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变压器的不同故障分析

当今世界电力供应成成为工业、生活、科技不可缺少的一部分。而主器、断路器对这些电力设备又起着到头重要的作用,变压器故障通常是伴随着电弧和放电以及剧烈燃烧而发生,随后电力设备即发生短路或 其他故障,轻则可能仅仅是机器停转,照明完全熄灭,严重时会发生重大火灾乃至造成人身 伤亡事故。因此如何确保变压器的安全运行受到了世界各国的广泛关注。
美国HSB公司工程部总工程师William Bartley先生,主要负责对大型电力设备尤其是发电机和变压器的分析和评估工作,并负责重大事故的调查、检修程序的改进及新型检测技术方面的研究。而我国现代化发展中,电力工业安全运行也起关关键作用,对于电力安全故障,我们也做了详细分析,以达到为电力部门服务的目的。
变压器不同故障分析:
变压器使用在不同的部门,故障率是不同的。为了分析变压器发生故障的危险性,可将 用户划分为11个独立类型:
1)水泥与采矿业;
2)化工、石油与天然气;
3)电力部 门;
4)食品加工;
5)医疗;
6)制造业;
7)冶金工业;
8)塑料;
9)印刷业 
10)商业建筑;
11)纸浆与造纸业。
按照HSBRick Jones博士风险管理的方法,将风险定义为发生频率与损失程度。 损失程度可以被定义为年平均毛损失,而发生频率(或称为概率)则可定义为故障发生平均数除以总数。所以,对于每一个给定的独立组来说:
   频率 = 故障数 / 该组中的变压器台数
  (举例来说,如果每年平均有10起故障,在一个给定的独立组中有1,000个用户,在该组中 任何地点故障的概率就是0.01/年。)因此,可以采用产品的故障频率与程度将变压器的风 险按用户加以划分。(风险=频率×程度)。
  10年中10个独立组中变压器风险性的频率程度分布图。每组曲线 中,X轴表示频率、Y轴表示程度(或平均损失),XY的关系就形成了一个风险性坐标系统 。其中的斜线称为风险等价曲线(例如,对于$1,0000.1的可能性与$10,0000.01的可 能性可认为是同等风险的)。坐标中右上角的象限是风险性最高的区域。
当考虑到频率和程度时,电力部门的风险是最高的,冶金工业及制造业 分别列在第二和第三位。
各种使用年限变压器的故障
按照变压器设计人员的说法,在理想状况下变压器的使用寿命可达3040年,很明 显的是在实际中并非如此。在1975年的研究中,故障时的变压器平均寿命为9.4年。在1985 年的研究中,变压器平均寿命为14.9年。通常有盆形曲线显示使用初期的故障率以及位于右 端的老化结果,然而故障统计数据显示变压器的使用寿命并非无法预测。此显示了该研究中使用寿命的统计数据,这些数据可以用来确定对变压器进行周期检查的时间和费用。
在电力工业中变压器的使用寿命应当给予特别地关注。美国在二战后经历了一个工业飞速发展的阶段,并导致了基础工业特别是电力工业大规模的发展。这些自50年代到80年代安 装的设备,按其设计与运行的状况,现在大部分都已到了老化阶段。据美国商业部的数据,在19731974年间电力工业在新设备安装方面达到了顶峰。如今,这些设备已运行了近25年,故必须对已安装变压器的故障可能性给予特别的关注。