能完好。

5 結(jié)束語

選用質(zhì)量過關(guān)的變壓器和斷路器，在設(shè)備運(yùn)行期間做好維護(hù)工作，從而大大降低變壓器和斷路器的故障率，提高供電可靠性，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

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〔編輯：張思楠〕