輸配電設(shè)備電力變壓器故障分析與判斷
一、電力變壓器故障直觀判斷
1、聲音
正常運(yùn)行時(shí)，由于交流電通過變壓器繞組，在鐵芯里產(chǎn)生周期性的交變磁通，引起電鋼片的磁致伸縮，鐵芯的接縫與疊層之間的磁力作用以及繞組的導(dǎo)線之間的電磁力作用引起振動(dòng)，發(fā)出平均的“嗡嗡”響聲。如果產(chǎn)生不均勻響聲或其它響聲，都屬不正常現(xiàn)象。
(1) 若音響比平常增大而均勻時(shí)，則一種可能是電網(wǎng)發(fā)生過電壓，另一種也可能是變壓器過負(fù)荷，在大動(dòng)力電力設(shè)備(如大型電動(dòng)機(jī))，負(fù)載變化較大，因五次諧波作用，變壓器內(nèi)瞬間發(fā)出“哇哇”聲。此時(shí)，再參考電壓與電路表的指示，即可判斷故障的性質(zhì)。然后，根據(jù)具體情況改變電網(wǎng)的運(yùn)行方式與減少變壓器的負(fù)荷，或停止變壓器的運(yùn)行等。
(2) 音響較大而噪雜時(shí)，可能是變壓器鐵芯的問題。例如，夾件或壓緊鐵芯的螺釘松動(dòng)時(shí)，儀表的指示一般正常，絕緣油的顏色、溫度與油位也無大變化，這時(shí)應(yīng)當(dāng)停止變壓器的運(yùn)行進(jìn)行檢查。
(3) 音響中夾有放電的“吱吱”聲時(shí)，可能是變壓器或套管發(fā)生表面局部放電。如果是套管的問題，在氣候惡劣或夜間時(shí)，還可見到電暈輝光或藍(lán)色、紫色的小火花，此時(shí)應(yīng)清除套管表面的臟污，再涂上硅油或硅脂等涂料。如果是器身的問題，把耳朵貼近變壓器的油箱，則會(huì)聽到變壓器內(nèi)部由于有局部或電接觸不良而發(fā)出的“吱吱”或“噼啪”的聲，且此聲音隨離故障部位遠(yuǎn)近而變化。若站在變壓器跟前就可聽到“噼啪”聲音，有可能接地不良或未接地的金屬部分靜電放電。此時(shí)，要停止變壓器運(yùn)行，檢查鐵芯接地與各帶電部位對(duì)地的距離是否符合要求。
(4) 若音響中夾有水的沸騰聲時(shí)，可能是繞組有較嚴(yán)重的故障，使其附近的零件嚴(yán)重發(fā)熱。分接開關(guān)的接觸不良而局部點(diǎn)有嚴(yán)重過熱，必會(huì)出現(xiàn)這種聲音。此時(shí)，應(yīng)立即停止變壓器的運(yùn)行，進(jìn)行檢修。
(5) 當(dāng)音響中夾有爆裂聲，既大又不均勻時(shí)，可能是變壓器的器身絕緣有擊穿現(xiàn)象。此時(shí)，也應(yīng)立即停止變壓器的運(yùn)行，進(jìn)行檢修。
(6) 音響中夾有連續(xù)的、有規(guī)律的撞擊或磨擦聲時(shí)，拓普電氣認(rèn)為可能是變壓器的某些部件因鐵芯振動(dòng)而造成機(jī)械接觸。如果發(fā)生在油箱外壁上油管或電線處，可用增加其間距或增強(qiáng)固定來解決。另外，冷卻風(fēng)扇，輸油泵的軸承磨損及滾珠軸承有裂紋，也會(huì)出現(xiàn)機(jī)械磨擦的聲音。
2、氣味、顏色
變壓器內(nèi)部故障及各部件過熱將引起一系列的氣味、顏色的變化。
(1) 瓷套管端子的緊固部分松動(dòng)，表面接觸過熱氧化，會(huì)引起變色和異常氣味。
(2) 變壓器漏磁的斷磁能力不好及磁場分布不均勻，引生渦流，也會(huì)使油箱各部分的局部過熱引起油漆變色。
(3) 瓷套管污損產(chǎn)生電暈，會(huì)發(fā)出奇臭味，冷卻風(fēng)扇，油泵燒毀會(huì)發(fā)出燒焦氣味。
