变压器故障的异常特征培训课件

变压器故障的异常特征培训课件CONTENTS目录01变压器故障概述02变压器保护动作及处理03变压器油位与油质异常04变压器渗漏油与冷却系统故障CONTENTS目录05变压器温度与套管故障06铁芯与运行声音异常07故障诊断技术与案例分析01变压器故障概述变压器故障的危害与影响对设备本身的损坏内部故障如绕组短路会产生电弧，烧坏线圈绝缘和铁芯，严重时导致油箱爆炸、变压器着火；外部故障如套管闪络可能造成设备机械损坏和绝缘破坏。对电力系统安全运行的影响故障可能导致变压器停运，造成供电中断，影响电力系统的稳定性和可靠性，大型变压器故障甚至可能引发系统震荡。经济损失与安全风险故障修复需投入大量人力物力，造成直接经济损失；漏油、火灾等还可能引发环境污染和人员伤亡，如绝缘油泄漏可能导致土壤污染，火灾危及周边设施安全。故障分类：按位置与现象划分按故障位置划分：外部故障变压器外部故障主要包括绝缘套管相间短路或接地短路、引出线上的相间短路和接地短路等，此类故障会导致短路电流冲击，若保护未及时动作可能引发油温升高、内压加大甚至喷油着火。按故障位置划分：内部故障内部故障涉及绕组相间短路、匝间短路、接地短路，铁芯多点接地、绝缘损坏，分接开关接触不良或过热等，故障发生时可能伴随瓦斯保护动作、油色谱异常、温度升高等现象，严重时会造成设备损坏。按故障现象划分：保护动作类包含轻瓦斯保护动作（气体积聚）、重瓦斯保护动作（油流冲击跳闸）、差动保护动作（绕组及引出线故障）、温度保护动作（油温超限）等，是故障预警和切除的重要信号。按故障现象划分：油及冷却系统异常主要表现为喷油及油位异常（过高/过低、假油位）、渗漏油（密封点失效、焊接缺陷）、冷却系统故障（电源故障、机械损坏、控制回路异常），影响变压器散热和绝缘性能。按故障现象划分：其他运行异常包括油色谱异常（特征气体超标）、温度异常（绕组/铁芯过热）、套管故障（闪络、破损）、铁芯多点接地（环流过热）、运行声音异常（放电声、撞击声）等，需结合多种诊断手段综合判断。故障处理的基本原则与目标安全优先原则故障处理过程中必须始终将人身安全放在首位，严格执行停电、验电、接地等安全操作规程，防止触电、火灾等事故发生。快速响应原则接到故障报警后，应立即组织专业人员赶赴现场，迅速判断故障性质和范围，及时采取有效措施控制故障扩大。预防为主原则通过定期巡检、预防性试验和状态监测，提前发现潜在故障隐患，采取针对性维护措施，降低故障发生概率。目标：保障设备安全最大限度减少故障对变压器本体的损坏，避免绕组、铁芯等关键部件因故障扩大而报废，延长设备使用寿命。目标：恢复供电稳定在确保安全的前提下，尽快排除故障，恢复变压器正常运行，保障电力系统的连续稳定供电，减少停电损失。02变压器保护动作及处理轻瓦斯保护动作特征与处理流程

轻瓦斯保护动作的基本特征正常运行时瓦斯继电器油室内充满油，轻瓦斯动作通常表现为气体继电器发出告警信号，此时应立即进行检查和油样色谱分析以确认是否存在内部故障。

气体性质判断与故障类型分析若气体无色无味且不可燃，多为空气侵入，可能因安装检修后注油放气不彻底或油泵密封不良；若气体有异味，如微黄色不可燃可能为木质绝缘烧损，黑色灰色可燃可能为金属过热或绝缘闪络，白色不易燃可能为绝缘击穿或纸绝缘烧损，此时气样和油样色谱分析特征气体均会超标。

轻瓦斯动作后的处理步骤首先应立即检查变压器外观及运行参数，取油样和气样进行色谱分析，结合电气试验结果综合判断故障原因。若为空气侵入，需严格注油程序并反复放气或检查排除油泵密封问题；若确认内部故障，应立即停止变压器运行进行检查处理。重瓦斯保护动作特征与处理流程重瓦斯保护动作的核心特征

重瓦斯保护动作时，变压器将立即跳闸，切断与所有电源的连接。其核心特征包括：瓦斯继电器内积聚气体可能可燃，油中溶解气体色谱分析特征气体（如氢气、乙炔等）含量异常，变压器外观可能伴随喷油、漏油或温度异常升高等现象。故障原因排查的关键因素

