变压器常见故障分析

1 电力变压器状态监测与故障诊断 内容摘要 电力变压器是电力系统中最关键的设备之一 它承担着电压变换 电能 分配和传输 并提供电力服务 在运行中 配电变压器经常发生故障 本文 简要介绍了电力变压器的分类和结构组成 并针对配电变压器故障率高这一 实际情况 着重分析了配电变压器常见的故障和异常现象及主要原因 分析 了这些故障对变压器的危害及针对这些故障进行了分析 对消除故障的方法 进行了归纳总结 同时提出了一些具体的防范解决措施 为防止和减少配电 变压故障的发生 特别介绍我在工作中遇到的一些变压器故障 局部放电 进行的探索及 通过一些方法进行认证的过程 关键词 变压器 故障诊断 故障处理 局部放电 2 目 录 内容摘要 I 引 言 1 1 电力变压器简要介绍 2 1 1 电力变压器的分类 2 1 2 电力变压器的主体结构 2 1 2 1 油浸电力变压器 2 1 2 2 干式变压器 3 2 电力变压器常见的故障类型及故障产生原因 4 2 1 变压器发生故障的原因 4 2 1 1 制造工艺存在缺陷 4 2 1 2 缺乏良好的管理及维护 5 2 1 3 绝缘老化 5 2 2 变压器故障按严酷程度分类类 5 2 3 变压器故障按部位分类分析 5 2 3 1 绕组故障分析 5 2 3 2 铁心故障分析 6 2 3 3 分接开关故障分析 6 2 3 4 引线故障分析 7 2 3 5 套管故障分析 7 2 3 6 绝缘故障分析 7 2 3 7 密封不良 8 2 4 从变压器的异常声音判断故障 8 2 5 变压器温度异常导致原因 9 2 6 喷油爆炸导致原因 10 2 7 油位显著下降及严重漏油导致原因 10 2 8 油色异常 有焦臭味导致原因 10 3 变压器中的局部放电的预防及局部放电产生后处理 11 4 结论 16 参考文献 17 3 引引 言言 电力变压器指的是电力系统一次回路中供输 配 供电用的变压器 在供电系 统中变压器是非常重要的电气设备 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 4 1 电力变压器简要介绍 1 1 电力变压器的分类 按作用分 有升压变压器 降压变压器 配电变压器 联络变压器等 按结构分 有双绕组变压器 三绕组变压器 多绕组变压器 自耦变压器等 按相数分 有单相变压器 三相变压器 按冷却方式分 有油浸自冷变压器 干式空气自冷变压器 干式浇铸绝缘变压 器 油浸风冷变压器 油浸水冷变压器 强迫油循环风冷变压器 强迫油循环水 冷变压器等 按绕组使用材料分 有铜线变压器 铝线变压器 1 2 电力变压器的主体结构 1 2 11 2 1 油浸电力变压器油浸电力变压器 变压器由器身 油箱 冷却装置 保护装置和出线装置组成 器身包括铁心 绕组 绕圈 绝缘 引线和分接开关 油箱包括油箱本体和油箱附件 放油阀 接地螺钉 小车 铭牌等 冷却装置包括散热器和冷却器 保护装置包括储油 柜 油标 安全气道 吸湿器 测温元件和气体继电器 出线装置包括高 低压 套管 变压器的铁芯是由铁芯柱和铁軛组成的闭合磁路 用厚度 0 35 0 5mm 的硅钢片 5 叠压或卷绕而成 硅钢具有良好的导磁性能 是最常用的导磁材料 薄片本身就 能减小涡流损失 加之硅钢片间经过绝缘处理 更能减少涡流损耗 硅钢是软磁 材料 磁滞回线很瘦 磁滞损耗小 硅钢的电阻率较高 有利于限制涡流 减小 涡流损耗 变压器绕组套装在铁芯 柱 上 绕组是变压器的电路部分 用绝缘铜导线或 绝缘铝导线绕制而成 单绕组变压器 常称作自耦变压器 