电力设备在线监测与故障诊断

变压器油故障及油中溶解气体分析变压器故障油色谱分析

第一节：变压器故障变压器故障分类

运行变压器常见故障的划分方法通常有：

1：按变压器本体可分为内部故障和外部故障。

内部故障：即把油箱内发生的各相绕组间的相间短路、绕组的匝间短路、绕组或引线与箱体接地等。外部故障：油箱外部发生的套管闪络、引出线间的相间短路等故障。2：按变压器结构可分为绕组故障、铁芯故障、油质故障、附件故障。变压器故障分类3：按回路可分为电路故障、磁路故障、油路故障；4：按故障发生的部位可分为绝缘故障、铁芯故障、分接开关故障、套管故障等。变压器故障分类实际上，变压器的各种故障都可能危及内绝缘的安全，因此，各种外部丛内部原因引发或直接造成的变压器内部故障，按性质又可分为热故障和放电故障。变压器故障分类

放电性故障电弧放电：多发生在线圈匝间、层间和段间的绝缘击穿、引线断裂、对地闪络、分接开关飞弧等部位。电弧放电属于较严重的放电现象，这种放电现象大多非常突然，表现剧烈，多引起气体继电器的动作发跳闸信号。火花放电：多出现在引线及导线连接处、引线接触(包括开关弧触头)不良处、悬浮导体对地间、铁心接地不良处等裸金属部位。火花放电属于中等放电现象。这种放电主要特点是间歇性放电，在较长时间内不断发生，会频繁引起气体继电器的产气报警。

