變壓器為什么會爆炸?
變壓器是一種利用電磁感應原理,把交流電能轉變?yōu)椴煌妷骸㈦娏鞯葏?shù)的電力設備。其中油浸式變壓器,將鐵芯和繞組一起浸入灌滿了絕緣油的油箱中,以加強絕緣和改善冷卻散熱條件。當變壓器內部出現(xiàn)嚴重過載、短路、絕緣損壞等故障時,絕緣油受到高溫或電弧作用,受熱分解產(chǎn)生大量烴類混合氣體,使變壓器內部的壓力急劇上升,然后導致變壓器油箱的結構破壞(初級變壓器爆炸)。
初級變壓器爆炸后,絕緣油、混合氣體和油霧通過變壓器油箱破裂口向外猛烈釋放。絕緣油從變壓器中泄漏,在地面形成液池,被點燃即發(fā)生池火。而當泄漏的熱解產(chǎn)物混合氣體和油霧與空氣混合后點燃,就會發(fā)生二次爆炸。當這些情況發(fā)生在密閉或擁塞區(qū)域時,可能會導致非常強烈的爆炸,并對人員和設備造成威脅,給社會經(jīng)濟帶來嚴重損失。
初級爆炸
變壓器和充油高壓設備中出現(xiàn)短路或電弧作用
變壓器和充油高壓設備中出現(xiàn)短路或電弧,高溫和電弧作用會導致油的熱分解并產(chǎn)生大量烴類混合氣體。
變壓器油箱的結構破壞(初級變壓器爆炸)
液態(tài)絕緣油、氣態(tài)電解產(chǎn)物和油霧通過變壓器油箱破裂口向外猛烈釋放
二次爆炸
絕緣油從變壓器中泄漏并點燃,發(fā)生池火;氣態(tài)電解產(chǎn)物和油霧的泄漏及空氣混合,被點燃后發(fā)生二次爆炸。
變壓器二次爆炸與池火場景
合理泄壓和抗爆措施降低變壓器爆炸后果
以上是對變壓器爆炸事故的分析,接下來我們來分析一下變電站常出現(xiàn)的故障。
正常運行的電力設備,由于電流、電壓的作用將產(chǎn)生發(fā)熱.主要包括電流效應引起的發(fā)熱和電壓效應引起的發(fā)熱。當電力設備存在缺陷或故障時,缺陷或故障部位的溫度就會產(chǎn)生異常變化。從而引起設備的局部發(fā)熱,假設未能及時發(fā)現(xiàn)并及時制止這些隱患的發(fā)展,最終會促成設備故障或事故的發(fā)生,嚴重的會擴大成電網(wǎng)事故。 電力設備發(fā)熱故障基本上可分為兩大類,即外部故障和內部故障,其基本特征如下: 1)外部發(fā)熱故障:它以局部過熱的形態(tài)向其周圍輻射紅外線,各種裸露接頭、連接體的熱故障,其紅外熱圖顯現(xiàn)出以故障點為中心的熱場分布。所以,從設備的熱圖中可直觀地判斷是否存在熱故障,根據(jù)溫度分布可以準確地確定故障的部位及故障嚴重程度。 2)內部發(fā)熱故障:它的發(fā)熱過程一般較長,且為穩(wěn)定發(fā)熱,與故障點接觸的固體、液體和氣體,形成熱傳導、對流和輻射,并以這樣的方式將內部故障所產(chǎn)生的熱量不斷地傳遞至設備外殼,從而改變設備外表面的熱場分布情況。 電力生產(chǎn)包括發(fā)電廠內的電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及輸配電環(huán)節(jié)。這兩個環(huán)節(jié)的低效導致電力產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能難以提高,事故時有發(fā)生。 生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問題主要集中在糟糕的基礎設施上。設備陳舊,所以能源轉化效率低,事故也常常發(fā)生。今年5月,美國紐約州一座核電站發(fā)生起火爆炸事故,原因就是電廠變壓器設備障礙,而這類事故近年來在美國屢有發(fā)生。
由于輸電網(wǎng)基礎設施老化,變電站與其他地區(qū)的電網(wǎng)缺少監(jiān)測關鍵設備運行狀態(tài)的自動化系統(tǒng),因此停電與持續(xù)低壓風險正日益增加。 例如變壓器液體泄漏或內部隔熱層故障可導致設備過熱,從而引發(fā)故障,但大多數(shù)供電公司并未配備可偵測這些故障點的自動化熱檢測系統(tǒng)。 無論故障原因如何,一次重大的變電站故障可能演化為一系列并發(fā)故障,其結果可能導致銀行設施、安防系統(tǒng)、制造工廠、食品冷藏、通訊網(wǎng)絡與交通控制系統(tǒng)發(fā)生大規(guī)模故障,毋庸置疑,相關供電公司可能蒙受巨大的收益損失為恢復系統(tǒng)正常運轉也會增加大量成本。 供電公司基礎設施逐漸老化,停電、持續(xù)低壓的風險與日益增加,持續(xù)低壓是指電力供應中的電壓下降,如此命名是因為低壓通常導致燈光的亮度變暗,供電公司還面臨著代價昂貴的計劃外維護和成本飆升等問題。
一般來說,對于最常見的初級爆炸情況,在工廠的設計階段通常會被考慮到。而對于二次爆炸情況,由于其后果嚴重,在安全方面需要重點考慮。在設計階段,為消除安全隱患而對整體設計做出一些重要變更。但這些改動可能會導致不可預知的爆炸后果,造成嚴重損失。在密閉設施中,例如室內變電站,如果沒有考慮合理的泄壓措施,那么爆炸事故對內部和外部也可能造成非常嚴重的影響。
一、變壓器正式投運之前的預防性試驗 二、在變壓器投入運行之后的定期巡視 干式變壓器日常巡視的主要項目: 1、 電抗器線圈絕緣層完好,相色正確清晰。 2. 電抗器周圍及風道整潔,無鐵磁性雜物。 3. 主架無裂紋,線圈無松散變形,垂直安裝的電抗器無傾斜。 4. 各連接部分接觸良好,無過熱。 5. 引線線夾處連接良好。 6. 外表無開裂,無放電痕跡。 7. 使用紅外熱成像或紅外測溫儀監(jiān)測異常溫升及局部熱點。 8. 防雨措施良好。 油浸式變壓器日常巡視的主要項目: 1.變壓器油色、油位是否正常,各部位有無滲漏油現(xiàn)象。 2.變壓器油溫及溫度計指示是否正常,遠方測控裝置指示是否正確。 3.變壓器兩側母線有無懸掛物,金具連接是否緊固;引線不應過松或過緊,接頭接觸良好,試溫片有無變色或有無融化現(xiàn)象。 4.呼吸器是否通暢;硅膠是否變色;瓦斯繼電器是否充滿油;壓力釋放器(安全氣道)是否完好無損。 5.瓷瓶、套管是否清潔,有無破損裂紋、放電痕跡及其它異?,F(xiàn)象。 6.主變外殼接地點接觸是否良好,基礎是否完整,有無下沉有無水泥脫落或裂紋。 7.有載分接開關的分接指示位置及電源指示是否正常。 8.冷卻系統(tǒng)的運行是否正常。 9.各控制箱及二次端子箱是否關嚴,電纜穿孔封堵是否嚴密,有無受潮。 10.警告牌懸掛是否正確,各種標志是否齊全明顯。