變壓器運行中出現的故障及難點解析

 一、概述

     變壓器的安全運行管理工作是我們日常工作的重點，通過對變壓器的異常運行情況、常見故障分析的經驗總結，將有利于及時、準確判斷故障原因、性質，及時采取有效措施，確保設備的安全運行。試驗裝置采用多級疊加的方式，多臺電抗器可并聯、串聯使用，分壓器既用來測量試驗電壓，也可以作為 小電容量試品的補償電容，使得諧振頻率可以在30～300Hz范圍內完成
    變壓器是輸配電系統中極其重要的電器設備，根據運行維護管理規(guī)定變壓器必須定期進行檢查，以便及時了解和掌握變壓器的運行情況，及時采取有效措施，力爭把故障消除在萌芽狀態(tài)之中，從而保障變壓器的安全運行?，F根據對變壓器的運行、維護管理經驗，分析總結變壓器異常運行和常見故障如下:

一、變壓器聲音出現異常的情況
  1、電網發(fā)生單相接地或產生諧振過電壓時，變壓器的聲音較平常尖銳;
  2、當有大容量的動力設備起動時，負荷變化較大，使變壓器聲音增大。如變壓器帶有電弧爐、可控硅整流器等負荷時， 由于有諧波分量，所以變壓器內瞬間會發(fā)出“哇哇”聲或“咯咯”間歇聲;
  3、過負荷使變壓器發(fā)出很高而且沉重的“嗡嗡”聲; 
  4、個別零件松動如鐵芯的穿芯螺絲夾得不緊或有遺漏零件在鐵芯上，變壓器發(fā)出強烈而不均勻的“噪音”或有“錘擊”和“吹風”之聲;
  5、變壓器內部接觸不良，或絕緣有擊穿，變壓器發(fā)出“噼啪”或“吱吱”聲，且此聲音隨距離故障點遠近而變化;
  6、系統短路或接地時，通過很大的短路電流，使變壓器發(fā)出“噼啪”噪音，嚴重時將會有巨大轟鳴聲;
  7、系統發(fā)生鐵磁諧振時，變壓器發(fā)生粗細不勻的噪音。

二、在正常負荷和正常冷卻方式下，變壓器出現油溫不斷升高的情況
  1、由于渦流或夾緊鐵芯用的穿芯螺絲絕緣損壞均會使變壓器的油溫升高。而穿芯螺絲絕緣破壞后，使穿芯螺絲與硅鋼片間的絕緣破壞，這時有很大的電流通過穿芯螺絲，使螺絲發(fā)熱，也會使變壓器的油溫升高。
  2、繞組局部層間或匝間的短路，內部接點有故障，接觸電阻加大，二次線路上有大電阻短路等等，也會使油溫升高。

三、變壓器絕緣油顏色出現顯著變化的情況
     絕緣油在運行時可能與空氣接觸，并逐漸吸收空氣中的水份，從而降低絕緣性能。同時絕緣  油也可能吸收、溶解大量空氣，由于油經常在較高溫度下運行，油與空氣中的氧接觸，生成各種氧化物，并且這些氧化物呈酸性，容易使得變壓器內部的金屬、絕緣材料受到腐蝕，增加油的介質損耗，隨之降低絕緣強度，造成變壓器內閃絡，容易引起繞組與外殼的擊穿。

四、油枕或防爆管出現噴油的情況
     當二次系統突然短路，而保護拒動，或內部有短路故障，而出氣孔和防爆管堵塞等，內部的高溫和高熱會使變壓器油突然噴出，噴出后使油面降低，有可能引起瓦斯保護動作。
五、 出現三相電壓不平衡的情況
  1、三相負載不平衡引起中性點位移，使三相電壓不平衡;
  2、系統發(fā)生鐵磁諧振，使三相電壓不平衡;
  3、繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，造成三相電壓不平衡。