(4) 吸濕計(jì)變色是吸潮過度，墊圈損壞，進(jìn)入其油室的水量太多等原因造成的。
3、溫度
(1) 變壓器的很多故障都伴隨著急劇的溫升，對(duì)運(yùn)行中的變壓器，應(yīng)經(jīng)常檢查套管各個(gè)端子和母線或電纜的連接是否緊密，有無發(fā)熱跡象。
(2) 過負(fù)載、環(huán)境溫度超過規(guī)定值，冷卻風(fēng)扇和輸油泵出現(xiàn)故障，散熱器閥門忘記打開，漏油引起油量不足，溫度計(jì)損壞以及變壓器內(nèi)部故障等會(huì)使溫度計(jì)上的讀數(shù)超過運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的允許溫度。
以上所述的依據(jù)對(duì)聲音、振動(dòng)、氣味、變色、溫度現(xiàn)象對(duì)變壓器事故的判斷，只能作為現(xiàn)場直觀的初步判斷。因?yàn)椋儔浩鞯膬?nèi)部故障不僅是單一方面的直觀反映，它涉及諸多因素，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)假象。因此，必須進(jìn)行測量并做綜合分析，才能準(zhǔn)確可靠地找出故障原因，判明事故性質(zhì)，提出較完備的合理的處理方法。
二、電力變壓器故障分析判斷
1、鐵芯損壞
變壓器鐵芯硅鋼片間絕緣損壞會(huì)增加鐵芯中的渦流損耗。渦流損耗的增加與硅鋼厚度的平方成正比。如果硅鋼片片間絕緣損壞，使硅鋼片的厚度增加一倍，渦流損耗將增加四倍，發(fā)熱后會(huì)使臨近的鐵芯絕緣更加損壞。同時(shí)會(huì)使油溫升高和油質(zhì)劣化加速。嚴(yán)重時(shí)，瓦斯繼電器動(dòng)作。
2、鐵芯接地片裂
變壓器在運(yùn)行中，其內(nèi)部金屬部件會(huì)因感應(yīng)產(chǎn)生懸浮電位。如果接地不良或接地片斷開，就會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)的放電。當(dāng)電壓升高時(shí)，內(nèi)部可能發(fā)生輕微噼啪聲。嚴(yán)重時(shí)會(huì)使瓦斯繼電器動(dòng)作，油色譜分析結(jié)果為不合格。其原因可能是接地片沒有插緊，對(duì)此可進(jìn)行吊芯檢查接地片，更換已損壞的接地片。
3、繞組匝間短路
匝間短路時(shí)，一般氣體繼電器的氣體是灰白色或藍(lán)色，跳閘回路動(dòng)作。故障嚴(yán)重時(shí)，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。在電源側(cè)裝有的過流保護(hù)動(dòng)作，高壓熔斷器熔斷。匝間短路如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)使熔化的銅(鉛)?；厣?，波及鄰近的繞組。繞組間短路的原因是：散熱不良或長期過負(fù)荷使匝間絕緣損壞;由于變壓器出現(xiàn)短路，或其它故障使繞組受短路電流的沖擊而產(chǎn)生振動(dòng)與變形而損壞匝間絕緣，油面降低使繞組露出油面線匝間絕緣擊穿;雷擊時(shí)大氣過電壓侵入損壞匝間絕緣;繞組繞制時(shí)未發(fā)現(xiàn)缺陷或繞匝排列與換位、繞組壓裝不正確等，使匝間絕緣受到損壞。
信息整理：揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司 信息來源：www.ewkbg.com