只有一组绕组 而且 一次绕组与二次绕组有一部分是公用 一组一次绕组和一组二次绕组 三绕组变 压器由三组绕组 即一组一次绕组和两组二次绕组 小容量变压器的低压绕组和 高压绕组都绕制成圆筒状 低压绕组在内 高压绕组在外 称为同心式绕组 大 容量变压器的低压绕组和高压绕组都绕制成盘状 低压绕组与高压绕组交替套装 在铁芯上 上下端部安放低压绕组 这种绕组称为交叠式绕组 绕组与绕组之间 绕组与铁芯之间都有良好的绝缘 并留有一定形式的槽道 以便于散热和循环冷 却 油浸电力变压器的铁芯和绕组都浸没在绝缘油里 变压器的油兼有散热 绝缘 防止内部元件和材料老化以及内部发生故障时熄灭电弧的作用 容量稍大的变压 器 油箱外焊有散热管 油经过油箱的散热管循环流动 把绕组和铁芯发出的热 量散发到空气中去 大型变压器还可采用家装风扇 强迫油循环以及水内冷等冷 却方式 1 2 21 2 2 干式变压器干式变压器 干式变压器的铁芯和绕组的冷却介质为空气 为了便于制造和维护 小容量 低电压的特种变压器 也有做成干式的 一般用于安全防火要求较高的场合 开启式干式变压器 这干式变压器是常用的形式 其器身与大气直接接触 适 用于比较干燥而洁净的室内环境 环境温度 20 时 相对湿度不超过 85 一 般有空气自冷和风冷两种冷却方式 6 封闭式干式变压器 其器身处于封闭的外壳内 与外部大气不直接接触 可用 于较为恶劣的环境中 由于密封 散热条件差 主要用于矿用的隔爆型变压器 封闭式也可充以 2 3 个大气压下的六氟化硫气体 并加以强迫循环 则变压器的 绝缘和散热能力均可和油浸式相比拟 适用于高电压等级的产品 不过 这种干 式变压器已变为气体绝缘变压器了 浇注式干式变压器 用环氧树脂或其他树脂浇注作为主绝缘 结构简单 体积 小 适用于较小容量的产品 2 电力变压器常见的故障类型及故障产生原因 电力变压器是静止的电气设备 是供配电系统中实现电能输送 电压变换 满足不同电压等级负荷要求的核心器件 工厂里使用最多的是三相油浸式电力变 压器和环氧树脂浇注式干式变压器 工厂变电所中的电力变压器属于直接向用电 设备供电的配电变压器 其绕组导体材质有铜绕组和铝绕组两种 低损耗的铜绕 组变压器现在得到了广泛使用 电力变压器在运行中 由于其内部或外部的原因 会发生一些异常情况 影响变压器正常工作 造成事故 我单位为生产变压器的厂家 本人在变压器试验和设计岗位上已经工作了 23 年 下面我对这 20 多年的工作中遇到的及处理过的具体情况做一下分析和汇报 7 2 1 变压器发生故障的原因 2 1 12 1 1 制造工艺存在缺陷 制造工艺存在缺陷 如设计不合理 材料质量低劣以及加工不精细等 2 1 22 1 2 缺乏良好的管理及维护 缺乏良好的管理及维护 如检修后干燥处理不充分 安装不细心 以及由于检测能力有限导致某些故障未能及时发现而继续发展或故障设备修复不 彻底等 2 1 32 1 3 绝缘老化 绝缘老化 变压器在正常运行中 由于长期受到热 电 机械应力 以及环境因素的影响 会发生一些不可逆的变化过程 使绝缘老化 通常这一过 程非常缓慢 但当设备发生某些异常情况时 则会加速绝缘老化过程 迅速形成 故障 另外恶劣的环境和苛刻的运行条件 以及长期超过技术规定允许的范围运行 往往是直接导致故障的起因 2 2 变压器故障按严酷程度分类 类灾难性 变压器爆炸或完全损坏 类致命性 变压器性能严重下降或严重受损 必须立即停运 类临界性 变压器性能轻度下降或轻度受损 类轻度性 不甚影响变压器运行但要进行非计划检修 2 3 