教学材料《直流电动机》-第5章

5.1变压器常规检修与维护所谓吊心检修，5.1.1变压器吊心检修就是将油浸变压器的铁芯与绕组吊出进行常规检修。1.吊心前准备吊心检查前，必须作好工场准备，需要的设备、工具、仪器仪表、材料、起重机械等，进行变压器油样的试验，准备好足够的补充油及注、放油相关的处理设备。下一页返回5.1变压器常规检修与维护2.吊心操作首先断电，进行机身放电，拆下一、二次外接线。在吊出机心前，先清扫变压器外部，检查油箱、散热器、储油柜、防爆筒、瓷套管等有无渗漏现象。放出变压器油，当油面放至接近铁芯、铁轭顶面时，即可拆除储油柜、防爆筒、瓦斯断电器。拆除箱盖与箱盖上的连接螺栓，用起重设备将箱盖连同变压器铁芯绕组一起吊出箱壳。上一页下一页返回5.1变压器常规检修与维护3.绕组检修检查绕组的绝缘是否有老化现象的损坏情况。通常用手指按压线圈表面的绝缘，以观其变化。一般绝缘良好的绕组，富有弹性，手指按压时，绝缘材料会有暂时变形，手指松开则会恢复原状，不会因手指按压而破裂，绝缘表面呈淡黄色。若绝缘材料有相当程度的老化时，用手指按压，会产生较小的裂缝，而且感到绝缘坚硬、脆，颜色较深。上一页下一页返回5.1变压器常规检修与维护检修绕组时应考虑以下事项：（1）对于截面较大的扁铜线二次绕组，主要是更换匝间绝缘、填平楔子和层间绝缘，如果绕组是分段制作的，可更换损坏的部分绕组；（2）拆下来的绕组，先烧去绝缘，若铜线未变质，截面未变形，可重包绝缘后继续使用；（3）如果发现铜线有熔化或截面缩小的部分，应将其割去，然后补换新线；（4）如果利用旧线重绕，先烧去绝缘，烧后把导线浸入硫酸水溶液中泡5～10min，再将旧绝缘全部除去，用水洗净，再浸入1%的热肥皂水中，以中和残留硫酸，最后用清水洗净、烘干待用。上一页下一页返回5.1变压器常规检修与维护4.铁芯检修检查从铁芯夹件的接地铜皮是否有效接地，如未安装或已断开，在运行时会发出轻微的放电声。用1000V兆欧表测量铁轭夹件穿心螺钉电阻是否合格，其测量值一般不得小于2MΩ。若穿心螺杆损坏，应予以更换，或用0.12mm厚的电缆纸，涂以酚醛树脂漆，包扎螺杆再在100℃下烘干。另外还要检查铁芯底部垫铁绝缘是否是完整的，是否有松动，若有松动，应加以紧固；铁硅钢片是否有过热现象。上一页下一页返回5.1变压器常规检修与维护5.绝缘油处理吊心检修时，绝缘油应取样作绝缘试验。当油的质量不合格时，应更换绝缘油或将绝缘油再生处理。如有水分，可以用压力式过滤油机过滤或用无碱玻璃丝布袋装入硅胶，浸入油中4~5h后备用。6.油箱及附件的检修对于油箱外壳及防爆筒、储油柜外壳锈蚀严重的变压器，需进行除锈喷漆，一般可先将外壳喷砂，以彻底除锈。考虑到防腐蚀和防潮的需要，可先喷两遍氯乙烯底漆，干后再喷两遍过氯乙烯磁漆，最后喷一遍过氯乙烯清漆。上一页下一页返回5.1变压器常规检修与维护检查油位计指示是否正常，有无堵塞现象。油位计的玻璃管有无裂纹或脏污或显示模糊，若有裂纹，应更换，若有脏污则应擦净。变压器油箱盖如变形严重，应校正或重新制作。旧系列高低压套管宜用新系列变压器的瓷套管更换。上一页下一页返回5.1变压器常规检修与维护7.分接开关检修分接开关的检修，主要是检查触头表面与接触情况，触头不应有灼痕。当触头严重损坏时应进行更换或重新配制（触头的镀层一般为20μm，也可不要镀层。接触压力应平衡和均匀，触头表面粗糙值为0.8μm）。当触头表面覆盖有氧化膜和污垢时，轻者可将触头往返切换多次，可将污垢除去，重者可用汽油或丙酮擦洗。最后可检查手柄的指示位置与触点的接触是否一致，以及触头每一位置上的接触是否准确。上一页下一页返回5.1变压器常规检修与维护8.装配将检查时所发现的缺陷或故障完全排除之后，便可进行装配。基本装配步骤：用干燥的热油冲洗变压器器身；把变压器中的残油完全放出，并擦干箱底；将变压器心吊入箱壳，安装附属部件；密封好油箱，然后把变压器油注入变压器，进行油箱密封试验。为了保证变压器不渗油，在吊心检修后一般总是更换新的密封垫。密封垫的材料必须是耐油橡胶。常采用直径为16mm、19mm的橡胶压在箱盖与箱边之间。上一页下一页返回5.1变压器常规检修与维护其接头可以用橡胶压接，也可在接缝处，切成斜的接缝面，再在接缝面涂上502胶水，用台虎钳夹好接头几分钟，使其黏结好。在压紧箱盖边沿螺栓时，如果把密封垫压紧到2/3起始厚度，就可认为达到要求了。