电力变压器故障分析及其诊断方法.doc

电力变压器故障分析及其诊断方法shebeiguanliyuGa.量电力变压器故障分析及其诊断方法马静君(浙江省兰溪市供电局,浙江兰溪321100)摘要:针对电力变压器运行过程中的常见故障进行分析和归纳,提出变压器故障诊断和解决的方法,从而及时发现和解决故障,确保电力系统的安全运行.关键词:电力;变压器;故障;诊断0引言电力变压器在长期运行中,故障和事故是不可能完全避免的,引发变压器故障和事故的原因很复杂,如外部的破坏和影响,不可抗拒的自然灾害等.安装,检修,维护中存在的问题和制造过程中留下的设备缺陷等事故隐患,特别是电力变压器长期运行后造成绝缘老化,材质劣化等等,已成为故障发生的主要因素.电力变压器是电力系统中十分重要的组成部分,不仅直接关系到由其供电的广大用户,也关系到整个电网的安全稳定运行.因此,对电力变压器的故障进行分析,并采取相应的解决措施具有十分重要的意义.1电力变压器的常见故障及产生原因电力变压器的常见故障按变压器本体可分为内部故障和外部故障;按故障发生的部位可分为铁芯故障,分接开关故障,绕组故障,绝缘故障;按发生故障的性质可分为热性故障和电性故障;按故障发生的回路可分为:电路故障,磁路故障和油路故障;按变压器的结构可分为绕组故障,铁芯故障,油质故障和附件故障等I.我们对某地区电网内2002-2010年期间发生故障和事故的155台110kV及以上电压等级的电力变压器资料进行统计,整理和分析,如表1所示.欠佳,线圈引出线和套管导电杆连接不好会致使变压器在运行中接头过热从而导致局部绝缘劣化,严重者会由于接头断开而造成绕组断路.(2)变压器线圈的绝缘中渗入水分或器身干燥处理不够彻底,也会导致运行中的变压器发生匝间短路.(3)雷电冲击,对地弧光放电等瞬变过程都可能会造成变压器绕组薄弱处(如高压绕组的起始几匝,绝缘导线的末端等处)发生绝缘损坏乃至击穿.(4)运行中的变压器遭受严重的外部短路时,在电动力和机械力的作用下,变压器绕组的尺寸或形状将发生不可逆的变化.常表现为绕组轴向和径向尺寸的变化,器身位移,绕组扭曲,鼓包和匝间短路等.绕组变形是目前影响电力变压器稳定运行的一大隐患.(5)严重的持续过载可在整台变压器中引起高温,造成线圈绝缘变脆,脱落,引起绕组匝问短路,绝缘油因高温劣化,产生的油泥将沉积在油箱底部,线圈及铁心构件上,变压器会因此散热不良,并使得过热更趋严重,最终导致变压器损坏.引线故障主要表现为:引线短路,引线断路,引线接触不良.引线是变压器内部绕组出线与外部接线的中间环节,其接头是通过表1某地区20O22O1O年间电力变压器常见故障统计总计绕组铁芯分接套管引线绝缘散热附件变压其他故障故障开关故障故障故障器故故障器烧故障故障障毁155533118l412948241.1绕组和引线故障绕组故障主要是指发生在变压器线圈,纵绝缘和端子中的故障.绕组故障主要由以下原因引起:(1)变压器线圈的接头因焊接过程中质量控制不严导致质量焊接而成.因此,焊接质量的好坏直接影响到引线故障的产生与否.若发生引线短路,应立即使变压器停止运行,如不及时处理会导致相间短路扩大发展成为灾难性故障,属致命性故障.引线对地短路,接触不良将会产生局部高温烧断引线而使变压器停运,属于临界性故障1.1.2高压出线套管故障套管是电力变压器内绕组与油箱外联结引线的重要保护装置,也是电力变压器与外部电网或设备连接的桥梁.