放电性故障局部放电：多发生在油中气泡、气隙，绝缘件的夹层、空穴处，悬浮金属导体周围、强电场中导电体和接地处金属部件尖角部位、强电场中受潮的绝缘体内。

放电性故障放电性故障局部放电的主要特点是低能量、低密度，外部表现不明显，但作用时间长，H2、CH4等特征气体会持续增长，因此通过油色谱分析可以有效地诊断局部放电故障。变压器过热故障障是常见的多发发性故障，他对对变压器的安全全运行和使用寿寿命带来严重威威胁。变压器运运行时有空载损耗和负载损耗产生，这些损耗耗发自于变压器器绕组、铁心和和金属结构件中中；损耗转化为热量量后，一部分用来提高绕组、、过热故障铁心及结构件本本身的温度，另一部分热量向周围介质质(如绝缘物，变压压器油等)散出，使发热体体周围介质的温温度逐渐升高，，再通过油箱和和冷却装置对环环境空气散热。。当各部分的温温过热故障差达到能使产生生的热和散出的的热平衡时，即即达到了稳定状状态，各部件的的温度不再变化化；反之，在变变压器中任何一一个部位，如果果其发热量大于于预期值或散热热量小于预期值值，不能达到发发热过热故障和散热在规定的的限值内平衡这这就发生了过热热现象。由于过过热引起的事故故、障碍和缺陷陷，统称为过热热故障。过热故障过热故障按发生部位可分为内部过热故障和外部过热故障。内部过热故障包括绕组、铁心心，油箱、夹件件、拉板、无载载分接开关、连连接螺栓及引线线等部件；过热故障外部过热故障包括套管、冷却却装置、有载分分接开关的驱动动控制装置以及及其他外部组件件，根据变压器过热故障障性质可分为以发热异异常为主的发热异异常型型过热故故障和和以散热异异常为主的的散热热异常常型过过热故故障，，过热故障而发热异异常型型过热热故障障又可分分为电流(主要指指环流流和涡涡流)异常型型过热热故障障和电阻异常型型过热热故障障。过热故障按温度度高低低分为为：低温过过热(150℃℃以下)、中低低温过过热(150℃℃～300℃)、中温温过热热(300℃℃～700℃)和高温温过热热(700℃℃以上)150℃以下的的低温温过热热通常常是由由应急急性过过负荷荷造成成绝缘缘导线线过热热引起起的过热故障150℃以上的的中低低温、、中温温、高高温过过热的的表现现形式式是局局部过过热现现象，，主要要发生生的部部位是是在分分接开开关触触头间间接触触不良良、铁铁心存存在两两点或或多点点接地地、过热故障载流裸裸电导导体的的连接接或焊焊接不不良、、铁心心片间间短路路、铁铁心被被异物物短路路、紧紧固件件松动动、漏漏磁环环流集集中部部位、、冷却却油道道阻塞塞部位位等。按过热热部位位分为为：裸金属属过热热和固固体绝绝缘过过热两两类过热故障1.铁心过过热故故障变压器器铁心心局部部过热热是一一种常常见故故障，，通常常是由由于设设计、、制造造工艺艺等质质量问问题和和其他他外界界因素素引起起的铁铁心多多点接接地或或短路路而产产生。。变压压器正正常运运行时时，充充当电电极的的各绕绕组、、引线线与油油箱间间将产产生不不均匀匀的电电场，，铁心心和夹夹件等等金属属结构构件就就处于于该电电场中中，由由于他他们所所处的的位置置不同同，。。一、直环流流或涡流在在导体和金金属属结构件件中引起的的过热因此，所具具有的悬浮浮电位也各各不相同，，当两点之之间的悬浮浮电位达到到能够击穿穿其间的绝绝缘时，便便产生火花花放电。这这种放电可可使变压器器油分解，，长此下去去，会逐渐渐损坏变压压器固体绝绝缘，导致致事故发生生。一、直环流流或涡流在在导体和金金属属结构件件中引起的的过热一、直环流流或涡流在在导体和金金属属结构件件中引起的的过热2．绕组过热热故障变压器绕组组过热故障障可分为发发热异常型型过热故障障、散热异异常型过热热故障和异异常运行过过热故障。。一、直环流流或涡流在在导体和金金属属结构件件中引起的的过热3．引线分流流故障由于引线安安装工艺问问题，使高高压套管的的出线电缆缆与套管内内的铜管相相碰，运行行或检修过过程中，接接触部位受受力摩擦，，会导致引引线绝缘层层损伤或半半迭绕白布布带脱落，，引起裸铜铜引线直接接与铜管内内壁及均压压球接触，，一、直环流流或涡流在在导体和金金属属结构件件中引起的的过热形成由铜管管壁和引线线组成的交交链磁通的的闭合回路路，由此产产生引线分分流和环流流，使电缆缆铜线烧断断、烧伤，，使铜管熔熔成凹形坑坑等。一、直环流流或涡流在在导体和金金属属结构件件中引起的的过热4．铁心拉板板过热故障障大型变压器器铁心拉板板，是为保保证器身整整体强度而而普遍采用用的重要部部件，通常常采用低磁磁钢材料，，由于他处处于铁心与与绕组之间间的高漏磁磁场区域中中，一、直环流流或涡流在在导体和金金属属结构件件中引起的的过热因此，易于于产生涡流流损耗过分分集中，严严重时会造造成局部过过热，其影影响因素涉涉及铁心拉拉板材料、、几何结构构形式与尺尺寸、漏磁磁场源等。。一、直环流流或涡流在在导体和金金属属结构件件中引起的的过热5．