变压器故障按部位分类分析 变压器故障按部位通常可分为绕组 铁心 绝缘 引线 分接开关 套管 密封等七类故障 2 3 12 3 1 绕组故障分析 绕组故障分析 变压器绕组是变压器的心脏 构成变压器输入 输出电能的电气回路 其故 障模式可分为 绕组短路 绕组断路 绕组松动 变形 位移 绕组烧损 其中 绕组短路又可分为 层间短路 匝间短路 股间短路等 变压器绕组故障除外在因素外 大部分是由于绕组本身结构及绝缘不合理所 引起 以绕组短路出现率最高 它不仅影响到绕组本身 而且对铁心 引线 绝 缘层等都有极大的影响 这种故障属致命性的 此时变压器内部可能出现局部高 温或局部高能量放电现象 如不及时处理会导致变压器绕组完全损坏 严重时其 油温声速升高 体积膨胀 甚至导致变压器爆炸 升级为灾害性故障 对于变压器绕组松动 变形 失稳 绝缘损伤现象 变压器在这种情况下虽 能运行 但实质上内部已受损 抗短路能力差 若外部短路或受到雷击的影响进 一步使绕组松散 内部场强分布不均 极易导致局部放电进而损伤导线 另外松 8 散导线也易在电磁力作用下产生振动 互相磨擦而划破绝缘 绕组烧损是指绕组 绝缘部分碳化 最终形成绕组短路 发展为致命性故障 因而这类故障属于监界 性故障 对此一般处理方法为 1 修得变形部位 必要时应更换绕组 2 拧紧压圈螺订 紧固松脱的衬垫 撑条 3 修复改善结构 提高机械强度 修补绝缘 并作浸漆干燥处理 绕组断路 当高压侧有一相断路时 变压器将非在全相状态下运行 变压器 低压侧三相电压 电流呈现不平衡 三相直流电阻也不平衡 两相断路则变压器 不能运行 当低压侧两相断路时 变压器为单相负载运行 断路的两相无电压输 出 因而变压器断路属于致命性故障 为此须更换或修复绕组 2 3 22 3 2 铁心故障分析 铁心故障分析 变压器铁心和绕组是传递 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 铁心质量好坏是决定正常运行的关键 铁心的故障模式可分 为 铁心多点接地 铁心接地不良 铁心片间短路 其中铁心多点接地可分为 铁心动态性多点接地和牢靠性多点接地 变压器铁心故障以铁心多点接地出现较多 伴随有铁心局部过热运行时间过 长将会使油纸绝缘老化 绝缘垫块碳化 铁心片绝缘层老化 甚至使铁心接地引 线绕断 这类故障属临界性故障 铁心片间短路将会在强磁场中形成涡流使铁心 局部过热 铁心接地不良也会使铁心局部过热 同时出现介损超标现象 局部过 热现象易烧坏铁心片间绝缘 扩大铁心故障 因而它们也属临界性故障 而铁心 动态性接地情况将有所不同 它主要是由杂质在电场力作用下形成导电小桥 由 一些杂质纤维与金属粉末组成 有时在大电流的冲击下而摧毁 出现情况不稳 定 一般不影响变压器运行 但不定期的局部过热会使内部绝缘受伤 属轻度性 故障 变压器铁心应定期测试其绝缘强度 用 1000 伏兆欧表测得绝缘值不应低于 2 兆欧 发现绝缘强度低于标准时 要及时更换螺栓套管和绝缘垫 或对绝缘损 坏的硅钢片进行重刷绝缘处理 2 3 32 3 3 分接开关故障分析 分接开关故障分析 有载分接开关内部传动结构较为复杂 而且经常操作切换 它的故障直接影 响到变压器的正常运行 分接开关由于受高温和绝缘油影响 极易使触头表面氧 化 产生氧化膜 使触头间接触电阻增大 由于接触不良引起局门路高温 破坏 接触表面 其故障模式主要有简体爆炸 触头烧损 档序错乱 齿轮损坏 简体 9 爆炸甚至会导致变压器着火 属致命性故障 开关档序错乱 齿轮损坏 触头烧 损在故障状态下运行将会扩大故障 