變壓器常見故障及其在線檢測(cè)技術(shù)探析

1、變壓器常見故障及其在線檢測(cè)技術(shù)探析摘要：變壓器在整個(gè)電力系統(tǒng)中有著極為重要的作用。在 通常情況下，若變壓器在的運(yùn)行出現(xiàn)了某些突發(fā)故障，必須 及時(shí)、迅速的對(duì)其作出診斷和處理。本文將針對(duì)變壓器的一 些常見故障及在線檢測(cè)技術(shù)展開探討，并結(jié)合筆者的實(shí)際工 作經(jīng)驗(yàn)，分析如下。abstract: the transformer has a very important role in the power system as a whole. in nonnal circumstances, if there are unexpected failures in running, we must make

2、timely and rapid diagnosis and treatrnent. this article will discuss some of the common faults of transformer and online detection technology and make analysis combining with the author? s practical experience關(guān)鍵詞：變壓器；常見故障；在線檢測(cè)技術(shù)key words: transformer； common fauits； online inspection technology中圖分類號(hào)

3、：tm41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào):1006-4311 (2012) 34-0050-030引言變壓器即是電能量轉(zhuǎn)換及電力運(yùn)轉(zhuǎn)、傳輸?shù)闹饕诵模?在電能實(shí)際傳輸和配送過程中，發(fā)揮著能量轉(zhuǎn)換及電力傳輸 的關(guān)鍵性作用，保障其安全穩(wěn)定的性能，可以對(duì)某些電網(wǎng)事 故進(jìn)行有效的遏制，在整個(gè)的電網(wǎng)配備中是極為關(guān)鍵的電力 設(shè)備。因此，變壓器在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展運(yùn)行及家庭用電中，發(fā) 揮著至關(guān)重要的作用。但是，由于其較容易引發(fā)其他電力安 全事故的發(fā)生，不僅會(huì)致使變壓器自身受損，且會(huì)誘發(fā)整個(gè) 電力的供應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)中斷，為社會(huì)及人們帶來(lái)無(wú)可挽回的經(jīng) 濟(jì)損失。而其引發(fā)的故障種類各不相同，所以，必須充分的 認(rèn)識(shí)和了解變壓器實(shí)際運(yùn)作

4、的規(guī)律、分析應(yīng)用其各種的在線 與歷史性的數(shù)據(jù)、熟練掌握變壓器的各項(xiàng)診斷技術(shù)，能夠再 第一時(shí)間檢測(cè)到故障所在，徹底的將故障遏制在初始階段， 保障變壓器電力系統(tǒng)的合理運(yùn)轉(zhuǎn)。1變壓器故障分類及解決方案1.1短路故障及放電故障變壓器出現(xiàn)短路故障現(xiàn)象主 要出現(xiàn)在變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)的出口部位電路，可分為相間短路及接 地短路。在出現(xiàn)短路故障時(shí)，其變壓器的繞組可經(jīng)過額定電 流的數(shù)十倍短路電流1st,進(jìn)而短路電流便會(huì)在變壓器繞組 上集聚大量的熱，導(dǎo)致繞組發(fā)生變形和破壞，在情況嚴(yán)重時(shí) 還有可能引發(fā)火災(zāi)。經(jīng)總結(jié)分析其引發(fā)故障的主要因素包 括：繞組運(yùn)用軟導(dǎo)線，其早期的繞線裝備與施工工藝較為 簡(jiǎn)單，多運(yùn)用于農(nóng)村或傳統(tǒng)的變壓器中

5、；變壓器的設(shè)計(jì)缺 陷引發(fā)電網(wǎng)抗短路的電流能力較小；電網(wǎng)運(yùn)行的出口短路 發(fā)生的故障較多，在頻繁遭受短路電流沖擊后致使絕緣層被 擊穿是；繞組的繞制較松，其電磁線處在懸空狀態(tài)。變壓器普遍出現(xiàn)的放電故障有火花放電、局部放電及高 能量放電等。因此，在變壓器正常的運(yùn)行過程中，繞組的絕 緣層內(nèi)出現(xiàn)的氣隙及油膜引發(fā)放電的狀態(tài)即局部放電。而火 花放電即在油中誤摻入了雜質(zhì)。另外，電弧放電可作為髙能 量放電，一般發(fā)生于繞組匝間層絕緣受擊穿之后。1.2變壓器滲油故障變壓器出現(xiàn)的滲漏油故障在一定 程度上會(huì)為變電站帶來(lái)巨大的環(huán)境污染及經(jīng)濟(jì)損失，且會(huì)阻 礙變壓器進(jìn)行安全運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而致使變壓器停止運(yùn)行或損毀事 故，在生產(chǎn)過程中