涡流集中中引起的油油箱局部过过热对于大型变变压器或高高阻抗变压压器，由于于其漏磁场场很强，若若绕组平衡衡安匝设汁汁不合理或或漏磁较大大的油箱壁壁或夹件等等结构件不不采取屏蔽蔽措施或磁磁钢板错用用成普通钢钢板，使漏漏磁场感应应的涡流失失控，引起起油箱或夹夹件等的局局部过热。。二、金属部部件之间接接触不良引引起的过热热1.分接开关动动．静触头头接触不良良（1）无励磁分分接开关的的动触头片片数少用了了三分之一一，由于接接触电流增增加，分接接开关在运运行中烧损损。（2）有载分接接开关或无无励磁分接接开关，由由于操作机机构的缺陷陷、固定触触头的支架架变形或压压紧弹簧失失效，二、金属部部件之间接接触不良引引起的过热热造成动触头头和静触头头间的接触触不良，甚甚至接触不不上，使其其触头表面面腐蚀、氧氧化，或触触头之间的的接触电阻阻增大，引引起分接开开关烧坏。。二、金属部部件之间接接触不良引引起的过热热（3）在有载调调压变压器器中，特别别是跳崖频频繁、负荷荷电流较大大的变压器器，会造成成触头之间间的机械磨磨损、电腐腐蚀和触头头污染，电电流的热效效应会使弹弹簧刀弹性性变弱，从从而使动、、静触头之之间的接触触压力下降降。二、金属部部件之间接接触不良引引起的过热热2．引线接头头连接不良良(1)低压绕组引引出线与大大电流套管管的连接螺螺栓压接接接头，由于于压紧程度度不足，造造成接触电电阻大，引引起接线片片及套管导导流片烧损损；二、金属部部件之间接接触不良引引起的过热热(2)高压绕组引引出线的接接线头没有有与高压套套管的导电电头(将军帽)拧紧，由于于接触电阻阻大，引起起接线头和和导电头烧烧焊在一起起，或引线线头与引出出线的焊剂剂融化，使使引线脱落落；二、金属部部件之间接接触不良引引起的过热热(3)在铜铝连接接接头间加加过渡接头头或过渡板板，由于过过渡元件本本身的电阻阻大，引起起过渡元件件本身以及及被连接的的接触面烧烧损；(4)分接引线与与绕组的引引线接头焊焊接质量不不良，引起起分接引线线在焊接处处烧断。二、金属部部件之间接接触不良引引起的过热热3．处于漏磁磁场中的金金属结构件件之间的连连接螺栓过过热现象(1)当变压器铁铁心拉板和和夹件均为为低磁钢板板(20Mn23A1)时，由低压压引线漏磁磁场在铁心心拉板与夹夹件腹板之之间的导磁磁钢连接螺螺栓中，二、金属部部件之间接接触不良引引起的过热热产生的环流流或涡流的的集肤效应应使接触不不紧实的螺螺栓边缘(如螺纹、螺螺帽与腹板板接触面邻邻近位置)出现局部烧烧黑、烧焦焦现象。(2)变压器漏磁磁场在上，，下节油箱箱连接螺栓栓中引起的的过热．三、散热或或冷却效果果差引起的的过热1.散热或冷却却效果差易易产生散热热异常型过过热故障，，就单位面积积的热负荷荷而言，虽虽然仍处在在正常范围围之内，但但由于散热热条件被改改变或扦常常，可引起起局部过热热：绕组油油道堵塞。。三、散热或或冷却效果果差引起的的过热近年来，各各制造厂为为降低变压压器损耗，，通常在绕绕组设汁制制造中采用用换位导线线，当扁线线绞编和匝匝绝缘包扎扎不紧实或或因振动引引发绕组导导体松动时时，会使采采用换位导导线的油浸浸变压器在在运行一段段时间后发发生“涨包包”，三、散热或或冷却效果果差引起的的过热段间油道堵堵塞、油流流不畅，匝匝绝缘得不不到充分冷冷却，使之之严重老化化，以至发发黄、变脆脆，在长期期电磁振动动下，绝缘缘脱落，局局部露铜，，最终形成成匝间(段间)短路，导致致变压器烧烧损事故。。三、散热或或冷却效果果差引起的的过热2．冷却装置置风道堵塞塞及其他问问题(1)长期运行的的变压器，，由于冷却却装置缺少少维护和清清理，使风风冷却器散散热管的翅翅片间或散散热器风道道缝隙积满满灰尘、树树叶、昆虫虫等杂物，，引起风道道堵塞，风风扇气流无无法吹到散散热管上，，散热效率率降低将致致使变压器器的温度不不断升高。。三、散热或或冷却效果果差引起的的过热(2)冷却器的冷冷却容量不不足或误操操作将电源源接反或起起动风扇设设定值错误误，造成顶顶层油温度度过高。(3)由于水冷却却器铜管开开裂或冷却却器法兰密密封不良，，在油泵的的抽力下易易使变压器器上部呈负负压状态，，导致变压压器进水，，使器身受受潮而引发发故障。三、散热或或冷却效果果差引起的的过热3．漏硅胶使使油循环不不良由于净油器器过滤网不不严密，出出现较大缝缝隙，经过过长期运行行使硅胶大大量进入油油箱，阻挡挡了油的循循环通路，，使油循环环不良，引引起变压器器高温过热热。四、异常运运行或诱发发因素引起起的过热当变压器的的运行条件件与设计时时所依据的的性能参数数标准不同同时或由于于某种不良良原因使品品性能改变变时，可使使变压器产产生障碍，，严重时引引起过热或或其他故障障。四、异常运运行或诱发发因素引起起的过热过负载运行行由于变压器器的正常运运行受季节节或周围环环境温度和和负载变动动的影响，，因此，为为了合理地地利用变压压器能力，，单纯考虑虑变压器铭铭牌上的额额定容量是是不够的，，必须考虑虑变压器的的过负载能能力。四、异常运运行或诱发发因素引起起的过