它属临界性故障 对此的一般处理方法是 1 更换或修整触头弹簧 2 拧紧松动的螺栓 3 对分接开关位置错位要进行纠正 4 若属于有载调压装置安装或调整不 当则要对调压装置按要求进行调整 2 3 42 3 4 引线故障分析 引线故障分析 引线是变压器内部绕组出线与外部接线的中间环节 其接头通过焊接而成 因而焊接质量好坏直接影响到引线故障的发生 其主要故障模式有 引线短路 引线断路 引线接触不良 引线相间短路和不及时处理会导致绕组相间短路 属致命性故障 事故扩大 会发展成为灾难性故障 引线接触不良会产生局部高温烧断引线而使变压器停止 运行 属于临界性故障 引线接触不良有以下原因 1 螺栓松动 2 焊接不牢 3 分接开 关接点损坏 针对上述原因 应采取如下措施 1 在变压器停运检修时 应 对接触不良的螺栓都重新紧固 2 检修时在焊接前必须将焊接面清洗干净 焊接后认真检查焊点质量 以防运行时焊点脱落引起事故 3 应将开关转换 到位 逐个紧固螺栓 确信一切正确无误后 才允许投入运行 2 3 52 3 5 套管故障分析 套管故障分析 套管是变压器内绕组与油箱外联结引线的重要保护装置 它长期遭受电场 风雨 污染等影响 易使瓷釉龟裂 绝缘老化 是变压器故障多发部位 其故障 式主要有 套管炸裂 套管位移 开焊 局部放电 套管爆炸将致使变压器停运 甚至烧毁 故属于致命性故障 套管位移 开焊将会有水顺着套管进入变压器本 体内 极易导致变压器绕组短路或相间短路 局部放电或易局部过热 易使套管 内部绝缘击穿 属临界性故障 一般处理方法是 1 清除瓷套管外表面的积灰和脏污 2 若套管密封 不严或绝缘受潮劣化则应更换套管 2 3 62 3 6 绝缘故障分析 绝缘故障分析 变压器内部绝缘是变压器质量优劣的关键 大部分故障都是因绝缘性能不佳 引起 因而绝缘的好坏是变压器能否长期 安全可靠运行的基本保证 绝缘故障 模式可分为 绝缘损伤 介损超标 绝缘损伤与介损超标在短期内变压器仍能正常运行 但这些故障会使变压器 10 内部产生局部放电或局部轻度过热现象 进一步损伤绝缘将导致变压器内绕组局 部短路 绝缘件碳化等故障 属轻度性故障 一般处理方法有 1 对绝缘受潮要进行干燥处理 2 若变压器油劣化 则要更换或处理变压器油 3 检查油道是否堵塞 并清除油道中的杂物 4 若油面过低则应检查有否渗漏及增加油量至油面线 2 3 72 3 7 密封不良 密封不良 变压器密封不良主要是接头处处理不好 如焊接质量不良 螺栓乱扣以及法 兰不平等原因造成 其后果是漏油 漏气 影响范围大 故障模式有密封圈老化 瓷套脱落或破裂 箱体焊点裂纹 潜油泵处漏气等 这类故障通常不易被发现 检查中要特别注意 发现问题应及时处理 1 对密封圈老化要更换密封圈 2 属瓷套破裂要更换瓷套 3 箱体焊点有 裂纹须补焊 4 所有紧固螺栓必须拧紧 2 4 从变压器的异常声音判断故障 吱吱吱吱 声 声 当分接开关调压之后 响声加重 以双臂电桥测试其直流电 阻值 均超过出厂原始数据的 2 属接触不良 系触头有污垢而引起的 处理 方法 旋开分接开关的风雨罩 卸下锁紧螺丝 用搬手把分接开关的轴左右往复 旋转 10 15 次 即可消除这种现象 修后立即装配还原 其次 终端杆引至跌 落式熔断器的引下线采用裸铝或裸铜绞线 但张力不够 再加上瓷瓶扎线松驰所 致 在黄昏和黎明时可见小火花发出 吱吱 声 这与变压器内部发出的 吱吱 声有明显区别 处理方法 利用节假日安排停电检修 将故障排除 噼啪噼啪 的清脆击铁声 的清脆击铁声 这是高压瓷套管引线 