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牵引变电所电气设备常见故障分析学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 指 导 教 师： 西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）摘 要牵引变电所变压器是牵引供电系统中的一个重要组成部件，变压器、互感器、断路器的安全运行对保证牵引供电系统的正常工作是牵引变电所最重要的设备，它的故障直接影响到牵引供电系统的安全运行。为此，牵引变压器、互感器、断路器通常均采用多种保护方式，以构成最完善的保护。牵引变电所的元件承担着电力系统电压变换，电能分配和传输等功能。因此，他们的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少故障和事故的发生。但由于电气设备长期运行，故障和事故总不可能完全避免，且引发故障和事故又出于众多方面的原因。如外力的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是前期设备长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。同时部分工作人员业务素质不高、技术水平不够或违章作业等，都会造成事故或导致事故的扩大，从而危及电力系统的安全运行本文以牵引供变电基础理论结合现场实践及行业经验，针对牵引变电所主要电气设备常见故障进行了归类分析，为提高牵引变电所主要电气设备运行维护提出建设性意见。关键词：电气设备故障 分析 - I -目 录摘 要II引 言11 牵引变电所变压器故障分析21.1 变压器工作原理及结构21.2 短路电流引起的故障31.3 变压器放点故障及影响41.3.1变压器局部放电故障61.3.2变压器火花放电故障71.3.3变压器电弧放电故障71.4 变压器绝缘故障81.5 变压器故障的处理112 断路器常见故障分析152.1 断路器本体的常见故障162.2 断路器操作机构的常见故障183 其它电气设备的常见故障与分析213.1 互感器的作用213.2 仪用互感器的故障处理223.3 直流系统接地故障处理233.4 避雷器的故障处理233.5 母线的故障处理23总 结24致 谢25参 考 文 献26- III -西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）引 言我们知道，电能的生产、输送和分配使用是个连续过程，其中任何一个环节发生故障都会危及整个系统的正常运行。因此，电气设备运行状态的在线检测和故障诊断，使设备从传统的预防性检修提高到预知性状态检修，对提高设备运行可靠性与有效度，提高电力系统经济效益，降低维修成本，都有很重要的意义。因此，对电气设备运行状态的检测、故障诊断和及时维修日益受到人们的高度重视。随着我国铁路的发展，设备国产化又是发展的主要趋势。在铁路交、直流供电继电保护领域内，国产保护设备还处于起步阶段，目前，国内主要的牵引变电所交、直流保护设备均来自国外，例如陇海线起初为日产，后来通过不断地更新为部分国产化运行，通过学习研究，让我知道了牵引变电所的重要运行的同时中，各种电器元件的保护也是十分重要的，我认为应该首先了解各电气设备的运行原理和常见的故障，才能使其能够正常的运行，保证牵引变电所的安全设施。本次设计主要针对牵引变电所电气设备的故障与分析。随着电气化铁路的飞速发展，牵引变电所电气设备安全可靠供变电越显重要，特别是变压器、断路器、开关、互感器及并补装置等设备日常正常运行为列车提速发挥着举足轻重的作用。因此牵引变电所主要电气设备日常运行维护必须到位，同时必须明晰常见设备故障根源及表征，尽可能消除或缩小设备故障，提高牵引变电所供电质量。1 牵引变电所变压器故障分析1.1 变压器工作原理及结构1变压器工作原理当变压器一次侧施加交流电压,流过一次绕组的电流,则该电流在铁芯中会产生交变磁通，使一次绕组和二次绕组发生电磁联系，根据电磁感应原理，交变磁通穿过这两的绕组就会感应出电动势，其大小与绕组匝数以及主磁通的最大值成正比，绕组匝数多的一侧电压高，绕组匝数少的一侧电压低，当变压器二次侧开路，即变压器空载时，一二次端电压与一二次绕组匝数成正比，变压器启动到变换电压的目的。当变压器二次侧接入负载后，在电动势的作用下，将有二次电流通过，该电流产生的电动势，也将作用在同一铁芯上，起到反向去磁作用，但因主磁通取决于电源电压，而基本保持不变，故一次绕组电流必将自动增加一个分量产生磁动势,以抵消二次绕组电流所产生的磁动势，在一二次绕组电流、作用下，作用在铁芯上的总磁动势（不计空载电流）,由式可知，和相同，所以由式可知，一二次电流比与一二次电压比互为倒数，变压器一二次绕组功率基本不变，（因变压器自身损耗较其传输功率相对较小），二次绕组电流的大小取决于负载的需要，所以一次绕组电流的大小也取决于负载的需要，变压器起到了功率传递的作用 2变压器的结构1. 