輸配電設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
正常運行時，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線之間的電磁力作用引起振動，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?，F(xiàn)象。
(1) 若音響比平常增大而均勻時，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荷，在大動力電力設備(如大型電動機)，負載變化較大，因五次諧波作用，變壓器內瞬間發(fā)出“哇哇”聲。此時，再參考電壓與電路表的指示，即可判斷故障的性質。然后，根據(jù)具體情況改變電網(wǎng)的運行方式與減少變壓器的負荷，或停止變壓器的運行等。
(2) 音響較大而噪雜時，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時，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，這時應當停止變壓器的運行進行檢查。
(3) 音響中夾有放電的“吱吱”聲時，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，還可見到電暈輝光或藍色、紫色的小火花，此時應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，則會聽到變壓器內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，要停止變壓器運行，檢查鐵芯接地與各帶電部位對地的距離是否符合要求。
(4) 若音響中夾有水的沸騰聲時，可能是繞組有較嚴重的故障，使其附近的零件嚴重發(fā)熱。分接開關的接觸不良而局部點有嚴重過熱，必會出現(xiàn)這種聲音。此時，應立即停止變壓器的運行，進行檢修。
(5) 當音響中夾有爆裂聲，既大又不均勻時，可能是變壓器的器身絕緣有擊穿現(xiàn)象。此時，也應立即停止變壓器的運行，進行檢修。
(6) 音響中夾有連續(xù)的、有規(guī)律的撞擊或磨擦聲時，拓普電氣認為可能是變壓器的某些部件因鐵芯振動而造成機械接觸。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固定來解決。另外，冷卻風扇，輸油泵的軸承磨損及滾珠軸承有裂紋，也會出現(xiàn)機械磨擦的聲音。
2、氣味、顏色
變壓器內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，表面接觸過熱氧化，會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，會發(fā)出奇臭味，冷卻風扇，油泵燒毀會發(fā)出燒焦氣味。
(4) 吸濕計變色是吸潮過度，墊圈損壞，進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，對運行中的變壓器，應經(jīng)常檢查套管各個端子和母線或電纜的連接是否緊密，有無發(fā)熱跡象。
(2) 過負載、環(huán)境溫度超過規(guī)定值，冷卻風扇和輸油泵出現(xiàn)故障，散熱器閥門忘記打開，漏油引起油量不足，溫度計損壞以及變壓器內部故障等會使溫度計上的讀數(shù)超過運行標準中規(guī)定的允許溫度。
以上所述的依據(jù)對聲音、振動、氣味、變色、溫度現(xiàn)象對變壓器事故的判斷，只能作為現(xiàn)場直觀的初步判斷。因為，變壓器的內部故障不僅是單一方面的直觀反映，它涉及諸多因素，有時甚至會出現(xiàn)假象。因此，必須進行測量并做綜合分析，才能準確可靠地找出故障原因，判明事故性質，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)熱后會使臨近的鐵芯絕緣更加損壞。同時會使油溫升高和油質劣化加速。嚴重時，瓦斯繼電器動作。
2、鐵芯接地片裂
變壓器在運行中，其內部金屬部件會因感應產(chǎn)生懸浮電位。如果接地不良或接地片斷開，就會產(chǎn)生斷續(xù)的放電。當電壓升高時，內部可能發(fā)生輕微噼啪聲。嚴重時會使瓦斯繼電器動作，油色譜分析結果為不合格。其原因可能是接地片沒有插緊，對此可進行吊芯檢查接地片，更換已損壞的接地片。
3、繞組匝間短路
匝間短路時，一般氣體繼電器的氣體是灰白色或藍色，跳閘回路動作。故障嚴重時，差動保護動作。在電源側裝有的過流保護動作，高壓熔斷器熔斷。匝間短路如不能及時發(fā)現(xiàn)，會使熔化的銅(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;雷擊時大氣過電壓侵入損壞匝間絕緣;繞組繞制時未發(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：揚州拓普電氣科技有限公司 信息來源：www.ef2822.com