通过空气对变压器外壳的放电 声 是变压器油箱上部缺油所致 处理方法 用清洁干燥的漏斗从注油器孔插入 油枕里 加入经试验合格的同号变压器油 不能混油使用 补油量加至油面线温 度 20 为宜 然后上好注油器 否则 油受热膨胀会产生溢油现象 如条件允 许 应采用真空注油法以排除线圈中的气泡 对未用干燥剂的变压器 应检查注 油器内的排气孔是否畅通无阻 以确保安全运行 沉闷的沉闷的 噼啪噼啪 声 声 这是高压引线通过变压器油而对外壳放电 属对地距离 不够 30mm 或绝缘油中含有水份 驱潮的方法 另从三相三线开关中接出三根 380V 的引线 分别接在配电变压器高压绕组 A B c 端子上 从而产生零载电流 该电流不仅流过高压线圈产生了铜损 同时也产生了磁通 磁通通过线圈芯柱 铁心上下轭铁 螺栓 油箱还产生了铁损 铜损和铁损产生的热能使变压器油 11 线圈 铁质部件的水份受到均匀加热而蒸发出来 均通过油枕注油器孔排出箱外 低压线圈中感应出 25V 的零载电压 作为油箱产生涡流发热的电源 从配电变压 器的低压绕组 a b c 端子上 接出三根 10 16mm2 塑料铝芯线 分别在油箱外 壳上 中 下缠绕三匝之后 均接于配电变压器低压绕组零线端子上 所产生的 涡流发出的热能能使配电变压器油箱受到均匀加热 进一步提高配电变压器的干 燥质量 注意 若焙烘的温度高于配电变压器的额定温度 去掉 B 相电源后即可 降低干燥时的温度 吱啦吱啦吱啦吱啦 的如磁铁吸动小垫片的响声 而变压器的监视装置 电压表 的如磁铁吸动小垫片的响声 而变压器的监视装置 电压表 电流表 温度计的指示值均属正常 电流表 温度计的指示值均属正常 这往往由于新组装或吊芯检修时的疏忽大意 没将螺钉或铁垫上紧或掉入小号铁质部件 在电磁力作用下所致 处理方法 待 变压器吊芯检修时加以排除 特殊噪声 特殊噪声 由于负载和周围环境温度的变化 使油枕的油面线发生变化 因 此 水蒸气伴随空气一并被吸入油枕内 凝成水珠 促使内部氧化生锈 随着积 聚程度加剧 会落到油枕的下部 铁锈通过油枕与油盖的连通管 堆积在部分轭 铁上 从而在电磁力的作用下产生振动 发出特殊噪声 这还会导致变压器运行 油机械杂质增多 使油质恶化 处理方法 油枕与集泥器的清洁是同时进行的 应根据变压器的负荷情况 温升状况来决定 使用经验证明 两年清洁一次为好 继续放电声 继续放电声 变压器的铁心接地 一般采用吊环与油盖焊死或用铁垫脚方法 当脱焊或接触面有油垢时 导致连接处接触不良 而铁心及其夹件金属均处在线 圈的电场中 从而感应出一定电位 在高压测试或投入运行时 其感应电位差超 过其问的放电电压时 即会产生断续放电声 处理方法 吊芯检查 把接地脱焊 面清除干净 重新电焊或把油泥消除至清洁为止 保持良好的接触状态 同时应 以 500V 摇表测试 铁心与变压器外壳要接地良好 2 5 变压器温度异常 变压器在负荷和散热条件 环境温度都不变的情况下 较原来同条件时的温 度高 并有不断升高的趋势 也是变压器温度异常升高 与超极限温度升高同样 是变压器故障象征 引起温度异常升高的原因有 变压器匝间 层间 股间短路 变压器铁芯局部短路 因漏磁或涡流引起油箱 箱盖等发热 12 长期过负荷运行 事故过负荷 散热条件恶化等 处理方法 运行时发现变压器温度异常 应先查明原因后 再采取相应的措施 予以排除 把温度降下来 如果是变压器内部故障引起的 应停止运行 进行检 修 2 6 喷油爆炸 喷油爆炸的原因是变压器内部的故障短路电流和高温电弧使变压器油迅速 老化 而继电保护装置又未能及时切断电源 