 六、繼電保護發(fā)生動作的情況
      繼電保護動作，一般說明變壓器內部有故障。瓦斯保護是變壓器的主要保護，它能監(jiān)視變壓器內部發(fā)生的部分故障，常常是先輕瓦斯動作發(fā)出信號，然后重瓦斯動作去掉閘。
   1、 輕瓦斯動作的原因有以下幾方面:
 （1） 因濾油、加油和冷卻系統不嚴密，致使空氣進入變壓器;
 （2） 溫度下降和漏油使油位緩慢降低;
 （3） 變壓器內部故障，產生少量氣體;
 （4） 變壓器內部短路;
 （5） 保護裝置二次回路故障。
   2、 當外部檢查未發(fā)現變壓器有異?，F象時，應查明瓦斯繼電器中氣體的性質
 （1） 如積聚在瓦斯繼電器內的氣體不可燃，而且是無色無嗅的，而混合氣體中主要是惰性氣體，氧氣含量大于16%，油的閃點不降低，則說明是空氣進入瓦斯繼電器內，此時，變壓器可繼續(xù)運行。
 （2） 如氣體是可燃的，則說明變壓器內部有故障，應根據瓦斯繼電器內積聚的氣體性質鑒定變壓器內部故障的性質，如氣體的顏色為:
    a、 黃色不易燃的，且一氧化碳含量大于1-2%，為木質絕緣損壞;
    b、 灰色和黑色易燃的，且氫所含量在30%以下，有焦油味，閃點降低，則說明油因過熱而分解或油內曾發(fā)生過閃絡故障;
    c、 淺灰色帶強烈臭味且可燃的，是紙或紙板絕緣損壞。
  （3） 如上述分析對變壓器內的潛伏性故障還不能作出正確判斷，則可采用氣相色譜法作出適當判斷。
進行氣相色譜分析時，可從氫、烴類、一氧化碳、二氧化碳、乙炔的含量變化來判斷變壓器的內部故障，一般情況下:
    a、當氫、烴類含量急劇增加，而一氧化碳、二氧化碳含量變化不大時，為裸金屬（如: 分接開關）過熱性故障;
    b、 當一氧化碳、二氧化碳含量急劇增加時，為固體絕緣物（木質、紙、紙板）過熱性故障;
    c、 當氫、烴類氣體增加時，乙炔含量很高，為匝間短路或鐵芯多點接地等放電性故障。
   七、 絕緣瓷套管出現閃絡和爆炸的情況
   1、 由于密封橡膠墊質量不好，安裝位置不當，螺母壓得不緊等原因，導致套管密封不嚴，因進水或潮氣浸入使絕緣受潮而損壞;
   2、 電容式套管絕緣分層間隙存在內部形成的游離放電;
   3、 套管表面積垢嚴重，以及套管上有大的碎片和裂紋，均會造成套管閃絡和爆炸事故。
   八、 分接開關出現故障的情況
   變壓器油箱上有“吱吱”的放電聲，電流表隨響聲發(fā)生擺動，瓦斯保護可能發(fā)出信號，油的閃點降低。這些都可能是分接開關故障而出現的現象。
    1、 分接開關故障原因如下:
 （1） 分接開關觸頭彈簧壓力不足，觸頭滾輪壓力不勻，使有效接觸面積減少，以及因鍍銀層的機械強度不夠而嚴重磨損等會引起分接開關燒毀;
 （2） 分接開關接觸不良，經受不起短路電流的沖擊而發(fā)生故障;
 （3） 倒分接開關時，由于分頭位置切換錯誤，引起開關燒壞;
 （4）相間距離不夠，或絕緣材料性能降低，在過電壓作用下短路。
如發(fā)現電流、電壓、溫度、油位、油色和聲音發(fā)生變化，應立即取油樣作氣相色譜分析。當鑒定為開關故障時，應立即將分接開關切換到完好的檔位運行。
    2、在運行中，開關接觸部分觸頭可能磨損，未用部分觸頭長期浸在油中可能因氧化而產生一層氧化膜，使分接頭接觸不良。因此，為防止分接開關故障，切換時必須測量各分頭的直流電阻，如發(fā)現三相電阻不平衡，其相差值不應超過2%。
    3、倒分接頭時，應核對油箱外的分接開關指示器與內部接頭的實際連接情況，以保證接線正確。此外，每次倒分接頭時，應將分接開關手柄轉動10次以上，以消除接觸部分的氧化膜及油垢，再調整到新的位置。
   九、變壓器故障原因的分析
   按變壓器故障的原因，一般可分為電路故障和磁路故障。電路故障主要指線環(huán)和引線故障等，常見的有: 線圈的絕緣老化、受潮，切換器接觸不良，材料質量及制造工藝不良，過電壓沖擊及二次系統短路引起的故障等。磁路故障一般指鐵芯、軛鐵及夾件間發(fā)生的故障，常見的有: 硅鋼片短路、穿芯螺絲及軛鐵夾件與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。
以上僅是對變壓器的聲音、溫度、油位、外觀及其他現象的故障的初步、綜合的歸納、分析，由于變壓器故障并非某單一因素的反映，而是涉及諸多因素，有時甚至會出現假象。因此，必要時必須進行變壓器的特性試驗及綜合分析，才能準確、可靠找出故障原因，判明故障性質，提出較完善的處理辦法，確保變壓器的安全運行。

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