变压器的故障与检测

变压器的故障与检测 变压器故障可分为内部故障和外部故障,内部故障是指变压器本体内部绝缘或绕组出现的故障,外部故 障是指变压器辅助设备出现的故障。 一常见故障 异常响声 喷油爆炸 严重漏油 温度异常 二、变压器故障分析 1、缺相时的响声 当变压器发生缺相时，若第二相不通，送上第二相任然无声，送上第三相时才有响声。 大致有三方面：a，电源缺一相电 b，变压器高压保险丝熔断一相才 c，变压器由于运输 不慎，加上高压引起线较细，造成震动断线 2、调压分接开关不到位或接触不良 当变压器投入运行时，若分接开关不到位，将发出较大的“咻咻”响声，严重是造成高 压保险丝熔断；就有可能烧坏分接开关触头。 3、变压器高压套管裂损 当变压器的高压套管裂损，会发生表面闪络，听到响声，晚上可以看到火花 4、变压器的铁心接地线断 当变压器的铁心接地线断，变压器将产生轻微放电 5、电压过高 当电压过高时，变压器过励磁，响声增大且尖锐 6、绕组发生短路 当变压器绕组发生层间或短路时，变压器会发出“咕嘟咕嘟”的水沸腾声 三、变压器故障检测 第一节变压器故障的油中气体色谱检测 1.通过变压器油中气体的色谱分析这种化学检测的方法，对发现变压器内部的某些潜伏 性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而有效，这已为大量故障诊断的实践所证实。 油色谱分析的原理是基于任何一种特定的烃类气体的产生速率随温度而变化，在特定温 度下，往往有某一种气体的产气率会出现最大值；随着温度升高，产气率最大的气体依次 为 CH4、C2H6、C2H4、C2H2。这也证实在故障温度与溶解气体含量之间存在着对应的 关系。而局部过热、电晕和电弧是导致油浸纸尽缘中产生故障特征气体的主要原因。 根据色谱分析数据进行变压器内部故障诊断时，应包括： (1)分析气体产生的原因及变化。 (2)判定有无故障及故障的类型。如过热、电弧放电、火花放电和局部放电等 (3)判定故障的状况。如热门温度、故障回路严重程度以及发展趋势等。 (4)提出相应的处理措施。如能否继续运行，以及运行期间的技术安全措施和监视手或 是否需要吊心检验等。若需加强监视，则应缩短下次试验的周期。 第二节特征气体变化与变压器内部故障的关系 1根据气体含量变化分析判定 (1)氢气 H2 变化。变压器在高、中温过热时，H2 一般占氢烃总量的 27以下，而且 随温度升高，H2 的尽对含量有所增长，但其所占比例却相对下降。变压器无论是热故障还 是电故障，终极都将导致尽缘介质裂解产生各种特征气体。由于碳氢键之间的键能低，天 生热小，在尽缘的分解过程中，一般总是先天生 H2，因此 H2 是各种故障特征气体的主要 组成成分之一。变压器内部进水受潮是一种内部潜伏性故障，其特征气体 H2 含量很高 (2)乙炔 C2H2 变化。C2H2 的产生与放电性故障有关，当变压器内部发生电弧放电时， C2H2 一般占总烃的 20-70，H2 占氢烃总量的 3090 ，并且在尽大多数情况下， C2H4含量高于 CH4。当 C2H2 含量占主要成分且超标时，则很可能是设备绕组短路或 分接开关切换产生弧光放电所致。 (3)甲烷 CH4 和乙烯 C2H4 变化。在过热性故障中，当只有热源处的尽缘油分解时， 特征气体 CH4 和 C2H4 两者之和一般可占总烃的 80以上，且随着故障点温度的升高， C2H4 所占比例也增加。 (4)一氧化碳 CO 和二氧化碳 CO2 变化。无论何种放电形式，除了产生氢烃类气体外， 与过热故障一样，只要有固体尽缘参与，都会产生 CO 和 CO2。但从总体上来说，过热性 故障的产气速率比放电性故障慢。 （5）气体成分变化。由于在实际情况下，往往是多种故障类型并存，多种气体成分 同时变化。 第三节绕组直流电阻检测 1DLT596-1996 预试规程的试验周期和要求 (1)试验周期。变压器绕组直流电阻正常情况下 13 年检测一次。但有如下情况必须检 测： 1)对无励磁调压变压器变换分接位置后必须进行检测(对使用的分接锁定后检测) 2)有载调压变压器在分接开关检验后必须对所有分接进行检测。 3)变压器大修后必须进行检测。 4)必要时进行检测。如变压器经出口短路后必须进行检测。 (2)试验要求。 1)变压器容量在 16MVA 及以上，绕组直流电阻相互间差别不应大于 2；无中性 点引出的绕组线间差别不应大于三相均匀值的 1。 