变压器故障分析和诊断技术.doc

目 录摘要1引言21首先讲解变压器遇到的故障分析31.1短路故障31.2放点故障31.3绝缘故障32变压器的故障诊断分析52.1变压器故障的油中气体色谱检测52.2绕组直流电阻检测52.3绝缘电阻及吸收比、极化指数检测62.4介质损耗角正切测量62.5局部放电故障检测6结论8参考文献9致谢10摘要变压器是电力系统中的一个关键设备，它的良好运行对电网安全具有重要的意义。据国外近几年的统计，涌流、外部短路和绝缘损耗是变压器损坏的两种主要因素。其中涌流/外部短路发生时，主要靠继电保护装置去保护变压器，而绝缘损耗目前主要是靠变压器定期检修和及时检测来发现。目前变压器运行可靠性在不断提高。但变压器事故和故障还是不断发生。这里有选型、设计、制造的原因，但是安装、检修、运行、检测和维护上的问题也是致使变压器发生事故或故障的原因之一。所以对变压器进行故障分析和及时诊断就显得尤为重要。而近几年出现的一些新的诊断技术特别是变压器在线检测技术为变压器的故障分析和及时诊断提供了有力保障。关键词：变压器 故障分析 检修 诊断技术引言在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏还会中断电力供应，给社会造成巨大的经济损失。1.首先讲解变压器所遇到的故障分析：主要分析以下比较常见的变压器短路故障、放电故障、绝缘故障等三个方面。按各自故障的类型及造成的影响进行分析。1.1短路故障 变压器短路故障主要指变压器出口短路，以及内部引线或绕组间对地短路，及相与相之间发生的短路发生的故障。变压器正常运行中由于受出口短路故障的影响，遭受损失的情况较为严重。变压器低压出口短路时形成的故障一般要更换绕组，严重时可能要更换全部绕组。从而造成十分严重的后果和损失。因此，应引起足够的重视。变压器的出口短路主要包括：三相短路、两相短路、单线接地短路和两相接地短路等几种类型。1.2放电故障变压器的放点故障常分为局部放电、火花放电和高能量放电三种类型。在电压的作用下，绝缘内部的气隙，油膜或导体的边缘发生非贯穿性的放电现称为局部放电。局部放电高开始时是一种低能量的放电，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。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或损坏，而引起严重事故。变压器发生火花放电的故障的主要原因是油中杂质的影响，主要由悬浮电位，油中杂质引起，电弧放电是高能量放电，常以绕组夹层间绝缘击穿为多见，其次为引线断裂或对地闪络和分接开关分弧等故障。1.3绝缘故障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的寿命所决定的，实践证明，大多数变压器的损坏和故障都是因绝缘系统的损坏而造成，因此保护变压器的正常运行和加强绝缘系统的合力维护，很大程度上可以保证变压器是有较长的使用寿命。而预防性和预知性维护是提高变压器使用寿命和提高供电可靠性的关键。运行中的变压器油除必须具有稳定优良的绝缘性能和导热性能，变压器油质变坏将会使油的绝缘性能会变坏，击穿电厂强度降低，介质损失角增大，变压器有氧化时加速可绝缘材料老化，并导致绝缘电阻降低和绝缘水平下降。2.变压器的故障诊断技术变压器故障的检测技术是准确诊断故障的主要手段，根据DL/T5961996电力设备预防性实验规程规定的试验项目及试验顺序，主要包括油中气体的色谱分析，直流电阻检测、绝缘电阻及吸收比、极化指数检测、绝缘介质损失角正切检测，油质检测，局部放电检测及绝缘耐压试验等。在变压器故障诊断中应综合各种有效的检验手册和方法，对得到的各种检测结果要进行综合分析和评判。因为不可能具有一种包罗万象的检测方法，也不可能具有一种面面俱到的检测仪器，只有通过各种有效的途径和利用各种有效的技术手段，包括离线的检测方法。在线检测的方法：电器检测、化学检测、甚至超声波检测、红外成像检测等，只要是有效的，在可能条件下都应该相互补充，验证和综合分析判断，通过下述讲述的几种方法基本可判断变压器的短路故障，放点故障和绝缘故障。2.1变压器故障的油中气体色谱检测根据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起诊断非常灵敏而有效，这已为大量故障诊断的实践所证明，根据色谱分析数据进行变压器内部故障诊断时，应包括分析气体产生的原因及变化；判定有无故障及故障类型，如过热，电弧放电，火花放电和局部放电等等；判定故障的状况。