铁心 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度为 0.35 或 0.5 mm， 表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。 铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用。 铁心结构的基本形式有心式和壳式两种。 2.绕组 绕组是变压器的电路部分，它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成。 变压器的基本原理是电磁感应原理，以单相双绕组变压器为例说明，当一次侧绕组上加上电压1时，流过电流1，在铁芯中就产生交变磁通1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势1，2，感应电势公式为：E=4.44fNm式中： E-感应电势有效值 f-频率 N-匝数 m-主磁通最大值 由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压1和2大小也就不同。 当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（0），这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流0，一部分为用来平衡2，所以这部分电流随着2变化而变化。当电流乘以匝数时，就是磁势。 上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用，变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。1.2 短路电流引起的故障如果变压器内部发生短路，其短路电流的大小很难通过计算得到，因为短路位置的不同，将决定变压器内部实际起作用的阻抗的大小。实际上越靠近高电压引线变压器的阻抗就越小，短路电流越大。比如如果在低压引线发生短路，则变压器线圈的阻抗基本上都起限流作用，这时短路电流较小。如果是高压引线发生故障，则线圈没有限流作用，限制短路短路电流的基本上只有系统阻抗了。短路电动力引起绕组变形故障变压器绕组变形频率响应测试仪根据对变压器内部绕组特征参数的测量，采用吗，目前世界发达国家正在开发完善的内部故障频率响应分析（FRA）方法，能对变压器内部故障作用准确判断。变压器设计制造完成后，其线圈和内部结构就确定下来，因此对一台多绕组的变压器线圈而言，如果电压等级相同、绕制方法相同，则每个线圈对应参数（、）就应该确定的。因此每个线圈的频域特征响应也随之确定，对应的三相线圈之间其频率图谱具有一定可比性。变压器在实验过程中发生匝间、相间短路，或在运输过程中发生冲撞，造成线圈相位移动，以及运行过程中在短路和故障状态下因电磁拉力造成线圈变形，就会使变压器绕组的分布参数发生变化。进而影响并改变变压器原有的频域特征，即频率响应发生幅度变化和谐振频点偏移等。并根据响应分析研制开发的HX021变压器绕组频率响应测试仪，就是这样一种新颖的变压器内部故障无损检测设备，它适用于63KV500KV电力变压器的内部结构故障检测。变压器绕组变形频率响应测试仪是将变压器内部绕组参数在不同领域的响应变化经量化处理后，根据其变化量值的大小、频响变化的幅度、区域和频响变化的趋势，来确定变压器内部绕组的变化程度，进而可以根据测量结果判断变压器是否已经受到严重破坏、是否需要进行大修。对于运行中的变压器而言，无论过去是否保存有频域特征图，通过比较故障变压器线圈间特征图谱的差异，也可以对故障程度进行判断。当然，如果保存有一套变压器原有的绕组特征图，更易对变压器的运行状况、事故后分析和维护检修提供更为精确有力的依据。1.3 变压器放点故障及影响1.3.1变压器局部放电故障在电压的作用下，绝缘结构内部的气隙、油膜或导体的边缘发生非贯穿性的放电现象称为局部放电。局部放电刚开始时是一种低能的放电，变压器内部出现这种放电时，情况比较复杂，根据绝缘介质的不同，可将局部放电分为气泡局部放电和油中局部放电；根据绝缘部位来分，有固体绝缘中空穴、电极尖端、油角间隙、油与绝缘纸板中的油隙和油中沿固体绝缘表面等处的局部放电(1)局部放电的原因1)当油中存在气泡或固体绝缘材料中存在空穴或空腔，由于气体的介电常数小，在交流电压下所承受的场强高，但其耐压强度却低于油和纸绝缘材料，在气隙中容易首先引起放电。2)外界环境条件的影响。如油处理不彻底下降使油中析出气泡等，都会引起放电。3)由于制造质量不良。如某些部位有尖角高而出现放电。带进气泡、杂物和水分，或因外界气温漆瘤等，它们承受的电场强度较高。4)金属部件或导电体之间接触不良而引起的放电。局部放电的能量密度虽不大，但若进一步发展将会形成放电的恶性循环，最终导致设备的击穿损坏，而引起严重的事故。(2)放电产生气体的特征。放电产生的气体，由于放电能量不同而有所不同。