R1、R2分别为温度 t1、t2 时的电阻值； T常数，其中铜导线为 235，铝导线为 225。 2减少丈量时间进步检测正确度的措施 1.变压器绕组是由分布电感、电阻及电容组成的复杂电路。测直流电阻是在绕组的被 试端子间通以直流，待瞬变过程结束、电流达到稳定后，记录电阻值及绕组温度。 为解决这个题目分为以下两种方法。 (1)助磁法。助磁法是迫使铁心磁通迅速趋于饱和，从而降低自感效应回纳起来可缩 短时间常 (2)消磁法。消磁法与助磁法相反，力求使通过铁心的磁通为零 3.直流电阻检测与故障诊断实例 1)通过对变压器直流电阻进行丈量分析时，其电感较大，一定要充电到位，将自感效 应降低到最小程度，待仪表指针基本稳定后读取电阻值，进步一次回路直流电阻丈量的正 确性和正确性。 2)丈量的数据要进行横向和纵向的比较，对温度、湿度、丈量仪器、丈量方法、丈量 过程和丈量设备进行分析。 3)分析数据时，要综合考虑相关的因素和判据，不能单搬规程的标准数值，而要根据 规程的思路、现场的具体情况，具体分析设备丈量数据的发展和变化过程。 4)要结合设备的具体结构，分析设备内部的具体情况，根据不同情况进行直流电阻的 丈量，以得到正确判定结论。 5)重视综合方法的分析判定与验证。如有些案例中通过绕组分接头电压比试验，能够 有效验证分接相关的档位，而且还能检验出变压器绕组的连接组别是否正确。 第四节尽缘电阻及吸收比、极化指数检测 1尽缘电阻的试验原理 2尽缘电阻的试验类型 3尽缘电阻的试验方法 (1)丈量部位。 1)对于双绕组变压器，应分别丈量高压绕组对低压绕组及地；低压绕组对高压绕组 及地；高、低绕组对地，共三次丈量。 2)对于三绕组变压器，应分别丈量高压绕组对中、低压绕组及地；中k 绕组对高、 低压绕组及地；低压绕组对高、中压绕组及地；高、中压绕组对低压绕组及地；高、低压 绕组对中压绕组及地；十、低压绕组对高压绕组及地；高、中、低压绕组对地，共七次丈 量。确定丈量部位是由于丈量变压器尽缘电阻时，无论绕组对外壳还是绕组间的分布电容 均被充电，当按不同顺序丈量高压绕组和低压绕组尽缘电阻时，绕组间的电容重新充电过 程不同而影响丈量结果，因此为消除丈量方法上造成的误差，在不同丈量接线时丈量尽缘 电阻必须有一定的顷序，且一经确定，每次试验均应按确定的顺序进行，便于对丈量结 果进行公道的比较。 (2)操纵方法。 1)检查兆欧表或尽缘测定器本身及丈量线的尽缘是否良好。检查方法是将兆欧表或 尽缘测定器的接地端子与地线相连，丈量端子与丈量线一端相连，丈量线另一端悬空，接 通尽缘测定器的输出开关(或摇动兆欧表至额定转速 )，尽缘电阻的读数接近无穷大，瞬时 短接的尽缘电阻的读数为零。 2)将被试变压器高、中、低各绕组的所有端子分别用导线短接，丈量前对被丈量绕 组对地和其余绕组进行放电。 3)接通尽缘测定器的输出开关(或摇动兆欧表至额定转速) ，将丈量绕组尽缘电阻的 回路迅速接通，同时记录接通的时间。 4尽缘电阻的测试分析 5尽缘电阻检测与诊断实例 (1)变压器充油循环后测尽缘电阻大幅下降 (2)油中含水量对变压器尽缘电阻的影响。 (3)吸收比和极化比指数随温度变化无规率可循。 四变压器故障维修 找到变压器产生的故障原因后，即可进行修理。对于外部故障，若断线、脱焊，则可重新 焊接和冥换新线;若引出线端子和铁心之间打火或端子之间打火造成绝缘烧焦的，则应适当 拉开端子与铁心、或端子与端子之间的距离;若绝缘层烧焦，则应予以更换或除去其烧焦部 分并用环氧树脂胶封闭。 对于因受潮而产生短路或空载损耗大的变压器，若线圈已发生短路，则必须将短路的线 包拆除并重新绕制。一般因受潮而还未造成短路的变压器，切记不要通电，以免造成绝缘 层击穿，可放人干燥箱进行烘干，恢复它的绝缘性能。 若空载损耗大，但绝缘电阻(线圈之间、线圈与扣铁心之间)正常的变压器，对于其可 能存在铁心的质量差、铁损大，或者线圈有局部短路的情况，则可用短路测试仪等进行检 查，排除故障后再继续用。若确实查明发生在变压器内部的断线、短路等故障，则必须拆 卸变压器进行修理时，可按以下步骤进行。 第一步拆卸铁心。变压器往往灌注沥青、蜡等材料，拆卸前应加热使其溶化脱离变压 器，另外应将变压器引线从端子上焊掉，取下固定夹板，用螺钉旋具撬起第一片硅钢片， 然后用钳子将硅钢片一片一片地拉出来。取出硅钢片时，必须要小心，不要损坏线圈引线 ，同时要避免硅钢片折断和弯曲。然后，将取出的硅钢片收集在一起，用纸包好，以免丢 失和损坏绝缘。 第二步拆卸线圈。取出铁心后，首先对线圈外观作一次检查，看外