使故障较长时间持续存在 使箱体 内部压力持续增长 高压的油气从防爆管或箱体其它 强度薄弱之处喷出形成事故 绝缘损坏 匝间短路等局部过热使绝缘损坏 变压器进水使绝缘受潮损坏 雷击等过电压使绝缘损坏等导致内部短路的基本因素 断线产生电弧 线组导线焊接不良 引线连接松动等因素在大电流冲击下可 能造成断线 断点处产生高温电弧使油气化促使内部压力增高 调压分接开关故障 配电变压器高压绕组的调压段线圈是经分接开关连接在 一起的 分接开关触头串接在高压绕组回路中 和绕组一起通过负荷电流和短路 电流 如分接开关动静触头发热 跳火起弧 使调压段线圈短路 2 7 油位显著下降及严重漏油 正常时的油位上升或下降是由温度变化造成的 变化不会太大 当油位下降 显著 甚至从油位计中看不见油位 则可能是因为变压器出现了漏油 渗油现象 变压器运行中渗漏油现象比较普遍 油位在规定的范围内 仍可继续运行或安排 计划检修 2 8 油色异常 有焦臭味 新变压器油呈微透明 淡黄色 运行一段时间后油色会变为浅红色 如油色 变暗 说明变压器的绝缘老化 如油色变黑 油中含有碳质 甚至有焦臭味 说明 变压器内部有故障 铁心局部烧毁 绕组相间短路等 这将会导致严重后果 应 将变压器停止运行进行检修 并对变压器油进行处理或换成合格的新油 变压器 油在变压器中起绝缘和冷却作用 若油质变坏就会起不到应有的作用 为防止因 油质变坏而发生严重后果 应在变压器正常运行时 定期取油样进行化验 以便 及时发现问题 以上对变压器的声音 温度 油位 外观及其他现象对配电变压器故障的 13 判断 只能作为现场直观的初步判断 因为 变压器的内部故障不仅是单一方面 的直观反映 它涉及诸多因素 有时甚至会出现假象 必要时必须进行变压器特 性试验及综合分析 才能准确可靠地找出故障原因及处理方法 据统计 大型电 力变压器故障以临界性故障出现最多 灾难性故障出现率最低但危害程序最大 致命性故障出现率较高 轻度性故障率不高 严酷程度低的故障进一步发展可能 级或越级成为严酷度高的故障 因而在变压器运行维护时要坚决杜绝 类 故障 加强防范 类故障 密切注意 类故障 时刻提防 类故障 大型电力变压器灾难性故障或致命性故障不仅给自身带来巨大的损失 同时 也严重影响电网的安全运行 因此 对电力变压器应建立在线监测装置 密切注 视其临界状态 以确定是否需要进行检修 能有效地防止故障状态的转化 减少 或避免电力变压器故障发展带来的损失 提高电力变压器运行的可能性 3 变压器中的局部放电的预防及局部放电产生后处理 首先我们要知道什么是局部放电 就是在某一绝缘结果中多少会存在一些绝 缘的薄弱点 它在一定的外施电压作用下会首先发生放电 但并不随即形成整个 绝缘贯穿性的击穿 这种只限于绝缘局部弱点处的放电就叫局部放电 局部放电基本有以下几种原因引起 一 高压电气设备内部常常存在气隙 这些气隙通常是在制造过程中形成的 如电工层压木 绝缘纸板间 由于真空浸 漆等干燥处理不好 就会在内部形成空腔 这些空腔油是无法浸透的 这就形成 了气隙 环氧浇注产品中由于环氧料的颗粒太大不容易进入一些细小的空间 或 浇注时的真空度不够 内部的气泡无法排出 都会形成气隙 还有绝缘油处理不 好油中也会有小气泡存在 绝缘内部存在的这些气隙其介电常数比绝缘材料的要 小 故它承受的电场强度要比临近的绝缘材料的要高 这样当外施电压达到一定 值时 气隙就会首先发生放电 这就是气隙放电引起的局部放电现象 二 绝缘 结构中由于设计或制造的原因 会使某些区域的电场过于集中 这些地方就有可 