如放电能量密度在以下时，一般总烃不高，主要成分是氢气，其次是甲烷，氢气占氢烃总量的日80%90%；当放电能量密度为时，则氢气相应降低，而出现乙炔，但乙炔这时在总烃中所占的比例不到2%，这是局部放电区别于其他放电现象的主要标志。随着变压器故障诊断技术的发展，人们越来越认识到，局部放电是变压器诸多有机绝缘材料故障和事故的根源，因而该技术得到了迅速发展，出现了多种测量方法和实验装置，亦有离线测量的。(3)测量局部放电的方法。 1）测量法。利用示波器、局部放电仪或无线电干扰仪，查找放电的波形或无线电干扰程度。电测发的灵敏度较高，测到的是视在放电量，分辨率可达几皮库。2）超声测发。利用检测放电中出现的超声波，并将声波变换为电信号，录在磁带上进行分析。超声测法的灵敏度较低，大约几千皮库，它的优点是抗干扰性好，且可“定位”。有的利用电信号和声信号的传递时间差异，可以估计探测点到放电点的距离。3）化学测法。检测溶解油内各种气体的含量及增减变化规律。此法在运行监测上十分适用，简称“色谱分析”。化学测法对局部过热或电弧放电很灵敏，但对局部放电灵敏不高。而且重要的是观察其趋势，例如几天测一次，就可发现油中含气的组成、比例以及数量的变化，从而判定有无局部放电或局部过热。1.3.2变压器火花放电故障发生火花放电时放电能量密度大于的数量级。(1)悬浮电位引起火花放电。高压电力设备中某金属部件，由于结构上原因，或运输过程和运行中造成接触不良而断开，处于高压与低压电极间并按其阻抗形成分压，而在这一金属部件上产生的对地电位称为悬浮电位。具有悬浮电位电位的物体附近的场强较集中，往往会逐渐烧坏周围固体介质或使之炭化，也会使绝缘油在悬浮电位作用下分解出大量特征气体，从而使绝缘油色谱分析结果超标。悬浮放电可能发生于变压器内处于高电位的金属部件，如调压绕组，当有载分接开关转换极性时的短暂电位悬浮；套管均压球和无载分接开关拨叉等电位悬浮。处于地电位的部件，如硅钢片磁屏蔽和各种紧固用金属螺栓等，与地的连接松动脱落，导致悬浮电位放电。变压器高压套管端部接触不良，也会形成悬浮电位而引起火花放电。（2）油中杂质引起火花放电。变压器发生火花放电故障的主要原因是油中杂质的影响。杂质由水分、纤维（主要是受潮的纤维）等构成。水的介电常数e约为变压器油的40倍，在电场中，杂质首先极化，被吸引向电场强度最强的地方，即电极附近，并按电力线方向排列。（3）火花放电的影响。一般来说，火花放电不会很快引起绝缘击穿，主要反映在油色谱分析异常、局部放电量增加或轻瓦斯动作，比较容易被发现和处理，但对其发展程度应引起足够的认识和注意。1.3.3变压器电弧放电故障电弧放电时高能量放电，常以绕组匝层间绝缘击穿为常见，其次为引线断裂或对地闪络和分接开关飞弧等故障。（1） 电弧放电的影响。电弧放电故障由于放电能量密度大，产生急剧，常以电子崩形e冲击电介质，使绝缘纸击穿孔、烧焦或炭化，使金属材料变形或熔化烧毁，严重时会造成I备烧损，甚至发生爆炸事故，这种事故一般事先难以预料，也无明显预兆，常以突发的形式暴露出来。（2）电弧放电的气体特征。出现电弧放电故障后，气体继电器中的氢和乙炔等成分常高达几千UL/L,变压器油亦炭化而变黑。油中特征气体的主要成分是氢气和乙炔，其次乙烷和甲烷。当放电故障涉及到固体绝缘时，除了上述气体外，还会产生一氧化碳和二氧化碳。综上所述，三种放电的形式既有区别又有一定的联系，区别是指放电等级级和产生气体的成分，联系是指局部放电时其他两种放电的前兆，而后者又是前者发展后的一种必然结果。由于变压器内部出现的故障，常处于逐步发展的状态，同时大多不是单一类型的故障，往往是一种类型伴随着另一种类型，或几种类型同时出现，因此，更需要认真分析，具体对待。1.4 变压器绝缘故障目前应用最广泛的电力变压器是油浸变压器和干式树脂变压器两种，电力变压器的绝缘即是变压器绝缘材料组成的绝缘系统，它是变压器正常工作和运行的基本条件，变压器的使用寿命是由绝缘材料（即油纸或树脂等）的寿命所决定的。实践证明，大多变压器的损坏和故障都是因绝缘系统的损坏而造成。据统计，因各种类型的绝缘故障形成的事故约占全部变压器事故的85%以上。对正常运行及注意进行维修管理的变压器，其绝缘材料具有很长的使用寿命。国外根据理论计算及实验研究表明，当小型油浸配电变压器的实际温度维持在95时，理论寿命将可达400年。设计和现场运行的经验说明，维护很好的变压器，实际寿命能达到5070年：而按制造厂的设计要求和技术指标，一般把变压器的预期寿命为2040年。因此，保护变压器的正常运行和加强对绝缘系统的合理维护，很大程度上可以保证白雅琪具有相对较长的使用寿命，而预防性和预知性维护时提高变压器使用寿命和提高供电可靠性的关键。油浸变压器中，主要的绝缘材料是绝缘油及固体绝缘材料绝缘纸、纸板和木块等，所谓变压器绝缘的老化，就是这些材料受环境因素的影响发生分解，降低或丧失了绝缘强度。（1）液体油绝缘故障液体绝缘的油浸变压器是1887年由美国科学家汤姆逊发明的，1892年被美国通用电气公司等推广应用于电力变压器，这所指的液体绝缘即是变压器油绝缘。