如热点温度、故障回路严重程度以及发展趋势等；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段或是否需要吊心检修等，若需要加强监视，则应缩短下次实验的周期。2.2绕组直流电阻检测变压器绕组直流电阻的检测是一项很重要的试验项目，DL/T5961996预试规程的试验次序排在变压器实验项目的第二位。在变压器的所有试验项目中是一项较为方便而有效的考核绕组纵绝缘和电流回路连接状况的试验，它能够反映绕组之间短路、饶阻断股、分接开关接触状态以及导线电阻的差异和接头接触不良等缺陷故障，也是判断各项绕组直流电阻是否平衡、调压开关档位是否正确的有效手段，长期以来，绕组直流电阻的测量一直被认为是考察变压器纵绝缘的主要手段之一，有时甚至是判断电流回路连接状况的唯一方法。变压器绕组直流电阻的测试常可用双臂电桥进行，可使用仪表有QJ44、QJ57等等。2.3绝缘电阻及吸收比、极化指数检测绝缘电阻试验是对变压器主绝缘性能的试验，主要诊断变压器由于机械、电场、温度、化学等作用潮湿污秽等影响程度，能灵敏反应变压器绝缘整体受潮、整体劣化和绝缘贯穿性缺陷，是变压器能否投运的主要参考判据之一。绝缘电阻的试验类型。电力变压器绝缘电阻试验，过去采用测量绝缘电阻的R60.（一分钟的绝缘电阻值），同时对大中型变压器测量吸收比值（R60/R15），这对判断绕组绝缘是否受潮起一定作用。但实践证明对大容量电力变压器，出现绝缘电阻绝对值较大时，往往吸收比偏小的结果，会造成判断困难。绝缘电阻的试验方法。对于三绕组变压器，应分别测量高压绕组对中、低压绕组及地；中绕组对高、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；低压绕组对高压绕组及地；高、中、低压绕组对地，共七次测量，每次实验均应按准确顺序进行，便于对测量结果进行合理的比较，绕组绝缘电阻的测量应采用2500V或5000V兆欧表。2.4介质损耗角正切测量测量绕组间和绕组对地的介质损耗因数，根据测量结果，判定各测绕组绝缘是否受潮，是否有整体劣化等，应与历次数据相比较，仅以是否超标准为依据进行故障判断，往往不够准确，需要考虑与本身历次数据进行比较才能了解潜伏性故障的起因和发展情况，例如：实验结果尽管数据偏大，但一直比较稳定，应该认为仍属正常；但试验结果虽未超标而与上次相比却增加很多，就需要认真分析查明原因，介质损耗正切角的测量方法主要有电桥法和谐振发两大类。电桥法用于低频测量，谐振法用于高频测量。仅以电桥法为例，一般来说，试样与电极装置要用并联或串联等效电路表示。电桥的测量原理是把试样作为一个桥臂，其他三个桥臂的阻抗是已知的，调节电桥达到平衡，再根据平衡条件，求出试样的并联等效电容与电阻，从而计算出相对介电常数和介质损耗角正切。2.5局部放电故障检测停电后进行变压器局部放电的检测常采用感应加压方式，实验电压一般要高于变压器的额定电压，局部放电信号多从高压套管末端引出，若高压套管没有末屏，可用以耦合电容器引出信号，在测试阻抗上接以测试仪器，就可在测试仪器上与校正的放电量相比，即可知局部放电的放电量。局部放电测试包括电气压和超声波，测试尽量按国家标准规定的加压方法使变压器主、从绝缘均承受较高的电压，使放电缺陷明显显露出来。小结通过对变压器的常见故障分析的经验总结，将有利于及时、准确判断故障原因、性质、及时采取有效措施，确保设备的安全运行。根据运行维护管理规定变压器必须定期进行检查，以便及时了解和掌握变压器的运行情况，及时采取有效措施，力争把故障消除在萌芽状态中，从而保障变压器的安全运行。根据变压器运行现场的实际状态，当出现上述异常情况时，往往要迅速进行有关实验，以确定有无故障、故障的性质、可能位置、大概范围、严重程度、发展趋势及影响波及范围等，对变压器故障的综合判断，还必须结合变压器的运行情况、历史数据、故障特征，通过采用针对性的诊断技术手段科学而有序的对故障进行综合分析判断变压器的工作状态。参考文献1 发电厂电气部分，范锡普主编，电力出版社，1995年11月2 发电厂电气部分课程设计参考资料，天津大学黄纯华主编，水利电力出版社3 电力工程电气设计手册，西北电力设计院编，电力出版社，1995年4电力工程电气设备手册，西北电力设计院编，电力出版社，1995年致 谢通过这次毕业设计，我本上掌握了发电厂电气设计的基本方法。在设计和论文写作的整个过程中，指导教师在各方面都给予了全面的指导和帮助。导师的精深渊博知识、求实创新、勤奋严谨的