为查明重瓦斯动作原因，需重点考虑以下因素：1）呼吸不畅或排气未尽；2）保护及直流等二次回路是否正常；3）变压器外观有无明显故障迹象；4）气体继电器中气体是否可燃及油色谱分析结果；5）必要的电气试验数据；6）其他继电保护装置动作情况。标准处理流程与原则

处理流程遵循"先隔离、后排查、再处理"原则：1）立即确认变压器已停运，严禁未经检查强行送电；2）收集气体继电器气样进行点燃试验及色谱分析，同时取油样做油色谱分析；3）结合外观检查、电气试验（如绝缘电阻、直流电阻测试）综合判断故障性质；4）排除故障并经试验合格后方可重新投运，若为内部严重故障（如绕组短路、铁芯烧损）需返厂检修。主变差动保护动作特征与处理

动作特征：快速性与选择性主变差动保护作为变压器主保护，动作时通常瞬时跳闸，切除故障变压器各侧电源，具有反应绕组、套管及引出线相间短路、接地短路及匝间短路的选择性，保护范围覆盖各侧差动CT之间区域。

故障排查关键因素需重点检查保护及直流二次回路是否正常、变压器外观有无放电烧伤痕迹、气体继电器内气体是否可燃，结合油色谱分析特征气体含量（如氢气、乙炔）及电气试验（直流电阻、变比）结果综合判断。

处理原则与安全规范动作跳闸后，未查明原因严禁强送。若确认系外部故障或保护误动（如CT饱和、接线错误），可在隔离故障点后试送；若判断为内部故障（如绕组变形、绝缘击穿），需停运进行吊芯检查及修复。温度保护动作的原因分析与处理

温度测量回路故障温度测量回路受潮短路会导致温度保护误动作，需检查测温元件及二次回路绝缘情况，排除受潮因素。

冷却系统异常风冷系统中风扇或油泵故障停运，以及散热片脏污，均会导致散热不良，引起油温升高触发保护。应检查冷却系统电源、机械部件及清洁散热片。

过负荷运行变压器长时间超过额定负荷运行，会使绕组和铁芯温度升高，导致温度保护动作。需检查负载情况，及时降低负荷并观察温度变化。

内部故障导致过热变压器内部如绕组短路、铁芯多点接地等故障会产生大量热量，引起油温异常升高。此时应结合瓦斯保护、油色谱分析等手段综合判断，必要时停运检查。03变压器油位与油质异常油位异常的表现形式与判断方法

油位与油温不匹配现象油位异常指油位与油温不符合生产厂家提供的油位—温度曲线，表现为实际油位显著高于或低于对应温度下的标准油位。

油位计指示异常类型包括指针式油位计卡针、指示超过满刻度或接近0刻度，以及隔膜/胶囊破裂导致油位指示偏低等假油位现象。

呼吸器堵塞导致的油位异常呼吸器因硅胶过多、油封注油过量或管路异物堵塞，使油位下降时空气无法进入，导致油位指示偏高，可通过充氮气方法检查管路通畅性。

油位异常的综合判断依据结合油位—温度曲线、油位表微动接点信号，以及外观检查是否存在渗漏油，综合判断油位异常的真实性及原因。油位异常的常见原因与处理措施

油位异常的判断标准变压器油位应与油温相对应，需参照生产厂家提供的油位-温度曲线。当油位指示与实际油温不符合该曲线关系时，判定为油位异常，包括油位过高、过低或假油位现象。

油位异常的主要原因分析常见原因包括：指针式油位计卡针故障；隔膜或胶囊下方储积气体形成假油位；呼吸器堵塞导致空气无法进入，油位指示偏高；胶囊或隔膜破裂使油进入上部空间，油位指示偏低；温度计指示不准确；变压器渗漏油导致油量减少；呼吸器因硅胶过多、油封注油过多或管路异物堵塞。

油位异常的紧急处理原则当油位指示超过满刻度或接近0刻度时，应立即确认故障原因并监视变压器运行状态，出现异常立即采取措施。若油位异常降低由漏油引起，需迅速采取防漏措施并通知处理，大量漏油时禁止将重瓦斯改信号。若因温度上升导致油位高出指示且非假油位，应由检修单位放油至适当高度。