油浸变压器的特点：大大提高了电气绝缘强度，缩短了绝缘距离，减小了设备的体积；大大提高了变压器的有效热传递和散热效果，提高了导线中允许的电流密度，减轻了设备重量，它是将运行变压器器身的热量通过变压器油的热循环，传递到变压器外壳和散热器运行散热，从而提高了有效的冷却降温水平；由于油浸密封而降低了变压器内部某些零部件和组件的氧化程度，延长了使用寿命（2）固体纸绝缘故障 固体纸绝缘是油浸变压器绝缘的主要部分之一，包括：绝缘纸、绝缘板、绝缘垫、绝缘卷、绝缘绑扎带等，其主要部分成分是纤维素，化学表达式为，式中n为聚合度。一般新纸的聚合度为1300左右，当下降至250左右，其机械强度已下降了一半以上，极度老化致使寿命终止的聚合度为150200.绝缘纸老化后，其聚合度和抗张强度将逐渐降低，并生成水、一氧化碳、二氧化碳、，其次还有糠醛。这些老化产物大都对电气设备有害，会使绝缘纸的击穿电压和体积电阻率降低、介损增大、抗拉强度下降，甚至腐蚀设备中的金属材料。固体绝缘具有不可逆转的老化特征，其机械和电气强度的老化降低都是不能恢复的。变压器的寿命主要取决于绝缘材料的寿命，因此油浸变压器固体绝缘材料，应既具有良好的电绝缘性能和机械特征，而且长年累月的运行后，其性能下降较慢，即老化特性好。（1）变压器油的性能。运行只的变压器油除必须具有稳定优良的绝缘性能和导热性能。从石油中提炼制取得绝缘油是各种烃、树脂、酸和其他杂质的混合物，其性质不能都是稳定的，在温度、电场及光合作用等影响下会不断地氧化。正常情况下绝缘油的氧化过程进行得很缓慢，如果维护得当甚至使用20年还可保持应有的质量而不老化，透明度浑浊，所含水分、酸价、灰分增加等，使油的性质劣化。（2）变压器油劣化的原因 变压器油质变坏，按轻重程度可分为污染和劣化两个阶段。污染是油中混入水分和杂质，这些不是油氧化的产物，污染油的绝缘性能会变坏，击穿电场强度降低，介质损失角增大。劣化是油氧化后的结果，当然这种氧化并不仅指纯净油中烃类的氧化，而是存在于油中杂质将加速氧化过程，特别是铜、铁、铝金属粉屑等。氧来源于变压器内的空气，即使在全密封的变压器内部仍有容积为0.25%左右的氧存在，氧的溶解度较高，因此在油中溶解的气体中占有较高的比率。变压器油氧化时，作为催化剂的水分及加速剂的热量，使变压器油生成油泥，其影响主要表现在：在电场的作用下沉淀物粒子大；杂质沉淀集中在场强最强的区域，对变压器的绝缘形成导电的“桥”；沉淀物并不均匀而是形成分离的细长条，同时可能按电力线方向排列，这样无疑妨碍了散热，加速了绝缘材料老化，并导致绝缘电阻降低和绝缘水平下降。（3）变压器油劣化的过程油在劣化过程中主要阶段的生成物有过氧化物、酸类、醇类、酮类和油泥。早期劣化阶段。油中生成的过氧化物与绝缘纤维材料反应生成氧化纤维素，使绝缘纤维机械强度变差，造成脆化和绝缘收缩。生成的酸类是一种粘液状的脂肪酸，尽管腐蚀性没有矿物酸那么强，但其增长速度及对有机绝缘材料的影响是很大的。后期劣化阶段。是生成油泥，当酸腐蚀铜、铁、绝缘漆等材料时，反应生成油泥，是一种粘稠而类似沥青的聚合型导电物质，它能适度溶解于油中，在电场的作用下生成速度很快，粘附在绝缘材料或变压器箱壳边缘，沉积在油管及冷却器散热片等处，使变压器工作温度升高，耐电强度下降。油的氧化过程是由两个主要反应条件构成的，其一是变压器中酸价过高，油呈酸性。其二是溶于油中的氧化物转变成不溶于油的化合物，从而逐步使变压器油质劣化。（4）变压器巡视检查注意以下几点：声音是否正常，正常运行的变压器有轻微的嗡嗡声，这是交流电通过线圈时产生磁通，使用时变压器铁芯振动发出的声音，正常运行时，这种声音是清晰而有规律的，但当变压器的负荷变动或运行出现异常以及发生事故时，将产生异常声音，因此，可根据声音来判断变压器的运行情况。当发出嗡嗡声有变化，但无杂音，这时负荷可能有大的变化。由于大设备的启动，使变压器发出哇哇的声音，如电弧炉、可控硅整流设备等负荷，由于高次谐波分量很大，启动时也会发出哇哇声。由过负荷引起变压器内发出很大、很重的嗡嗡声。系统短路或接地，因通过大量短路电流，使用时变压器发出很大的噪音。个别零件松动，使变压器内部有非常异常音响，如铁芯穿心螺丝夹得不紧，造成铁芯松动，变压器发出强烈噪音。由于内部接触不良或绝缘被击穿，使变压器内发出放电声。由于铁磁谐振，使变压器发出粗细不均匀的噪声。检查变压器本身是否有渗、漏油现象，油的颜色和油位是否正常，新的变压器油呈浅黄色，运行后呈浅色，如有异常运行处理。变压器的电流和温度是否正常：国家规定变压器绕组温升为65，它的依据是以A级绝缘的为基础的，因为一般环境温度低于40，那么，40+65=105，正是A绝缘的极限温度。变压器套管是否清洁，有无破损、裂纹和放电痕迹。变压器套管脏污最容易引起管闪络，引起跳闸，而不能保证可靠供电，另一方面，由于脏污吸引水分，使导电性能提高，不仅表面容易引起表面放电，还可能引起泄漏电流增加。使套管发热，最后导致击穿。变压器接地是否良好，一、二次引线及各接触点是否紧固，各部分电气距离是否符合要求。