6、導(dǎo)致電廠損失嚴(yán)重。所以，需密切關(guān)注、 有效處理變壓器發(fā)生的滲漏油問題。1.2. 1高壓套管的升高座及進(jìn)入孔顯現(xiàn)滲油跡象高壓 套管的升高座及進(jìn)入孔均是因膠墊安裝失誤，因此，在操作 運(yùn)行中可主要針對(duì)法蘭進(jìn)行施膠密封。而在執(zhí)行封堵操作 前，可適當(dāng)?shù)慕柚侣┠z及時(shí)有效的將法蘭間縫隙徹底封 堵，再密切的觀察堵漏膠的固化情況，待其顯示固化，便可 將法蘭進(jìn)行緊固，運(yùn)用高壓將其密封膠放在法蘭間隙內(nèi)，有 效的將法蘭螺絲帽的膠逐個(gè)剔除。1.2.2油箱的焊縫顯現(xiàn)滲油現(xiàn)象 主要針對(duì)平面接焊縫 處的滲油跡象及時(shí)的實(shí)施焊接，而在其拐角與強(qiáng)化的筋連接 處滲油現(xiàn)象無(wú)法精確的檢測(cè)或經(jīng)補(bǔ)焊后因其內(nèi)應(yīng)力因素再 次出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。在這

7、種情況下可借助鐵板輔助補(bǔ)焊作業(yè)， 在兩面相輔相呈的接口處可將鐵板設(shè)成紡錘狀；另一方面， 就是根據(jù)實(shí)際中的操作位置，對(duì)鐵板的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種 方法還可在作為套管的電流互感器，因此，其二次引線盒可 在拐角處焊縫滲漏焊接1。1.2.3防爆管的滲油狀況 防爆管可作為變壓器內(nèi)部故 障引發(fā)的重大壓力，防止變壓器的油箱發(fā)生破裂。實(shí)際中的 防爆管自身的玻璃膜易發(fā)生破裂，又因玻璃無(wú)法得到及時(shí)的 替換，便會(huì)導(dǎo)致潮氣散到油箱內(nèi)，引起絕緣油受潮。進(jìn)而降 低絕緣的整體效率、影響設(shè)備的安全性能。因此可及時(shí)拆除 防爆管替換其壓力的釋放閥。1.2.4低壓側(cè)套管顯示滲漏 在通常情況下，低壓側(cè)套 管顯示滲漏的主要是由于經(jīng)總線路

8、的低壓側(cè)邊距引線的長(zhǎng) 度不足而造成的。當(dāng)線路中出現(xiàn)了低壓或拉伸狀況時(shí)，可遵 循實(shí)際需求促使總線路用伸縮節(jié)連接；若引線偏短便可根據(jù) 實(shí)際情況適時(shí)的調(diào)整引線并引出長(zhǎng)度；為保障增大其壓緊力 可及時(shí)的將瓷質(zhì)的壓帽轉(zhuǎn)化為銅質(zhì)的壓帽2。1.3鐵心出現(xiàn)多點(diǎn)接地的故障變壓器內(nèi)的鐵心出現(xiàn)兩 點(diǎn)或多線的接地，即多點(diǎn)接地。其在執(zhí)行運(yùn)轉(zhuǎn)中通常會(huì)引發(fā) 鐵心發(fā)生故障，導(dǎo)致變壓器受損。所以，需及時(shí)處理。1.3. 1實(shí)施開箱檢測(cè)方法若安裝后未執(zhí)行箱蓋定位銷 徹底清除而導(dǎo)致多點(diǎn)接地，便需采取有效的應(yīng)對(duì)措施，如將 其定位銷翻轉(zhuǎn)或排除；若夾件的墊腳絕緣板受損退落，可遵 照絕緣準(zhǔn)則替換與之相等厚度的紙板。但由于夾件的肢板臨 近鐵心會(huì)