变压器装配好后，应作油箱密封试验，常利用储油柜上的加油活塞口，加装油压管，以1.5m高油柱静压，观察8h。观察期间，油箱各处不应出现渗漏现象，如有渗漏可用环氧树脂堵塞，再重新进行试验。上一页下一页返回5.1变压器常规检修与维护5.1.2变压器常规维护在值班过程中，对变压器的异常进行观察记录，以作为检修故障分析的依据。（1）检查变压器的音响是否正常。变压器的正常音响应是均匀的嗡嗡声。如果声响比正常大，说明变压器过负荷。如果声响尖锐，说明电源电压过高。（2）检查变压器油温是否超过允许值。油浸变压器的上层油温不应超过85℃。最高不得超过95℃。油温过高可能是由变压器过载引起，也可能是变压器内部故障。上一页下一页返回5.1变压器常规检修与维护（3）检查储油柜及瓦斯继电器的油位和油色，检查各密封处有无渗油和漏油现象。油面过高，可能是变压器冷却装置不正常或变压器内部有故障；油面过低，可能有渗油漏油现象。变压器油正常时应为透明略带浅黄色，若油色变深变暗，则说明油质变坏。（4）检查瓷导管是否清洁，有无破损裂纹和放电痕迹；检查变压器高、低压接头螺栓是否紧固，有无接触不良和发热现象。上一页下一页返回5.1变压器常规检修与维护（5）检查防爆膜是否完整无损，检查吸湿器是否畅通，硅胶是否吸湿饱和。（6）检查接地装置是否正常。（7）检查冷却、通风装置是否正常。（8）检查变压器及其周围有无其他影响安全运行的异物（易燃易爆物等）和异常现象。上一页返回5.2变压器检查方法及故障分析5.2.1变压器基础试验检查方法及故障分析1.兆欧表测量变压器绝缘及故障分析用2500V兆欧表测量变压器各相绕组对绕组和绕组对地的绝缘电阻。若测得的绝缘电阻为零，则说明被测绕组或绕组对地之间有击穿故障，可考虑解体进一步检查绕组间的绝缘及对地绝缘层，确定短路点；若测得的绝缘电阻值较上次检查记录低40%以上时，则可能是由绝缘受潮、绝缘老化引起，可对症作相应的处理（如干燥处理、修复或更换损坏的绝缘），再试验观察。下一页返回5.2变压器检查方法及故障分析2.绕组直流电阻试验及故障分析测量分接开关各点的直流电阻值，若测得的电阻值差别较大，故障的可能原因为分接开关接触不良，触头有污垢，分接头与开关的连接有误（主要发生在拆修后的安装错误）。处理方法：检查分接开关与分接头的连接情况，分接开关的接触是否良好。分别测量三相电阻值，当某一相电阻大于三相平均电阻值的2%～3%，其故障的原因可能为绕组的引线焊接不良，匝间短路或为引线与套管连接不良。上一页下一页返回5.2变压器检查方法及故障分析3.空载试验检测及故障分析空载试验接线方法及励磁阻抗的测定在前面已叙述，在这里仅针对测量数据的异常进行故障分析。若测得的空载损耗功率和空载电流都很大，说明故障出在励磁回路中，可能是铁芯螺杆或铁轭螺杆与铁芯有短路处，或接地片安装不正确构成短路，或有匝间短路。检查的方法是吊出变压器心，寻找接地短路处和匝间短路点。可用1000V兆欧表测量铁轭螺杆的绝缘电阻，检测绕组元件的绝缘情况。上一页下一页返回5.2变压器检查方法及故障分析若只是空载损耗功率过大，空载电流并不大，则表示铁芯的涡流较大，表明铁芯片间有绝缘脱落，绝缘不良，可进一步用直流—电压表法测量铁芯片间绝缘电阻，电阻值变小的为绝缘损坏的铁芯片。若只是空载电流过大，而空载损耗功率不大，表明励磁回路的磁阻增大，气隙增大，可能是铁芯接缝装配不良（多出现在检修重新装配后），硅钢片数量不足。可考虑吊出铁芯，检查铁芯接缝，测量轭铁面积。上一页下一页返回5.2变压器检查方法及故障分析4.短路试验检测及故障分析短路试验方法与短路阻抗的计算在第3章已讲述，此试验也是故障检测的重要手段之一，通过对其读数的分析来确定故障性质。若测得的阻抗电压过大（一般正常值在4%~5%额定电压值），表明短路阻抗变大了，故障可能出在从进线对分接抽头的沿途接线接头、导管、开关接触不良、部分松动等造成的内阻增大。对于这种故障可采用分段测量直流电阻来寻找故障点。上一页下一页返回5.2变压器检查方法及故障分析5.绕组组别测量及故障分析变压器正常的组别连接是接时钟标记的，其规律性很强，只有“12点”连接组别。通过组别试验电路，测出各引出线端电压值，找出相应的比值关系，即可判断出组别号或接线错误。试验电路接线如图5-1所示。