（5） 可以根据声音来判断运行中的变压器的运行情况，用木棒的一端放在变压器的油箱上，另一端放在耳朵边仔细听声音，如果是连接不断地嗡嗡声，比平时加重，就要检查电压、油温是否太高，若无异常状，检查铁芯是否松动，当听到滋滋声时，要检查套管表面有无闪络现象，若无异状，再检查内部，当听到必啵声时，要检查线圈之间或铁芯与甲板间的绝缘有无击穿现象.1.5 变压器故障的处理变压器及其各辅助设备在长期运行过程中都会受到电、热、机械、化学和环境等等诸多因素的影响，健康状况逐渐变差，当其健康状况下降到一定程度时，就会影响变压器的安全运行。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。故障程度有轻有重，在故障较轻时，变压器虽能继续运行，但必须采取措施，同时监视故障的发展变化；当故障严重时，必须立即停止变压器的运行，防止故障扩大。在变压器出现故障时，需判断准确，处理得当，既要防止故障扩大，又不可轻率停止变压器的运行，这就要求运行人员提高故障判别能力，积累运行经验，使变压器的故障得到正确判断和及时处理。几种常见异常或故障的判断和处理方法。1.变压器过热过热对变压器是极其有害的。变压器的绝缘损坏大多是由过热引起，温度的升高降低了绝缘材料的耐压能力和机械强度。IEC354变压器运行负载导则指出变压器最高热点温度达到140时油中就会产生气泡，气泡会降低绝缘或引发闪络，造成变压器损坏。变压器的过热也对变压器的使用寿命影响极大。国际电工委员会（IEC）认为在：80140的温度范围内，温度每增加6，变压器绝缘有效使用寿命降低的速度会增加一倍，这就是变压器运行的6法则。国标GB1094中规定油浸变压器绕组平均温升限值是65，顶部油温升是55，铁芯和油箱是80.IEC还规定线圈热点温度任何时候不得超过140，一般取130作为设计值；变压器油温异常升高的原因可能有：变压器过负荷；冷却装置故障（或冷却装置未完全投入）；变压器内部故障；温度指示装置误指示。发现变压器油温异常升高，应对以上可能的原因逐一进行检查，作出准确判断检查并及时处理：（1）若运行仪表指示变压器已过负荷，单相变压器组三相各温度计指示基本一致（可能有几度偏差），变压器及冷却装置无故障迹象，则油温升高由过负荷引起，则按过负荷处理。（2）若冷却装置未完全投入或有故障，应立即处理，排除故障；若故障不能立即排除，则必须降低变压器运行负荷，按相应冷却装置冷却性能与负荷的对应值运行。（3）若远方测温装置发出温度告警信号，且指示温度值很高，而现场温度计指示并不高，变压器又没有其它故障现象，可能是远方测温回路故障误告警，这类故障可在适宜的时候予以排除。（4）如果三相变压器组中某一相油温升高，明显高于该相在过去同一负荷，且同样冷却条件下的运行油温，而冷却装置、温度计均正常，则过热可能是由变压器内部的某种故障引起，应通知专业人员立即取油样作色谱分析，进一步查明故障。若色谱分析表明变压器存在内部故障，或变压器在负荷及冷却条件不变的情况下，油温不断上升，则应按现场规程规定将变压器推出运行。（5）造成主变温度异常升高的原因主要有：a）内部各接头发热b）线圈有匝间短路c）铁芯存在短路或涡流不正常现象2.冷却装置故障冷却装置是通过变压器油帮助绕组和铁芯散热。冷却装置正常与否，是变压器正常运行的重要条件。在冷却设备存在故障或冷却效率达不到设计要求时，变压器是不宜满负荷运行的，更不宜过负荷运行，需要注意的是，在油温上升过程中，绕组和铁芯的温度上升快，而油温上升较慢。可能从表面上看油温上升不多，但铁芯和绕组的温度已经很高了，所以，在冷却装置内存在故障时，不仅要观察油温，还应注意变压器运行的其它变化，综合判断变压器的运行状况。冷却装置常见的故障及处理方法如下：（1）冷却装置电源故障。冷却装置常见的故障就是电源故障，如熔丝熔断、导线接触不良或断线等。当发现冷却装置整组停运或个别风扇停转以及潜油泵停运时，应检查电源，查找故障点，迅速处理。若电源已恢复正常，风扇或潜油泵仍不能运转，则可按动热继电器复归按钮试一下。若电源故障一时来不及恢复，且变压器负荷又很大，可采用临时电源，使冷却装置先运行起来，再去检查和处理电源故障。（2）机械故障。冷却装置的机械故障包括电动机轴承损坏、电动机绕组损坏、风扇扇叶变形及潜油泵轴承损坏等。这时需尽快更换或检修。（3）控制回路故障。小控制回路中的各元件损坏、引线接触不良或断线、接点接触不良时，应查明原因迅速处理。3.变压器油位异常变压器的油位是与油温相对应的，生产厂家应提供供油位与温度不符合油位温度曲线时，500kv变压器一般采用带有隔膜或胶囊的油枕，用指针式油位计反映油位。在下列情况下会出现油位异常现象：（1）指针式油位计出现卡针等故障;（2）隔膜或胶囊下面储积有气体，使隔膜或胶囊高于实际油位；（3）呼吸器堵塞，使油位下降时空气不进入，油位指示将偏高；（4）胶囊或隔膜破裂，使油进入胶囊或隔膜以上的空间，油位计指示可能偏低；（5）温度计指示不准；（6）变压器漏油使油量减少。发现变压器油位异常，应迅速查明原因，并视具体情况进行处理。