电力变压器故障综合分析

电力变压器故障综合分析 摘 要 变压器是电力系统中作为输变电的最主要的 设备 因此对变压器安全可靠运行的要求是十分严格的 电力变压器在高电压下长期运行 会受到各种因素的影响 如过负荷运行 短路电流冲击等 性能逐渐下降 如果发 生故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来无法估量的 后果 尤其是长期运行后的材质劣化 绝缘老化与预期寿 命减少等情况均可能发生 使得变压器小故障频发 大的 灾难性事故亦有发生的可能 安全问题异常突出 笔者根 据多年的工作经验 主要针对电力变压器故障进行分析和 讨论 关键词 电力变压器 故障分析 一 变压器出故障的异常运行 1 声音异常 1 当有大容量的动力设备起动时 由于负荷变化较 大 使变压器声音增大 如变压器带有电弧炉 可控硅整 流器等负荷时 由于有谐波分量 变压器的声音会变大 2 过负荷会使变压器发出声音很高而且沉重的 嗡 嗡 声 3 个别零件松动使变压器发出强烈而不均匀的噪声 如铁芯的穿芯螺丝夹得不紧使铁芯松动等 4 内部接触不良或绝缘有击穿 变压器发出 劈啪 声 5 系统短路或接地 因通过很大的短路电流 使变 压器发出很大的噪声 6 系统发生铁磁谐振时 变压器发出粗细不均的噪 声 2 正常负荷和正常冷却方式下 变压器油温不断升高 由于涡流或夹紧铁芯用的穿芯螺丝绝缘损坏 均会使 变压器的油温升高 涡流使铁芯长期过热而引起硅钢片间 的绝缘破坏 这时铁损增大油温升高 而穿芯螺丝绝缘破 坏后 使穿芯螺丝与硅钢片短接 这时有很大的电流通过 使螺丝发热 也会使变压器的油温升高 3 电保护动作 继电保护动作一般说明变压器内部有故障 瓦斯保护 是变压器的主要保护 它能监视变压器内部发生的大部分 故障 经常是先轻瓦斯动作发出信号 然后重瓦斯动作跳 闸 轻瓦斯动作的原因有以下几个方面 1 因滤油 加油和冷却系统不严密 致使空气进入 变压器 2 温度下降和漏油使油位缓慢降低 3 变压器内部故障 产生少量气体 4 变压器内部短路 5 保护装置二次回路故障 4 分接开关故障 变压器油箱上有 吱吱 的放电声 电流表随响声发 生摆动 瓦斯保护可能发出信号 油的闪点降低 这些均 可能是由于分接开关故障而出现的异常现象 分接开关故 障主要有以下几个原因 1 分接开关触头弹簧压力不足 触头滚轮压力不匀 使有效接触面积减少 镀银层因机械强度不够而严重磨损 等 会引起分接开关烧毁 2 分接开关接触不良 经受不住短路电流的冲击而 发生故障 3 倒分接开关时 由于分头位置切换错误造成开关 烧坏 4 相间绝缘距离不够或绝缘材料性能降低 在过电 压作用下发生短路 5 其他异常现象 1 油色显著变化 取油样时发现油内含有碳粒和水分 油的酸价增高 闪点降低 随着绝缘强度的降低 易引起绕组与外壳的击 穿 2 油枕或防爆管喷油 如果二次系统突然短路而保护拒动 或内部发生短路 故障而出气孔和防爆管堵塞等 内部的高温和高热会使变 压器油突然喷出 喷油后使得油面降低 有可能引起瓦斯 保护动作 3 三相电压不平衡 第一 三相负载不平衡 引起中性点位移 使三相电 压不平衡 第二 系统发生铁磁谐振 使三相电压不平衡 第三 绕组局部发生匝间和层间短路 造成三相电压不平 衡 二 电力变压器的故障诊断 1 变压器油中溶解气体的分析 通过对电力变压器中的绝缘油的故障诊断 我们通常 将之归于变压器故障诊断中的早期诊断 这种通过对油中 溶解气体的分析技术 是通过分析绝缘油中溶解气体 从 而来对变压器故障进行判断 这种技术已经得到世界的认 可 也在全世界得到了广泛的推广和应用 在长期实践中 总结出来许多判断方法 当前国内外出现的判断方法主要 有 特征气体法 比例法 模糊诊断法等 当然这些方法 也存在一定的局限性 不能完全客观准确的诊断出电力变 压器的所有故障 2 变压器红外诊断 所谓红外诊断 是指对变压器进行非接触式的检测以 及诊断 通过对变压器温度分布场的研究和分析 定位出 缺陷部位 准确找到故障点 另外 将红外技术与计算机 技术相结合 可以对变压器的热像进行处理 实现对数据 的统计和分析显示 这种方法不会受到外界高压电场的影 响 在检测时变压器依然能够正常运行 不用停机 具有 安全 经济和高可靠性的特点 3 变压器绕组变形故障诊断 通常情况下 变压器绕组发生变形后 其内部电感和 电容等的分布参数也会发生一定的变化 依托相应的测试 技术对绕组特定参数进行测量 从横向和纵向对比测试结 果 可以判断出绕组的扭曲和倾斜现象 具体的测试方法 有 阻抗法 低压脉冲法以及频率响应分析法 对变压器 绕组的故障诊断方法有故障性质诊断和故障部位诊断之分 其中 后者在现阶段的研究依然处于探索阶段 三 电力变压器的检修方法 1 铁芯的检修 对变压器的铁芯进行检修时 应该先将铁芯及油道的 油泥清除干净 检查铁芯的接地是否完好和可靠 对穿心 夹紧螺杆和螺帽的松紧情况进行检查 然后检查其绝缘性 采用 2500v 兆欧的仪表对穿心夹件螺杆的对地绝缘电阻进 行测量 并测量铁芯对地的绝缘电阻 确定其值是否在 500Mn 以上 2 绕组的检修 先将绕组线上的油泥进行清除 检查绕组的外观是否 良好 其绝缘是否存在损坏和老化问题 引线的夹板是否 牢固 隔开相间的绝缘板牢固情况及两侧的间隔是否均匀 对绕组的绝缘电阻进行测量 检查夹件和胶垫是否松动 并对所有引线的绝缘捆扎情况进行检查 查看捆扎线是否 牢靠 3 分接开关的检修 对分接开关检修时 主要是检查其静触头间的接触情 况 检测其触头压力能否满足要求 还需要检查其固定部 分的导电情况是否良好 分接开关的固定情况 以及分接 开关的绝缘情况和触头间的电阻值等 如果分接开关的接 触不良 在受到短路电流的冲击时 就容易烧坏 4 气体继电器的检修 电力变压器使用较多的是挡板型气体继电器 对于此 类气体继电器的检修应该主要检查其上油 下油的情况是 否灵活 采用干簧接点通断灯泡电流 并观察其产生的火 花 看看不否存在粘住情况 对接线板和接线柱的绝缘情 况进行祥细检查 检查接线板 放油口及试验顶杆和两端 的法兰处是否渗漏油 对断电器进行装复时 应该注意其 外壳的箭头指向 避免装反 保证其油箱指向储油柜 安 装完成后采用试验顶杆检测上下油的灵活性 结束语 随着电力系统负荷的不断增长 电力变压器的运行维 护工作也越来越重要 对电力变压器进行维护管理时 应 该将安全管理放在第一位 对电力变压器的运行情况和常 见故障进行全面了解 发现故障及时排除 保证电力系统 的安全运