1、聲音
正常運(yùn)行時(shí)，由于交流電通過變壓器繞組，在鐵芯里產(chǎn)生周期性的交變磁通，引起電鋼片的磁致伸縮，鐵芯的接縫與疊層之間的磁力作用以及繞組的導(dǎo)線之間的電磁力作用引起振動(dòng)，發(fā)出平均的“嗡嗡”響聲。如果產(chǎn)生不均勻響聲或其它響聲，都屬不正常現(xiàn)象。
(1) 若音響比平常增大而均勻時(shí)，則一種可能是電網(wǎng)發(fā)生過電壓，另一種也可能是變壓器過負(fù)荷，在大動(dòng)力電力設(shè)備(如大型電動(dòng)機(jī))，負(fù)載變化較大，因五次諧波作用，變壓器內(nèi)瞬間發(fā)出“哇哇”聲。此時(shí)，再參考電壓與電路表的指示，即可判斷故障的性質(zhì)。然后，根據(jù)具體情況改變電網(wǎng)的運(yùn)行方式與減少變壓器的負(fù)荷，或停止變壓器的運(yùn)行等。
(2) 音響較大而噪雜時(shí)，可能是變壓器鐵芯的問題。例如，夾件或壓緊鐵芯的螺釘松動(dòng)時(shí)，儀表的指示一般正常，絕緣油的顏色、溫度與油位也無大變化，這時(shí)應(yīng)當(dāng)停止變壓器的運(yùn)行進(jìn)行檢查。
(3) 音響中夾有放電的“吱吱”聲時(shí)，可能是變壓器或套管發(fā)生表面局部放電。如果是套管的問題，在氣候惡劣或夜間時(shí)，還可見到電暈輝光或藍(lán)色、紫色的小火花，此時(shí)應(yīng)清除套管表面的臟污，再涂上硅油或硅脂等涂料。如果是器身的問題，把耳朵貼近變壓器的油箱，則會(huì)聽到變壓器內(nèi)部由于有局部或電接觸不良而發(fā)出的“吱吱”或“噼啪”的聲，且此聲音隨離故障部位遠(yuǎn)近而變化。若站在變壓器跟前就可聽到“噼啪”聲音，有可能接地不良或未接地的金屬部分靜電放電。此時(shí)，要停止變壓器運(yùn)行，檢查鐵芯接地與各帶電部位對(duì)地的距離是否符合要求。
(4) 若音響中夾有水的沸騰聲時(shí)，可能是繞組有較嚴(yán)重的故障，使其附近的零件嚴(yán)重發(fā)熱。分接開關(guān)的接觸不良而局部點(diǎn)有嚴(yán)重過熱，必會(huì)出現(xiàn)這種聲音。此時(shí)，應(yīng)立即停止變壓器的運(yùn)行，進(jìn)行檢修。
(5) 當(dāng)音響中夾有爆裂聲，既大又不均勻時(shí)，可能是變壓器的器身絕緣有擊穿現(xiàn)象。此時(shí)，也應(yīng)立即停止變壓器的運(yùn)行，進(jìn)行檢修。
(6) 音響中夾有連續(xù)的、有規(guī)律的撞擊或磨擦聲時(shí)，拓普電氣認(rèn)為可能是變壓器的某些部件因鐵芯振動(dòng)而造成機(jī)械接觸。如果發(fā)生在油箱外壁上油管或電線處，可用增加其間距或增強(qiáng)固定來解決。另外，冷卻風(fēng)扇，輸油泵的軸承磨損及滾珠軸承有裂紋，也會(huì)出現(xiàn)機(jī)械磨擦的聲音。
2、氣味、顏色
變壓器內(nèi)部故障及各部件過熱將引起一系列的氣味、顏色的變化。
(1) 瓷套管端子的緊固部分松動(dòng)，表面接觸過熱氧化，會(huì)引起變色和異常氣味。
(2) 變壓器漏磁的斷磁能力不好及磁場分布不均勻，引生渦流，也會(huì)使油箱各部分的局部過熱引起油漆變色。
(3) 瓷套管污損產(chǎn)生電暈，會(huì)發(fā)出奇臭味，冷卻風(fēng)扇，油泵燒毀會(huì)發(fā)出燒焦氣味。