特别是当油位指示超过满刻度或将到0刻度时，应立即确认故障原因及时处理，同时应监视变压器的运行状态，出现异常情况，立即采取措施。主变压器油位可通过油位与又闻得关系曲线来判断，并通过油位表的微动开关发出油位高或低的信号。（7） 若发现油位异常指示时，应检查油箱呼吸器是否堵塞，有无漏油现象；查明原因汇报调度及有关领导。（8）若油位异常降低是主变漏油引起，需迅速采取防止漏油措施，并立即通知有关部门安排处理。如大量漏油使油位显著降低时，禁止将重瓦斯改信号。（9）若油位因温度上升而逐渐上升，若最高油温时的油位可能高出油位指示并经分析不是假油位，则应放油至适当的高度以免溢出。应由检查单位处理。4.压力释放阀动作发出一个连续的报警信号，只能通过恢复指示杆人工解除。压力释放阀动作后，应作如下处理；（1）检查压力释放阀是否喷油；（2）检查保护动作情况、瓦斯信号动作情况、瓦斯继电器气体情况；（3）主变油温和绕组温度是否正常；（4）是否是压力释放阀误动；（5）在末查明原因前，主变不得试送。5.主变轻瓦斯动作（1）检查是否因主变漏油引起；（2）检查主变油位和绕组温度，声响是否正常；（3）检查瓦斯继电器内有无气体，若存在气体，应取气体进行分析；（4）检查二次回路有无故障；（5）若瓦斯继电器内的气体为无色、无臭、不可燃，色谱分析为空气，则主变可继续运行；若信号动作是因为油中剩余空气溢出或强油循环系统吸入空气而动作，而且信号动作时间间隔逐次缩短，将造成跳闸时，则应将重瓦斯改接信号；若气体是可燃的，色谱分析后含量超过正常值，经常规实验给予综合判断，如说明主变内部已有故障，必须将主变停运，以便分析动作原因和进行检查、实验。6.主变重瓦斯动作，并经检查是可燃气体，则主变未经检查，并实验合格前不许再投入运行。重瓦斯在下列情况下需将跳闸该信号（1）主变运行中进行滤油、加油及更换硅胶时，应先将重瓦斯改为信号，其它保护投入跳闸。工作完毕，主变空气排尽，方可将重瓦斯重新投入跳闸。（2）当主变油位计上指示的油面有异常升高或油路系统有异常现象时，为查明原因，需打开各个放气或放油阀门，检查吸湿器或进行其它工作时，必须先将重瓦斯改为信号，然后才能开始工作。（3）主变进行检修时，应停用本体保护。7.变压器跳闸变压器自动跳闸时，应立即进行全面检查并查明跳闸原因再作处理。具体的检查内容有：（1）根据保护的动作掉线或信号、事件记录器及其它监测装置来显示或打印记录，判断是否是变压器故障跳闸；（2）检查变压器跳闸前的负荷、油位、油温、油色，变压器有无喷油、冒烟，瓷套是否闪络、破裂。压力释放阀是否动作或其它明显的故障迹象，作用于信号的气体继电器内有无气体等；（3）分析故障记录波的波形；（4）了解系统情况，如保护区内外有无短路故障及其它故障等。若检查结果表明变压器自动跳闸不是变压器故障引起，则在外部故障排除后，变压器可重新投入运行。检查发现下列情况之一者，应认为变压器内部存在故障，必须进一步查明原因，排除故障，并经电气试验、色谱分析以及其它针对性的实验证明故障确已排除后，方可重新投入运行。a)瓦斯继电器中抽取的气体分析判断为可燃性气体；b）变压器有明显的内部故障特征，如外壳变形、油位异常、强烈喷油等；c)变压器套管有明显的闪络痕迹或破损、断裂等；d)差动、瓦斯、压力等继电器保护装置有两套或两套以上动作。8.主变差动保护动作（1）检查保护动作情况，作好记录，并对差动保护范围内所有连接的电气设备进行检查有无短路、闪络等明显故障现象。（2）检查瓦斯继电器有无气体、压力释放阀是否动作、喷油。（3）如检查设备无明显故障现象，且故未动作，有可能是差动保护误动作，但在未确定前不得试送。（4）主变试送必须经总工同意方可进行。9.主变着火的事故处理（1）主变着火时，应立即断开各侧开关和冷却装置电源，使各侧至少有一个明显的断点，然后用灭火器进行扑救并投入水喷雾装置并立即通知消防队。（2）若油溢在主变顶盖上着火时，则应打开下部油门放油至适当油位；若主变内部故障引起着火时，则不能放油，以防止主变发生严重爆炸。（3）消防队前来灭火，必须指定专人监护，并指明带电部分及注意事项。10.变压器紧急停运运行中的变压器如发现以下任何情况，应立即停止变压器的运行。（1）变压器内部声响异常或声响明显增大；（2）套管有严重的破损和放电现象；（3）变压器冒烟。、着火、喷油；（4）变压器已出现故障，而保护装置拒动或动作不明确；（5）变压器附近着火、爆炸，对变压器构成严重威胁。2 断路器常见故障分析高压断路器是电力系统中最重要的开关设备，它担负着控制和保护的双重任务，如断路器不能再电力系统发生故障时及时断开，就可能使事故扩大，造成大面积停电。为了满足开断和关合，断路器必须具备三个组成部分；开断部分，包括导电、触头部分和灭弧室。操动和传动部分，包括操作能源及各种传动机构。绝缘部分，高压对地绝缘及断口间的绝缘。此三部分中以灭弧室为核心。断路器按灭弧介质的不同可分为：油断路器，利用绝缘油作为灭弧和绝缘介质，触头在绝缘油中断开，又可分为多油和少油断路器压缩空气断路器，利用高压力的空气来吹弧的断路器。六氟化硫断路器，指利用六氟化硫气体作为绝缘和灭弧介质的断路器。