能使局部绝缘击穿或延固体表面放电 三 产品内部金属接地部件间 导电体之 间电气连接不良也会产生局部放电 绝缘内部的局放虽然不形成贯穿性通道 但放电会产生热 使介质出现局部 的温度升高 甚至炭化 另外 由于放电的电解作用 会产生一些活性气体 如 臭氧 一氧化氮 二氧化氮等 它们对绝缘都有腐蚀作用 可见 局部放电的 14 持续发展会逐渐造成绝缘的损伤 促使绝缘的老化 甚至最后导致整个绝缘的击 穿 所以在工作电压下的局部放电对产品的质量有着很重要的影响 下面主要说 一下我在干式变压器生产过程中所遇到的一些情况和处理结果 我主要探讨的是绝缘内部的气隙或悬浮物引起的局部放电 在 2002 年 5 月 我们开始生产环氧浇注的接地变压器 我们的目标是测量 电压下小于 5Pc 在一台 DKSC 400 10 的产品试验时发现 局放量达到 200Pc 进行试验分析后发现 局放主要发生在内外线圈之间 打开内线圈对外线圈的所 有导电体还是没有改变 最后把目光放在了内外线圈间的绝缘连接上 试验后发 现绝缘件上有微小的金属颗粒 这就是悬浮物引起的局部放电 原材料不合格 更换原材料后试验合格 2006 年 5 月 试验发现多台 SCB9 的产品局放超标 行试验分析后发现产品 的局放部位没有规律性 它的存在是一个比较普遍的现象 最后把目标放在了环 氧浇注料的颗粒上 它是换原材料后发生的 更换原材料后 产品的局放得到控 制 这就是由于环氧料的颗粒太大不容易进入一些细小的空间而引起绝缘内部有 气隙而产生局放 下面是对于这批产品的试验过程 对 1106061001 SCB9 1600 10 干变进行长时局放监测试验过程 1 在常温下 进行长时局放测量 在局放测量电压下从开始到结束三相的局放量没有明显的变 化 只是随着变压器线圈的温度的提高 局放量也略有增加 400 Pc 增加到 500 Pc 但不明显 过程 2 事先把变压器线圈通过负载试验把其温度提高到 100 左右 这时 三相线圈在测量电压下的局放量已明显增加 三相局放量分别是 8000Pc 4000 Pc 和 800 Pc 在线圈表面温度降到 55 时三相测量电压下的局放量分别为 3800 Pc 2400 Pc 230 Pc 随后在温度逐渐降低的条件下 局放量也逐渐降低 在变压器温度降到室温 35 时三相的局放量分别为 A 1100 Pc B 800 Pc C 5 Pc 纵观全过程 两个发现两个现象 值得我们进一步探讨 现象 1 线圈是在同一个试验电压下 局放量会随着温度的升高而增加 同时 也会随着温度的降低而降低 现象 2 经过这次试验 原先有局放的线圈局放量在正常试验条件下较原先增 15 加不少 原先没有局放的线圈保持稳定不变 我们于 2006 8 18 针对上一次试验的局限性 对另一台产品 06ZB0210002 1 SCB 1000 10 变压器又进行研究性试验 试验结果如下 试验前局放量 局 放 量 Pc 温 度试验 电压 ABC UN609020 1 1 UN8010020 1 2 UN508016 1 1 Um405020 1 5 Um506040 1 1UN405025 室温 32 通过负载试验加温 使高压线圈温度至 95 时停电改局放试验 试验过程及 结果如下 线圈升温过程 时间 施加电 流 线圈温度 电压电流损耗 9 1648 849 949 86533 197 9 3159 759 860 2 9 4669 269 970 1 A 654 5A 3 204 10 0078 679 979 9 10 1686 486 