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配电变压器常见故障分析判断及处理

2017-11-23

建筑电力用户通常采用的中小型电力变压器,他需要一个长期稳定的运行环境,正确维护电力变压器,对提高电力用户的供电可靠性具有很深远的意义。

要想正确有效的维护电力变压器正常运行,除掌握变压器的理论知识外,对运行中变压器经常出现的异常情况及故障也应具有准确的分析判断能力,从而为故障的预防和处理提供准确的依据。

一、 电力变压器常见故障的分析判断

电气工作人员可以随时通过对声音、振动、气味、变色、温度及其它现象的变化来判断变压器的运行状态,分析事故发生的原因、部位及程度。从而根据所掌握的情况进行综合分析,结合各种检测结果对变压器的运行状态做出最后判断。

(一) 直观判断

1、 声音

正常运行时,由于交流电通过变压器绕组,在铁芯里产生周期性的交变磁通,引起电钢片的磁致伸缩,铁芯的接缝与叠层之间的磁力作用以及绕组的导线之间的电磁力作用引起振动,发出平均的“嗡嗡”响声。如果产生不均匀响声或其它响声,都属不正常现象。

(1) 若音响比平常增大而均匀时,则一种可能是电网发生过电压,另一种也可能是变压器过负荷,在大动力设备(如大型电动机),负载变化较大,因五次谐波作用,变压器内瞬间发出“哇哇”声。此时,再参考电压与电路表的指示,即可判断故障的性质。然后,根据具体情况改变电网的运行方式与减少变压器的负荷,或停止变压器的运行等。

(2) 音响较大而噪杂时,可能是变压器铁芯的问题。例如,夹件或压紧铁芯的螺钉松动时,仪表的指示一般正常,绝缘油的颜色、温度与油位也无大变化,这时应当停止变压器的运行进行检查。

(3) 音响中夹有放电的“吱吱”声时,可能是变压器或套管发生表面局部放电。如果是套管的问题,在气候恶劣或夜间时,还可见到电晕辉光或蓝色、紫色的小火花,此时应清除套管表面的脏污,再涂上硅油或硅脂等涂料。如果是器身的问题,把耳朵贴近变压器的油箱,则会听到变压器内部由于有局部或电接触不良而发出的“吱吱”或“噼啪”的声,且此声音随离故障部位远近而变化。若站在变压器跟前就可听到“噼啪”声音,有可能接地不良或未接地的金属部分静电放电。此时,要停止变压器运行,检查铁芯接地与各带电部位对地的距离是否符合要求。

(4) 若音响中夹有水的沸腾声时,可能是绕组有较严重的故障,使其附近的零件严重发热。分接开关的接触不良而局部点有严重过热,必会出现这种声音。此时,应立即停止变压器的运行,进行检修。

(5) 当音响中夹有爆裂声,既大又不均匀时,可能是变压器的器身绝缘有击穿现象。此时,也应立即停止变压器的运行,进行检修。

(6) 音响中夹有连续的、有规律的撞击或磨擦声时,可能是变压器的某些部件因铁芯振动而造成机械接触。如果发生在油箱外壁上油管或电线处,可用增加其间距或增强固定来解决。另外,冷却风扇,输油泵的轴承磨损及滚珠轴承有裂纹,也会出现机械磨擦的声音。

2、 气味、颜色

变压器内部故障及各部件过热将引起一系列的气味、颜色的变化。

(1) 瓷套管端子的紧固部分松动,表面接触过热氧化,会引起变色和异常气味。

(2) 变压器漏磁的断磁能力不好及磁场分布不均匀,引生涡流,也会使油箱各部分的局部过热引起油漆变色。

(3) 瓷套管污损产生电晕,会发出奇臭味,冷却风扇,油泵烧毁会发出烧焦气味。

(4) 吸湿计变色是吸潮过度,垫圈损坏,进入其油室的水量太多等原因造成的。

3、 温度

(1) 变压器的很多故障都伴随着急剧的温升,对运行中的变压器,应经常检查套管各个端子和母线或电缆的连接是否紧密,有无发热迹象。

(2) 过负载、环境温度超过规定值,冷却风扇和输油泵出现故障,散热器阀门忘记打开,漏油引起油量不足,温度计损坏以及变压器内部故障等会使温度计上的读数超过运行标准中规定的允许温度。

以上所述的依据对声音、振动、气味、变色、温度现象对变压器事故的判断,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。因此,必须进行测量并做综合分析,才能准确可靠地找出故障原因,判明事故性质,提出较完备的合理的处理方法。