真空断路器，指触头在真空中开断，利用真空作为绝缘和灭弧介质的断路器。断路器的分合操作是依据操作机构来实现的，根据操作机构能源形式的不同，操作机构可分为：电磁机构，指利用电磁力实现合闸的操作机构。弹簧机构，指利用电动机储能，依靠弹簧实现分合闸的操作机构。液压机构，指以高压油推动活塞实现分合闸的操作机构。气体机构，指以高压力的压缩空气推动活塞实现分合闸的操作机构。操作机构还有组合式的，例如气动弹簧机构是由气动机构实现合闸，由弹簧机构分闸。操作机构一般为独立产品，一般型号的操作机构可以配几种型号的断路器，一种型号的断路器可以配几种型号的操作机构。下面就不同灭弧介质的断路器和不同形式操作机构分别介绍断路器在运行时最常见的故障，以及原因分析。2.1 断路器本体的常见故障1. 油断路器本体故障见表2-1-1；序号常见故障可能原因1渗漏油固定密封处渗漏油，支柱瓷瓶、手孔盖等处得橡皮垫老化、安装工艺差和固定螺栓得不均匀等原因。轴转动密封处渗漏油，主要是衬垫老化或划伤、漏装弹簧、衬套内孔没有处理干净或有纵向伤痕及轴表面粗糙或轴表面有纵向伤痕等原因。2本体受潮帽盖处密封性能差。其他密封处密封性能差。3导电回路发热接头表面粗糙。静触头的触指表面磨损严重，压缩弹簧受热失去弹簧性或断裂。导电杆表面渡银层磨损严重。中间触指表面磨损严重，压缩弹簧受热失去弹性或断裂。4断路器本体内部卡滞导电杆不对中。灭弧单元装配不当、传动部件及焊接尺寸不合格和灭弧单元与传动部件装配时间隙不均匀。运动机构卡死。拉杆装配时接头与杆不在一条直线、各柱外拐臂上下方向不在一条直线上。5断口并联电容故障并联电容器渗漏油。并联电容器实验不合格。表2-1-12. 真空断路器本体故障见表2-1-2；序号常见故障可能原因1真空泡漏气真空泡密封性能差，漏气造成真空泡内部真空度下降，绝缘性能下降。2真空泡绝缘不良真空泡漏气真空泡外表积灰，在天气潮湿情况下，真空泡表面绝缘性能下降，严重时，会引起真空泡表面闪络。3触头间熔焊拒分触头间接触压力小，当触头间通过大电流时，触头间发热而发生熔焊，造成断路器拒分。4接触电阻不合格由于开断电弧时触头金属表面的电磨损，间隙变大致使触头间接触压力小；触头连杆的压缩弹簧调整不当，造成触头间接触压力小。由于电磨损使触头表面粗糙不平。触头与触头间接触不均匀。表2-1-2 3. 六氟化硫断路器本体故障见表2-1-3；序号常见故障可能原因1SF6漏气密封面表面粗糙、安装工艺差及密封床老化。传动轴及轴套表面有纵向伤痕磨损严重，轴与轴套间密封床老化。浇铸件质量差，有砂眼。瓷套质量差，有裂纹或砂眼。SF6连接管道安装工艺不良。SF6充气接头密封性能差或关闭不严。SF6压力表或密度继电器等接头处密封不良。2SF6气体湿度即含水量超标SF6存在漏气现象。补充的SF6气体含水量不合格。运输和安装过程中，本体内部的绝缘件受潮。本体内部的干燥剂含水量偏高。3主回路接触电阻超标连杆松动运行时间长和操作次数多后，动触头表面磨损严重，或动静触头、中间触头表面不干净。导电回路连接表面粗糙或紧固螺栓松动。4合闸电阻不合格合闸电阻阻值超标合闸电阻的电阻片老化使介损超标，超标严重影响运行。5断口并联电容故障并联电容器实验不合格。并联电容器渗漏油6重燃定开距设计的灭弧室断路器在开断空载线路时发生重燃的机率较高，亦有可能是装配灭弧室时残留在灭弧室内的金属微粒，在操作振动和气流作用下，金属微粒悬浮在断口间，造成重燃。7喷口及均压罩松动运行时间长及操作次数多。均压罩公差偏大固定不可靠。表2-1-3压缩空气断路器在高压系统已基本淘汰，压缩空气断路器本体的常见故障情况以及原因分析略2.2 断路器操作机构的常见故障1. 电磁操作机构故障见表2-2-1；序号常见故障可能原因1合闸铁芯不启动辅助开关的触点接触不良。合闸操作回路断线或熔断丝熔断。合闸接触器线圈烧坏。合闸铁心被铜套卡死。2合闸铁芯启动未合上延时开关配合不良，过早切断电流。合闸铁芯顶杆止钉松动，造成顶杆长度变短。合闸铁芯返回弹簧断裂、隔磁铜圈脱落或铁芯顶杆行程不足。跳闸后滚轮卡死，使滚轮无法返回造成空合。合闸速度太大，剩余能量将其振开或分闸弹簧调整不当。3脱扣卡板不复归卡板复归弹簧软，跳闸后不复位造成空合。脱扣板顶端下面不平整，返回时卡住。脱扣板与卡板扣入距太少，合闸后在铁芯返回时被振动而自行分闸。分闸时，连板下圆角顶死在托架上，使卡板无法返回造成空合。4分闸铁芯不启动分闸线圈顶杆卡死，或分闸铁芯与线圈间的铝套互相卡死。分闸回路的切换开关触点接触不良。分闸线圈断线或烧坏。5分闸铁芯启动未分闸并联接法的分闸线圈中有一个断线，造成铁芯吸力不足。制动螺钉未松到位或未松开。卡板与脱扣板扣入尺寸太多或扣合面粗糙。6机构卡死机构连板不平整、销孔磨损变形、焊接开裂变形等使机构连杆倾斜卡死而不能分闸。固定连杆的主要轴孔不平行，使连杆倾斜，卡死而不能分闸。表2-2-12. 弹簧操作机构故障见表2-2-2；序号常见故障可能原因1合闸锁不住而自行分闸扣入距离太多或太少造成无法保持储能。合闸四连杆在未受力时，锁扣复位弹簧变形或连杆有卡死，过死点距离太少。牵引杆储能完毕扣合时冲击过大。