假油位的排查与处理方法假油位可通过以下方法排查处理：检查油位计是否卡针，进行机械复位；对呼吸器堵塞问题，可采用充入氮气的方法检查管路，硅胶应占呼吸器2/3，油封注油1/3；释放隔膜或胶囊下方积聚的气体，确保其正常膨胀收缩。油色谱异常的特征气体分析01过热故障的特征气体变压器内部过热会导致油分解产生甲烷、乙烷等烃类气体，其中总烃含量升高，且甲烷占比最大。当温度超过100℃时，氢气含量也会显著增加。02放电故障的特征气体局部放电会产生大量氢气和乙炔，其中乙炔体积分数通常超过5μL/L。高能量放电时，还会伴随乙烯和甲烷的急剧增加，总烃含量可达数百μL/L。03油色谱分析的判断标准依据《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，当氢气＞150μL/L、乙炔＞5μL/L或总烃＞150μL/L时，需结合产气速率进一步评估故障严重性。04典型案例：过热性故障气体特征某变电站主变油色谱检测显示甲烷120μL/L、乙烷80μL/L、氢气100μL/L，无乙炔，判断为铁芯多点接地导致的过热故障，吊芯检查发现铁芯接地电流达2.5A。油质劣化的判断与处理方法

油质劣化的判断指标油质劣化可通过油色、溶解气体、介损、酸值、水分等指标判断。新油呈亮黄或天蓝色透明，运行油透明微黄色；劣化油色变深、浑浊，含炭粒和水分，酸价增高，闪光点降低，绝缘强度下降。

油色谱分析判断法通过检测油中溶解气体（如氢气、甲烷、乙炔等）的组分和含量，可诊断内部放电和过热故障。特征气体超标时，结合电气试验和色谱导则综合分析故障原因。

油质劣化的处理措施若油质劣化，应取样分析化验。轻微劣化可进行滤油处理；严重劣化（如含碳质、绝缘强度显著降低）时，需立即停用变压器，更换新油或进行油再生处理。04变压器渗漏油与冷却系统故障渗漏油的常见部位与原因分析密封胶垫部位渗漏密封胶垫老化和龟裂，一般是胶垫质量不良或超期未更换造成；密封点紧固不到位，无油部位还会加速胶垫的老化，空气进入变压器本体。阀门及附件渗漏阀门制造质量不良，关闭不严；放油阀、取样阀等因操作不当或密封失效导致渗漏。焊接部位渗漏油箱、油枕等焊接处存在沙眼或焊接质量不良，可带油焊接，但必须做好防火措施，对铁板沙眼也可在表面覆焊一定面积的铁板来处理。油泵及冷却系统渗漏油泵部分部位因负压在其运转时不渗漏油，一旦停止就会渗漏，此种情况往往会将空气带入变压器，引起瓦斯发信甚至动作掉闸，查找比较困难，须逐台油泵停下检查判别和处理。胶垫及结构问题渗漏胶垫受力过大变形，密封结构不合理，制造安装工艺不良等，也会导致渗漏油，需针对具体原因处理。渗漏油的处理方法与预防措施

密封胶垫问题处理因胶垫老化、龟裂或质量不良导致渗漏时，需结合检修及时更换符合标准的密封胶垫；若为紧固不到位，应随时发现随时校紧，避免无油部位加速胶垫老化。

阀门与焊接缺陷处理阀门制造质量不良导致关闭不严时，应放油更换阀门；铁板沙眼或焊接质量问题可采用带油焊接处理，但必须做好防火措施，对铁板沙眼也可在表面覆焊一定面积的铁板来修复。

油泵渗漏与结构优化油泵因负压在停运时渗漏，需逐台停下检查判别处理，防止空气带入变压器引发瓦斯动作；针对胶垫受力过大变形、密封结构不合理等问题，应结合具体原因优化密封设计及安装工艺。

日常预防维护措施定期检查所有密封点，确保无渗漏隐患；严格控制呼吸器硅胶填充量为2/3，油封注油量为1/3，防止呼吸器堵塞影响油位；加强注油程序管理，确保注油或滤油后充分放气，避免气体残留导致运行中渗漏。冷却系统故障的类型与特征电源故障及特征表现冷却装置常见故障，包括熔丝熔断、导线接触不良或断线等，导致整组停运、个别风扇或潜油泵停转，需检查电源及热继电器复归按钮。机械故障及特征表现含电动机轴承损坏、绕组损坏、风扇扇叶变形、潜油泵轴承损坏等，表现为设备运转异常或停运，需更换或检修部件。控制回路故障及特征表现因控制元件损坏、引线接触不良或接点故障引发，导致冷却系统控制失灵，需排查回路元件及接线状态。冷却系统故障的应急处理与维护