其长期遭受电场,风雨,污染等影响,易使瓷釉龟裂绝缘油老化,是变压器故障多(2)重点研究机电设备的可靠性设计和维修性设计,提高机电设备使用过程中的可靠程度,减少设备的维修工作量.使其达到设备使用过程中不用维修的目的,即无须维修设计.(3)加强煤矿井下机电设备使用和维护管理,在我国现代化煤矿生产过程中,由于现阶段煤炭企业职工素质普遍偏低,这也给机电设备的使用和维护保养在一定程度上带来困难;如果职工不能正确地使用机电设备,必然给矿井生产带来事故隐患.因此,煤炭企业的管理人员必须在现有的生产条件下,加强对机电设备使用,修理和维护人员的技能和素质的培训,建立健全并完善机电设备管理的规章制度,严格执行规章制度;进一步完善包括三级保养,点检,班检,定期维护,巡回检查和交接等日常维护.4结语总而言之,为了加强机电设备管理与维修,促进煤矿安全生产,提高煤矿企业经济效益,就必须根据煤矿的具体生产特点,对设备的正常使用寿命周期进行全过程的有效管理,从而使设备达到最佳工作性能状态;同时还要建立健全设备维修管理的信息反馈系统,从而为设备的维修提供必要的决策服务,并应用现代化方法以及先进的技术,经济合理地组织设备的维修,从而保证煤矿机电设备完好运行,促进矿井和谐,健康,持续发展.尹参考文献1万长慈,等.煤矿机电技术M.北京:煤炭工业出版社,19992北京开采研究所.地下开采现代技术理论与实践新进展D1.北京:煤炭工业出版社,200731袁维义.电机及电气控制M.北京:化学工业出版社,2006收稿日期:201卜O617作者简介:李荣胜(1960一),男,山东省宁津县人,工程师,主要从事煤矿安全技术培训工作(机电类).机电信息2011年第2l期总第303期91ShebeiguanliyuGaIzao发部位.在运行中,以下因素易导致套管故障:(1)安装不当引起套管损坏;(2)套管因漏油致使套管缺油而过热;(3)套管瓷套的表面沉积有灰尘,油污和盐雾等,常常会引起套管的污闪;(4)套管与绕组引线联接固定销脱落造成悬浮放电;(5)套管密封不良导致进水受潮.1.3分接开关故障分接开关故障主要表现为:分接开关触头接触不良,触头间短路或对地放电,分接开关引线松动等.在电力变压器故障中,该类故障所占比例较大,故障原因有很多,如制造质量存在问题;在安装,运行操作及维护过程中存在不当行为造成弹簧压力不足,接触不可靠,引线紧固不良,开关触头氧化,分接开关不到位等现象.1.4磁路部分故障磁路故障就是指发生在变压器的铁芯,铁轭及其夹件中的故障.变压器铁芯和绕组是传递,交换电磁能量的主要部件,要使变压器可靠运行,除绕组质量合格外,铁芯质量好坏是决定其正常运行的关键.磁路故障产生的原因主要有:(1)运行中的电力变压器铁芯形成多点接地,轻则发生局部过热,重则导致变压器跳闸甚至造成变压器直接损坏.(2)铁芯叠片之间的绝缘或与铁轭夹件之间的绝缘产生损坏会产生很大的循环涡流,并由此产生大量的热量,从而危及铁芯和线圈的绝缘,变压器的铁损也会随之增加.(3)在变压器铁芯制作过程中,铁芯或铁轭叠片的边缘形成较大的毛刺或铁芯叠片间夹杂金属物质甚至铁芯叠片产生微小的弯折,都有可能导致变压器在运行过程中产生铁芯叠片间的局部短路,并由此产生涡流使铁芯局部过热.1.5绝缘故障和密封不良变压器油和绝缘纸,板以及绝缘件构成了变压器油一纸绝缘系统,绝缘故障主要表现形式及其产生原因如下:(1)绝缘件在制造过程中,其表面或内部被导电质污染,运行中会发生绝缘件表面放电或内部发生局部放电,致使绝缘失效造成故障.