(4) 吸濕計(jì)變色是吸潮過度，墊圈損壞，進(jìn)入其油室的水量太多等原因造成的。
3、溫度
(1) 變壓器的很多故障都伴隨著急劇的溫升，對(duì)運(yùn)行中的變壓器，應(yīng)經(jīng)常檢查套管各個(gè)端子和母線或電纜的連接是否緊密，有無發(fā)熱跡象。
(2) 過負(fù)載、環(huán)境溫度超過規(guī)定值，冷卻風(fēng)扇和輸油泵出現(xiàn)故障，散熱器閥門忘記打開，漏油引起油量不足，溫度計(jì)損壞以及變壓器內(nèi)部故障等會(huì)使溫度計(jì)上的讀數(shù)超過運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的允許溫度。
以上所述的依據(jù)對(duì)聲音、振動(dòng)、氣味、變色、溫度現(xiàn)象對(duì)變壓器事故的判斷，只能作為現(xiàn)場直觀的初步判斷。因?yàn)椋儔浩鞯膬?nèi)部故障不僅是單一方面的直觀反映，它涉及諸多因素，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)假象。因此，必須進(jìn)行測量并做綜合分析，才能準(zhǔn)確可靠地找出故障原因，判明事故性質(zhì)，提出較完備的合理的處理方法。
二、電力變壓器故障分析判斷
1、鐵芯損壞
變壓器鐵芯硅鋼片間絕緣損壞會(huì)增加鐵芯中的渦流損耗。渦流損耗的增加與硅鋼厚度的平方成正比。如果硅鋼片片間絕緣損壞，使硅鋼片的厚度增加一倍，渦流損耗將增加四倍，發(fā)熱后會(huì)使臨近的鐵芯絕緣更加損壞。同時(shí)會(huì)使油溫升高和油質(zhì)劣化加速。嚴(yán)重時(shí)，瓦斯繼電器動(dòng)作。
2、鐵芯接地片裂
變壓器在運(yùn)行中，其內(nèi)部金屬部件會(huì)因感應(yīng)產(chǎn)生懸浮電位。如果接地不良或接地片斷開，就會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)的放電。當(dāng)電壓升高時(shí)，內(nèi)部可能發(fā)生輕微噼啪聲。嚴(yán)重時(shí)會(huì)使瓦斯繼電器動(dòng)作，油色譜分析結(jié)果為不合格。其原因可能是接地片沒有插緊，對(duì)此可進(jìn)行吊芯檢查接地片，更換已損壞的接地片。
3、繞組匝間短路
匝間短路時(shí)，一般氣體繼電器的氣體是灰白色或藍(lán)色，跳閘回路動(dòng)作。故障嚴(yán)重時(shí)，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。在電源側(cè)裝有的過流保護(hù)動(dòng)作，高壓熔斷器熔斷。匝間短路如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)使熔化的銅(鉛)?；厣?，波及鄰近的繞組。繞組間短路的原因是：散熱不良或長期過負(fù)荷使匝間絕緣損壞;由于變壓器出現(xiàn)短路，或其它故障使繞組受短路電流的沖擊而產(chǎn)生振動(dòng)與變形而損壞匝間絕緣，油面降低使繞組露出油面線匝間絕緣擊穿;雷擊時(shí)大氣過電壓侵入損壞匝間絕緣;繞組繞制時(shí)未發(fā)現(xiàn)缺陷或繞匝排列與換位、繞組壓裝不正確等，使匝間絕緣受到損壞。
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