电源故障应急处理立即检查冷却装置电源，查找熔丝熔断、导线接触不良或断线等故障点并迅速处理。若电源恢复后设备仍不运转，可按动热继电器复归按钮尝试复位。若电源故障无法及时恢复且变压器负荷较大，应采用临时电源确保冷却装置运行。

机械故障处置措施针对电动机轴承损坏、绕组损坏、风扇扇叶变形及潜油泵轴承损坏等机械故障，需尽快安排更换或检修受损部件，避免因冷却中断导致变压器过热。

控制回路故障排查检查控制回路中各元件损坏、引线接触不良或断线、接点接触不良等问题，查明原因后迅速修复，确保冷却系统控制功能恢复正常。

日常维护保养要点定期清理散热器灰尘及杂物，确保散热效果；检查风扇、油泵运行状态及转向，紧固松动部件；按规定周期更换老化密封件及润滑油，预防渗漏油及机械故障。05变压器温度与套管故障温度异常的判断标准与影响

01温度异常的判断标准当变压器上层油温超出允许值，温升超过规定，或相同运行条件下上层油温比平时升高10℃及以上，或负荷不变但油温不断上升，应认为变压器温度属异常。

02温度异常对绝缘的影响温度异常升高会加速变压器内部绝缘材料老化，降低绝缘性能，缩短设备寿命，严重时可能导致绝缘击穿，引发短路故障。

03温度异常对油质的影响过高的温度会促使变压器油加速老化，产生酸性物质和沉淀物，降低油的绝缘性能和散热效果，进一步加剧温度升高的恶性循环。

04温度异常对绕组和铁芯的影响在油温上升过程中，绕组和铁芯的温度上升快于油温，可能表面油温上升不多，但铁芯和绕组的温度已很高，易造成绕组过热烧损或铁芯过热损坏。温度异常的处理流程与预防温度异常的初步检查当发现变压器上层油温超出允许值、温升超过规定，或相同运行条件下油温比平时升高10℃及以上，或负荷不变但油温不断上升时，应判定为温度异常。首先检查散热器是否正常，各散热器阀门是否全部打开，温度是否一致；检查冷却器风冷系统、油循环系统有无异常，风扇、油泵转向是否正确；同时检查负荷、气温有无变化。温度异常的原因分析温度异常可能由冷却系统故障引起，如风扇或油泵故障停运、散热片脏污；也可能是温度测量回路受潮短路；还可能是变压器内部故障，如绕组短路、铁芯多点接地等导致的过热。需结合油色谱分析、电气试验等进一步判断。温度异常的应急处理措施若温度异常是因冷却系统故障，应检查电源、查找故障点，迅速处理。若电源故障一时无法恢复且变压器负荷较大，可采用临时电源使冷却装置先运行。若判断为内部故障导致温度异常，应立即停止变压器运行，进行详细检查和试验。温度异常的预防措施定期检查冷却系统，确保风扇、油泵等设备正常运行，定期清理散热片脏污；定期进行温度监测与分析，绘制温升曲线，通过热点定位技术及时发现潜在过热故障；合理分配负载，避免变压器长期过负荷运行，必要时进行扩容改造。套管故障的表现形式与危害

套管闪络放电套管表面污秽或损伤严重时，在夜间或阴雨天气可看到蓝色电晕，伴有"嘶嘶"声，产生臭氧味，可能导致绝缘击穿。

套管末屏接地不良套管末屏接地不良会引发局部过热，导致绝缘老化加速，严重时造成套管爆炸，危及变压器安全运行。

套管渗漏油密封不良或制造缺陷导致套管渗漏油，使油位降低，绝缘性能下降，可能引发内部放电和短路故障。

套管绝缘击穿绝缘老化、受潮或过电压作用下，套管内部发生击穿，造成绕组接地短路，导致变压器保护动作跳闸。套管故障的诊断与处理方法

套管故障常见类型及特征套管故障主要包括闪络放电、漏油、过热等类型。闪络放电多因瓷件污秽严重，夜间或阴雨天气可见蓝色电晕并伴有“嘶嘶”声；漏油会导致油位下降、绝缘性能降低；过热常由接触不良或内部绝缘损坏引起，可通过红外测温发现热点。