1、聲音
正常運行時，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線之間的電磁力作用引起振動，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?，F(xiàn)象。
(1) 若音響比平常增大而均勻時，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荷，在大動力電力設備(如大型電動機)，負載變化較大，因五次諧波作用，變壓器內瞬間發(fā)出“哇哇”聲。此時，再參考電壓與電路表的指示，即可判斷故障的性質。然后，根據(jù)具體情況改變電網(wǎng)的運行方式與減少變壓器的負荷，或停止變壓器的運行等。
(2) 音響較大而噪雜時，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時，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，這時應當停止變壓器的運行進行檢查。
(3) 音響中夾有放電的“吱吱”聲時，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，還可見到電暈輝光或藍色、紫色的小火花，此時應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，則會聽到變壓器內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，要停止變壓器運行，檢查鐵芯接地與各帶電部位對地的距離是否符合要求。
(4) 若音響中夾有水的沸騰聲時，可能是繞組有較嚴重的故障，使其附近的零件嚴重發(fā)熱。分接開關的接觸不良而局部點有嚴重過熱，必會出現(xiàn)這種聲音。此時，應立即停止變壓器的運行，進行檢修。
(5) 當音響中夾有爆裂聲，既大又不均勻時，可能是變壓器的器身絕緣有擊穿現(xiàn)象。此時，也應立即停止變壓器的運行，進行檢修。
(6) 音響中夾有連續(xù)的、有規(guī)律的撞擊或磨擦聲時，拓普電氣認為可能是變壓器的某些部件因鐵芯振動而造成機械接觸。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固定來解決。另外，冷卻風扇，輸油泵的軸承磨損及滾珠軸承有裂紋，也會出現(xiàn)機械磨擦的聲音。
2、氣味、顏色
變壓器內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，表面接觸過熱氧化，會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，會發(fā)出奇臭味，冷卻風扇，油泵燒毀會發(fā)出燒焦氣味。
(4) 吸濕計變色是吸潮過度，墊圈損壞，進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，對運行中的變壓器，應經(jīng)常檢查套管各個端子和母線或電纜的連接是否緊密，有無發(fā)熱跡象。
(2) 過負載、環(huán)境溫度超過規(guī)定值，冷卻風扇和輸油泵出現(xiàn)故障，散熱器閥門忘記打開，漏油引起油量不足，溫度計損壞以及變壓器內部故障等會使溫度計上的讀數(shù)超過運行標準中規(guī)定的允許溫度。
以上所述的依據(jù)對聲音、振動、氣味、變色、溫度現(xiàn)象對變壓器事故的判斷，只能作為現(xiàn)場直觀的初步判斷。因為，變壓器的內部故障不僅是單一方面的直觀反映，它涉及諸多因素，有時甚至會出現(xiàn)假象。因此，必須進行測量并做綜合分析，才能準確可靠地找出故障原因，判明事故性質，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)熱后會使臨近的鐵芯絕緣更加損壞。同時會使油溫升高和油質劣化加速。嚴重時，瓦斯繼電器動作。
2、鐵芯接地片裂
變壓器在運行中，其內部金屬部件會因感應產(chǎn)生懸浮電位。如果接地不良或接地片斷開，就會產(chǎn)生斷續(xù)的放電。當電壓升高時，內部可能發(fā)生輕微噼啪聲。嚴重時會使瓦斯繼電器動作，油色譜分析結果為不合格。其原因可能是接地片沒有插緊，對此可進行吊芯檢查接地片，更換已損壞的接地片。
3、繞組匝間短路
匝間短路時，一般氣體繼電器的氣體是灰白色或藍色，跳閘回路動作。故障嚴重時，差動保護動作。在電源側裝有的過流保護動作，高壓熔斷器熔斷。匝間短路如不能及時發(fā)現(xiàn)，會使熔化的銅(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;雷擊時大氣過電壓侵入損壞匝間絕緣;繞組繞制時未發(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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