合闸锁扣基座下部的顶紧螺栓未顶紧，使锁扣扣不住或扣合不稳定。合闸锁扣轴销弯曲变形，使锁扣位置发生变化而锁不住。2合闸四连杆返回不足合闸四连杆有卡阻现象，返回不灵活。3拒合四连杆过死点太多或铁芯冲程调整不当。辅助开关触点接触不良。储能状态，斧状连板与牵引杆滚轮无间隙，造成四连杆无法返回。空合，分闸四连杆无法返回或返回不足。四连杆过死点太少，受力后或振动后自行分闸，合闸保持不住。斧状连板与顶块扣入距离不足或顶块弹簧变形拉力不足造成合闸保持不住。操作回路接触不良，断线或熔断器的熔丝熔断。4拒分分闸电磁铁铁芯有卡住点。分闸电磁铁芯行程和冲程调整不当或分闸动作电压调得太高。分闸四连杆过死点太多。分闸四连杆冲过死点的距离太小，使断路器分不开。辅助开关触点接触不良，使分闸电磁铁不动作而不能分闸。操作回路接触不良，断线或熔断器的熔丝熔断。5离合器故障离合器打不开，八字脚太低。离合器不闭合，蜗杆涡轮中心未调整好，使蜗杆前后窜动不灵活，有卡阻现象。6电源回路故障控制电动机电源的辅助开关顶杆弯曲。电源回路不通，接触不良，断线或熔断器的熔丝熔断。7储能电动机拒绝启动电源回路不通，接触不良，断线或熔断器的熔丝熔断。电动机本身断线或内部短路。表2-2-23 其它电气设备的常见故障与分析3.1 互感器的作用 互感器是按比例变换电压或电流的设备。互感器的功能时将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或1A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。电力系统用互感器是将电网高电压、大电流的信息传递到低电压、小电流二次侧的计量、测量仪表及继电器保护、自动装置的一种特殊变压器，是一次系统和二次系统的联络元件，其一次绕组接入电网，二次绕组分别与测量一次系统的电压、电流和电能；与继电保护和自动装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。互感器性能的好坏，直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电器保护装置动作的可靠性。互感器分为电压互感器和电流互感器两大类，主要作用有：将一次系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关到设备；将一次系统的高电压、大电流转变为二次侧的低电压（标准值）、小电流（标准值）使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化，并降低了对二次设备的绝缘要求；将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离，从而保证了二次设备和人身的安全。3.2 仪用互感器的故障处理当互感器及其二次回路存在故障时，表针指示将不准确，值班员容易发生误判断甚至误操作，因而要及时处理。电压互感器的故障处理。电压互感器常见的故障现象如下；1.一次侧或二次侧的保险连续熔断两次。2.冒烟、发出焦臭味。3.内部有放电声，引线与外壳之间有火花放电。4.外壳严重漏油。发现以上现象时，应立即停用，并进行检查处理。电压互感器一次侧或二次侧保险熔断的现象与处理。当一次侧或二次侧保险熔断一相时，熔断相的接地指示灯熄灭，其他两相的指示灯略暗。此时，熔断相的接地电压为零，其他两相正常略低；电压回路断线信号动作；功率表、电度表读数不准确；用电压切换开关切换时，三相电压不平衡；接地信号动作（电压互感器的开口三角线圈有电压33V）。当电压互感器一次侧保险熔断时，一般作如下处理：拉开电压互感器的隔离开关，详细检查其外部有无故障现象，同时检查二次保险。若无故障现象，则换号保险后再投入。如合上隔离开关后保险熔断，则应拉开隔离开关进行详细检查，并报告上级机关。若切除故障的电压互感器后，影响电压速断电流闭锁及过流，方向低电压等保护装置的运行时，应汇报高度，并根据继电保护运行规程的要求，将该保护装置退出运行，待电压互感器检修好后再投入运行。当电压互感器一次侧保险熔断两相时，需经过内部测量检查，确定设备正常后，方可换好保险将其投入。当二次保险熔断一相时，熔断相的接地电压表指示为零，接地指示灯熄灭；其他两相电压表的数值不变，灯泡亮度不变，电压断线信号回路动作；功率表，电度表读数不准确电压切换开关切换时，三相电压不平衡。电流互感器的故障处理。电流互感器常见的故障现象有：1）有过热现象2）内部发出臭味或冒烟3）内部有放电现象，声音异常或引线与外壳间有火花放电现象4）主绝缘发生击穿，并造成单相接地故障5）一次或二次线圈的匝间或层间发生短路6）充油式电流互感器漏油7）二次回路发生断线故障当发现上述故障时，应汇报上级，并切断电源进行处理。当发现电流互感器的二次回路接头发热或断开，应设法拧紧或用安全工具在电流互感器附近的端子上将其短路；如不能处理，则应汇报上级将电流互感器停用后进行处理。3.3 直流系统接地故障处理直流回路发生接地时，首先要检查是哪