套管故障的诊断技术诊断方法包括外观检查（观察瓷套有无裂纹、污秽、放电痕迹）、红外热成像（检测套管本体及末屏接头温度异常）、绝缘电阻测试（评估整体绝缘性能）、介损测试（判断绝缘老化程度）及油色谱分析（若为油浸套管，检测油中溶解气体判断内部故障）。

套管故障的处理措施对于表面污秽闪络，应及时清扫或涂覆防污涂料；轻微漏油可加强密封处理，严重漏油需更换套管；过热故障需检查接线是否紧固，末屏接地是否良好，必要时进行套管解体检修或更换；若绝缘严重损坏（如介损超标、击穿），应立即停运变压器并更换合格套管。06铁芯与运行声音异常铁芯多点接地的原因与特征铁芯多点接地的常见原因铁芯多点接地通常由内部金属异物残留、绝缘老化破损、油泥沉积等导致，使铁芯与地之间形成多个导电通路。铁芯多点接地的电气特征表现为接地电流异常增大（通常超过100mA），铁芯局部过热，可能引发绝缘材料老化加速，严重时导致铁芯烧损。铁芯多点接地的油色谱特征油中溶解气体分析（DGA）显示氢气（H₂）、一氧化碳（CO）含量显著升高，总烃含量异常，可作为故障诊断的重要依据。铁芯多点接地的运行特征变压器运行时可能出现油温异常升高、油位波动，严重时伴随瓦斯保护动作，需结合电气试验与色谱分析综合判断。铁芯多点接地的诊断与处理

铁芯多点接地的故障特征铁芯与地之间出现多个接地点，导致铁芯电流异常增大，引发铁芯过热和变压器损坏。

铁芯多点接地的判断方法通过色谱数据分析，结合电气试验和特征气体含量，依据试验规程和色谱导则进行综合判断。

铁芯多点接地的处理方法金属性接地可采用开槽法或绝缘处理；非金属性接地可通过清扫、干燥等方法排除。

铁芯接地的预防措施定期检查铁芯接地电阻，确保其符合规定要求，防止铁芯与其他部件发生短路或击穿。运行声音异常的类型与判断正常运行声音特征

变压器正常运行时发出持续均匀的"嗡嗡"声，由铁芯交变磁通引起振动产生，声音稳定无杂音。过负荷与电压过高导致的声音异常

过负荷时发出均匀较沉重的"嗡嗡"声；电源电压过高时声音尖锐但均匀，需结合负荷及电压数据判断。内部放电与结构松动的声音特征

内部放电表现为"吱吱"或"噼啪"声，严重时伴随爆裂声；结构松动则产生"叮铛"等规律性撞击声，需紧急停电检查。系统冲击与铁磁谐振的声音差异

系统故障或大负荷启动时发出短时"哇哇"声，可自行恢复；铁磁谐振产生尖细忽强忽弱的"哼哼"声，需结合电压表谐振变化判定。内部短路与过热的典型声音

内部短路或分接开关接触不良时，伴随"咕噜咕噜"沸腾声，同时温度急剧上升、油位升高，应立即停用变压器。声音异常的处理措施与案例

初步判断与负荷调整当变压器发出均匀沉重"嗡嗡"声时，应首先检查负荷情况，若因过负荷引起，需及时降低负载并观察温度变化；若"嗡嗡"声尖锐且均匀，可能是电源电压过高，应结合电压表数据确认并调整电压。

内部故障的紧急处置若出现"吱吱""噼啪"放电声或"咕噜咕噜"沸腾声，伴随温度急剧上升、油位升高，表明内部可能发生短路或分接开关过热，应立即停用变压器，切断电源并隔离故障区域，防止事故扩大。

结构松动与外部异常处理当声音夹杂"叮铛"撞击声或嘈杂异响，可能是铁芯紧固螺栓松动，需减少负荷并加强监视，必要时停电检查紧固；若套管附近有"嘶嘶"声及蓝色电晕，应清理污秽或更换损伤瓷件，消除放电隐患。

典型案例：铁芯松动导致异音故障某变电站变压器运行中出现"嗡嗡"声伴随规律性"叮铛"声，经红外测温发现铁芯部位温升异常，停电检查确认铁芯紧固螺栓松动，重新紧固后异音消失，恢复正常运行。07故障诊断技术与案例分析常用故障诊断方法与工具电气试验法包括绝缘电阻测试（使用兆欧表评估绝缘性能）、绕组直流电阻测量（检测绕组连接完整性）、变比测