在三相变压器原边线圈加入100V三相对称电压，依次用万用表测Uu2Uv2、Uu2Uv2、UW2Uw2、Uv2Uw2，从测量出的数据查表5-1就可得到对应的连接组别。如果发现与任一连接组别都不相符（发生在拆卸检修后），则说明某相绕组中因接错线，有一个绕组的方向反了。试验测量连接首尾，纠正错误接线。上一页下一页返回5.2变压器检查方法及故障分析5.2.2变压器检修试验与要求变压器在检修后，必须经过一系列试验对重要参数指标进行校核，满足运行要求以后才能投入运行。测量穿心螺杆对铁芯和夹件的绝缘电阻及耐压试验：绝缘电阻不得低于2MΩ。耐压试验电压：交流为1000V，直流为2500V。耐压试验时间应持续1min。在变压器的各分接头上测量各绕组的直流电阻：三相变压器的三相线电阻的偏差不得超过三相平均值的2%。相电阻不得超过三相平均值的4%。上一页下一页返回5.2变压器检查方法及故障分析测量和分接头的变压比：测量各相在相同分接头上的电压比，相差不超过1%；各相测得的电压比与铭牌相比较，相差也不超过1%。测量绕组对与绕组间的绝缘电阻：20～30kV的变压器绝缘电阻不低于300MΩ；3～6kV的变压器其绝缘电阻不得低于200MΩ；0.4kV以下的变压器不低于90MΩ。测量变压器的连接组别：必须与变压器的铭牌标志相符。测定变压器在额定电压下的空载电流：一般要求在额定电流的5%左右。耐压试验：电压值按交接和预防性试验电压规定，如表5-2所示。试验电压持续时间为1min。上一页下一页返回5.2变压器检查方法及故障分析变压器油箱密封试验（油柱静压试验）：利用油盖上的滤油阀门，加装2m高的油管，在油箱顶端焊装一个油桶，在油压不足时作补充用，持续观察24h，应无漏油痕迹。油箱中的绝缘油化学分析试验：其击穿电压、水分、电阻率、表面张力及酸度等都必须满足规定标准。上一页返回5.3变压器运行故障分析及处理5.3.1变压器日常检查及故障处理表5-3归纳了常见异常现象及处理对策。5.3.2变压器运行故障分析及处理1.变压器绝缘油老化判断判断绝缘油老化，一般可以用测量绝缘击穿电压法，但最好是测量绝缘油的酸度、电阻率、表面张力等，然后对绝缘老化程度进行分析，作出综合结论。绝缘油击穿电压标准：击穿电压大于30kV，为良好；击穿电压在25～30kV之间为一般，说明油质下降，应进行处理或更换；击穿电压小于25kV为不良，要及时更换。下一页返回5.3变压器运行故障分析及处理良好的绝缘油，其电阻率应大于1×1012Ω·cm；次品油，其电阻率在1×1011～1×1012Ω·cm；不良油，其电阻率小于1×1011Ω·cm，应更换。酸值测量：测出每克油中的氢氧化钾，小于0.2mg，说明油质良好；含量在2.0～0.5mg，说明油在变质，要注意监视，最好进行再生处理或换油；含量超过0.5mg，说明油质不良，应及早再生处理或换油。对于绝缘油中水分的含量，良好的油应低于35/106；次等油在35/106～50/106，应进行再生处理；不良油超过50/106，应及早进行再生处理或更换。上一页下一页返回5.3变压器运行故障分析及处理2.变压器铁芯多点接地故障原因及检查变压器铁芯多点接地主要原因：变压器在现场装配及施工中不慎掉进了金属异物，造成多点接地或铁轭与夹件短路，心柱与夹件相碰；也有因长期过载、绝缘损坏等原因造成垫层破裂，从而多点短路。确定铁芯多点短路故障，一般先进行征兆分析，再进行短路点的确定。铁芯是否多点接地，可以先根据以下征兆来判断。（1）铁芯局部过热；（2）绝缘油性能下降；（3）油中气体不断增加并析出，可导致瓦斯继电器动作从而使变压器跳闸；（4）断开接地线，用2500V兆欧表对铁芯接地套管测量绝缘电阻，由此可判断铁芯是否接地及接地程度。上一页下一页返回5.3变压器运行故障分析及处理确定有多点接地后，再进一步查找接地点。常用的有电压法和电流法两种。电压法：断开铁芯正常接地点，用交流耐压试验装置给铁芯加压，若故障点接触不牢固，在升压过程中会听到放电声，根据放电火花可观察到故障点。当试验装置电流增大时，电压升不上去，没有放电现象，则说明接地故障点很稳定，可采用电流法确定。上一页下一页返回5.3变压器运行故障分析及处理电流法：断开正常接地点，用电焊机装置给铁芯加电流，并且逐渐增大。当铁芯故障点电阻增大时，温度升高很快，绝缘油将分解冒烟，从而可观测到故障点部位。3.瓦斯继电器动作原因及故障分析关