986 1 B 651 3B 3 203 10 2087 189 689 7 10 2592 391 791 7 C 653C 3 183 10 40 1 1 IN 93 295 696 8 434 局 放 量 Pc温 度 试验电压 ABC UN600900260 A 93 2 B 95 6 C 96 8 三分钟后局放测量结果 UN508016 A 82 1 B 91 C 89 7 自然降温至室温时测量结果 UN609020 1 1 UN10015020 1 2 UN10011020 1 1 Um508020 1 2 UN8010020 1 1 Um508020 34 16 三分钟后局放测量结果 1 1 Um50802034 第二台干变试验结果总结 此台干变我们选择刚开始采用的硅微粉浇铸出来的 局放量在 100 Pc 下的 产品进行试验 从试验结果看 表现出来的现象和第一台基本相似 即在线圈温度在接近实 际运行条件下的温度时 变压器额定电压下的局放量都比在室温条件下要大将近 十倍 此台产品在自然降温至室温额定电压下的局放量基本保持原先的水平 没 有什么变化 针对这两台产品表现出来的特征 我们再做一台局放小于 10Pc 的 产品进行长时局放监测 我们于 2006 8 21 对另一台干变 SCB9 1000 10 序号为 110606234 进行加温 后的局放测量 测量结果如下 用扬州局放仪三相同时测量 试验前在局放测量电压下的局放量 A 相 5Pc B 相 5Pc C 相 5Pc 负载试验施加 1 1 IN1 5 小时线圈表面温度达到 98 时 停电改局放试验线 路进行局放测量 测量结果如下 施加电压局放量线圈表面温度 ABC UN 5Pc 5Pc 5Pc 1 1 UN 5Pc 5Pc 5Pc 1 2 UN 5Pc 5Pc 5Pc 1 1 Um 5Pc 5Pc 5Pc 1 5 Um 30S 5Pc 5Pc 5Pc 1 1 Um 5Pc 5Pc 5Pc 1 1 Um 3 分钟时的局放量如下 1 1 Um 5Pc 5Pc 5Pc 98 在 2006 8 21 下午我们又对另一台 06ZB0210002 3 SCB 1000 10 局放量 大的变压器进行加温后的局放测量 测量结果如下 室温下的局放测量结果 局放量 Pc 线圈表面温度 施加电压 ABC UN500620450 1 1 UN650800550 1 2 UN6501400600 1 1 Um10001500800 1 5 Um 30S 10001600700 34 17 1 1 Um9001200600 1 1 Um 3 分钟时的局放量如下 1 1 Um8001200600 负载试验施加 1 1 IN 1 5 小时线圈表面温度达到 97 时 停电改为局放试 验线路进行局放测量 测量结果如下 施加电压局放量 Pc 线圈表面温度 ABC UN 5Pc 5Pc 5Pc 1 1 UN 5Pc 5Pc 5Pc98 1 2 UN 5Pc 5Pc 5Pc 在加压至 1 1 Um 的过程中突然出线局放 而且较大 1 1 Um100001100010000 1 1 Um 3 分钟时的局放量如下 1 1 Um100001200010000 电压逐步降低过程中测量结果如下 1 2 UN 不连续的小于 1000 Pc 的局放量闪动 1 1 UN 连续 10 分钟测量每相局放量都小于 5 Pc UN 5Pc 5Pc 5Pc 98 2006 年 8 月 22 日星期二早晨 产品 06ZB0210002 1 SCB 1000 10 降