(2)变压器油受到污染后,绝缘强度下降进而导致变压器整体绝缘性能下降是目前变压器运行中的常见故障.(3)变压器油道设计不佳和油流速度过高会导致运行中的变压器油流带电严重,甚至发生油流放电的故障,对电力变压器的安全运行造成极大危害.(4)有些变压器采用薄绝缘,小油道的设计制造,这些变压器往往在投运后不久就发生故障.(5)由于变压器油箱上的局部密封失效或其他因素,结果使水分进入变压器内部,大大降低了变压器局部的绝缘强度,会引起线圈或引线对油箱或对铁芯构件击穿,线圈匝间绝缘遭受的危险性最大.变压器密封不良主要是由于连接处理不好,如焊接质量控制不好,大罩变形,砂眼以及密封圈失效导致了密封故障,会出现漏油,漏气等严重后果.一旦产生故障,影响范围会很大2.2电力变压器故障常用的诊断方法2.1观察法由于运行中的电力变压器产生故障时,其声音,散发的气昧,气体颜色以及油温都会出现异常.因此,可以通过闻,听,摸,看等方式来对变压器的故障进行初步诊断.2003年某局下属一变电站l主变在春检时,检修人员通过观察发现110kV侧有一相套管将军帽有发热迹象.经停电检查后发现,将军帽与引线连接处的铜螺母上反且没有拧紧导致引线丝扣烧损.2.2变压器绝缘试验变压器的绝缘试验主要包括变压器的泄漏电流,介质损失,绝缘电阻,吸收比,感应耐压,交流耐压等试验.泄漏电流试验可用于变压器引线套管缺陷和绝缘部分穿透性缺陷的诊断.对泄漏电流测量结果进行分析判断时,主要与历年试验结果比较,同类型变压器,各线圈相互比较,对这些结果进行比较时,各项参数不应有显着变化.在进行测量时,按标准规定使用兆欧表进行测量.依次测量各线圈对地及线圈间的绝缘电阻.测得的绝缘电阻值,主要依靠各线圈历次测量结果相互比较进行判断3.2006年某局下属一变电站1主变大修,在对110kV侧B相套管进行绝缘试验时发现,套管介损超标,取套管油样进行耐压试验,油耐压不合格.后经干燥处理后,再次进行绝缘试验,各项指标均符合要求,故障排除.2.3变压器油化验变压器油化验是一种常见且有效的故障诊断方法.由于充油电气设备的潜伏性故障所产生的可燃性气体大部分会溶解于油,因此可应用监测仪测定变压器油中8种故障气体,连续测定因故障释放而溶解于油中气体的含量,分析气体类别及含量来确定变压器故障的类型.2009年某局一下属110kV变电站1主变在进行油样气相色谱分析试验时发现,油中含气量有升高趋势.后通过跟踪测量发现,总烃含量增长明显,超过了变压器油中溶解气体判断导则(GB7252-1987)中规定的注意值(150pL/L),其中乙烯,甲烷含量比例很高,乙炔含量很低,小于总烃含量的10%,且末达到规定值(5zL/L),综合判断为700以上高温过热故障.进一步的跟踪分析发现,CO,CO的含量没有明显增长,故排除固体绝缘材料发热故障,经过综合分析判定,可能为铁芯多点接地故障.后对该台主变进行吊芯检查,经测试确认为铁芯多点接地故障.针对该铁芯多点接地的具体情况,经技术会诊会讨论后采用放电冲击法对多点接地故障予以消除.3结语随着社会经济的不断发展,电力供应已经成为工业生产,国防军事,科技发展以及人民生活中至关重要的因素,人们对电能的依赖也越来越强.然而,电力变压器故障所造成的电网事故时有发生,且有逐渐增长的趋势,对电网造成了很大的危害,严重影响了电网的安全运行.因此,应对电力变压器运行过程中的常见故障进行认真的分析和研究,搞清故障产生的原因及故障的表现形式,并掌握对电力变压器故障进行诊断和解决的方