(二) 分析判断

1、 铁芯损坏

变压器铁芯硅钢片间绝缘损坏会增加铁芯中的涡流损耗。涡流损耗的增加与硅钢厚度的平方成正比。如果硅钢片片间绝缘损坏,使硅钢片的厚度增加一倍,涡流损耗将增加四倍,发热后会使临近的铁芯绝缘更加损坏。同时会使油温升高和油质劣化加速。严重时,瓦斯继电器动作。

2、 铁芯接地片裂

变压器在运行中,其内部金属部件会因感应产生悬浮电位。如果接地不良或接地片断开,就会产生断续的放电。当电压升高时,内部可能发生轻微噼啪声。严重时会使瓦斯继电器动作,油色谱分析结果为不合格。其原因可能是接地片没有插紧,对此可进行吊芯检查接地片,更换已损坏的接地片。

3、 绕组匝间短路

匝间短路时,一般气体继电器的气体是灰白色或蓝色,跳闸回路动作。故障严重时,差动保护动作。在电源侧装有的过流保护动作,高压熔断器熔断。匝间短路如不能及时发现,会使熔化的铜(铅)粒回散,波及邻近的绕组。绕组间短路的原因是:散热不良或长期过负荷使匝间绝缘损坏;由于变压器出现短路,或其它故障使绕组受短路电流的冲击而产生振动与变形而损坏匝间绝缘,油面降低使绕组露出油面线匝间绝缘击穿;雷击时大气过电压侵入损坏匝间绝缘;绕组绕制时未发现缺陷或绕匝排列与换位、绕组压装不正确等,使匝间绝缘受到损坏。

4、 绕组时接地部分短路

变压器油受潮后绝缘强度降低,油面下降或绝缘老化;雷电大气电压及操作过电压,绕组受短路电流的冲击发生变形,主绝缘老化破裂、折断等缺陷;绕组内有杂物落入等都会发生这类事故,事故时,一般都是瓦斯继电器动作,防爆管喷油,如果变压器的中心点接地,则差动和直流保护也会动作。一般情况下,测量绕组的对地绝缘电阻即可发现是否存在绕组接地。

5、 绕组和引线断线

由于连接不良或短路应力使导线断裂;导线内部焊接不良,匝间短路使线匝烧断,断线处发生电弧会引起绕组接地和相间短路,油分解促使气体继电器动作。处理时可进行吊芯检查,用电桥测量绕组直流电阻,判断故障相,重绕绕组。

6、 绕组相间短路

绕组有匝间短路或接地故障时,由于电弧及熔化的铜(铅)粒子四散飞溅使事故蔓延扩大,可能发展为相间短路。发生相间短路时,强大的短路电流将产生猛烈的电弧。此时瓦斯继电器、差动保护和过流保护都会动作。防爆管严重喷油,油温剧增。测量绝缘电阻及测量绕组的直流电阻和变压比,即可判断出绕组的损坏情况。

7、 套管碎裂或出线连接松动

变压器套管表面污秽及大雾、下雨、阴天时会造成电晕放电而发生“吱吱”声,套管污损产生电晕,闪络会引起奇臭味;套管出线连接松动,表面接触面过热,氧化都会引起变色和异常气味;对地击穿或套管间放电时外部保护装置动作。

8、 气体继电器

当气体继电器动作且其中积聚有气体时,并不能证明是变压器内部有故障,例如绝缘油脱气不彻底,非真空注油。冷却系统不严密,都会使空气进入气体继电器,并使其动作,发出信号,这些空气被排放后,变压器仍能够继续运行,但是当变压器内部发生故障时,情况便不一样了,此时,虽然气体继电器内边积聚气体,但并不是普通的空气,所以应把这些气体收集起来,对其数量,可燃性颜色与化学成分进行分析,判断出故障的性质。在一时不能做色谱分析的地区可按如下方法签别:

(1) 无色,不可燃的是空气。

(2) 黄色、可燃的是木质故障产生的气体。

(3) 淡黄色、可燃并有臭味的是纸质故障产生的气体。

(4) 灰黑色、易燃的是铁质故障使绝缘油分解产生的气体。

综上所述,变压器发生故障时,只要根据故障显现的状态进行科学细致地分析,就能准确地判断出故障产生的原因,为故障的处理提供准确的依据,保证在最短的时间内恢复运行。同时,在日常运行中加强对变压器状态的检查,也能预防故障的发生,提高电力供电的可靠性。



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