9、引發(fā)翹起的疊片碰撞，因此，需合理調(diào)整夾件避免 發(fā)生故障。還應(yīng)徹底排除油中金屬的異物、雜質(zhì)與金屬顆粒, 保持變壓器油干燥。 1.3.2運(yùn)用直流電流的沖擊措施 及時(shí)的解開變壓器的鐵芯接地線，在變壓器的鐵芯和油箱間 施加適當(dāng)?shù)闹绷麟妷?，人為產(chǎn)生短時(shí)大電流沖擊。例如采用 10kv電容器充電后人為短接放電以產(chǎn)生大電流。通常情況下 將沖擊的次數(shù)控制在3至5次，另外為有效去除鐵心的多點(diǎn) 接地效果也直接清理掉鐵心其他多余的接地點(diǎn)3。1.4接頭過熱帶來(lái)的相關(guān)不良結(jié)果變壓器與電網(wǎng)的主 要組合部分就是載流接頭，其接頭的接觸是否良好對(duì)電網(wǎng)的 安全運(yùn)營(yíng)有著至關(guān)重要，若未得到有效的接觸便會(huì)導(dǎo)致接頭 線路發(fā)熱或被燒斷，嚴(yán)重

10、影響變壓器在執(zhí)行運(yùn)轉(zhuǎn)過程中順利 實(shí)施及電網(wǎng)內(nèi)的供電安全。因而，為避免接頭過熱帶來(lái)相關(guān) 不良現(xiàn)象就需制定迅速有效、切實(shí)可行的解決方案。1.4.1銅鋁連接并發(fā)的事故隱患變壓器引出端頭均是 通過銅心實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，屋外及其他的潮濕地點(diǎn)，均 無(wú)法實(shí)現(xiàn)將鋁導(dǎo)體運(yùn)用螺栓及銅端頭進(jìn)行連接。在銅與鋁相 連的接觸面間有效滲入含溶解鹽水分，即發(fā)生電解液時(shí)，可 適時(shí)的應(yīng)用電耦的作用，引發(fā)電解反應(yīng)，這時(shí)鋁會(huì)被強(qiáng)烈的 電腐蝕。因此，觸頭便可以迅速的遭到損壞，導(dǎo)致電路出現(xiàn) 發(fā)熱或引發(fā)重大的事故4。為了有效避免此類現(xiàn)象發(fā)生， 可以在具體的操作過程中可以采用銅鋁過渡接線板的方式 進(jìn)行連接。1.4.2油浸電容式出現(xiàn)套管過熱

11、趨勢(shì)當(dāng)油浸電容式出 現(xiàn)套管過熱趨勢(shì)時(shí)，可采用的解決方案有運(yùn)用定位套穩(wěn)固方 法的發(fā)熱套管，可首先將其軍帽拆除，觀察軍帽及引線的接 頭絲扣是否出現(xiàn)燒損現(xiàn)象，進(jìn)而可借助牙攻實(shí)施修理，保障 絲扣的配合良好，在定位套及將軍帽間隙內(nèi)放入與定位套的 截面體積相同、厚度相等的薄墊片，再重新安置將軍帽，保 障將軍帽切實(shí)的擰緊，進(jìn)而可將其固固于套管德頂部法蘭 ±o另外，引線的接頭與將軍帽的絲扣公差配合度需保持適 宜，切實(shí)的保障在擰緊時(shí)，絲扣間可保持足夠的壓力，以減 少套管過熱的情況出現(xiàn)。2變壓器的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)通常情況下，變壓器的在線監(jiān)測(cè)目的，即經(jīng)對(duì)變壓器的 一般特征信號(hào)實(shí)施的采集及分析，有效的辨別出變壓

12、器應(yīng)有 的狀態(tài)，及時(shí)的在初始階段檢測(cè)出變壓器故障，且密切的觀 測(cè)其故障狀態(tài)運(yùn)行、發(fā)展的趨勢(shì)。在現(xiàn)今階段，變壓器的在 線檢測(cè)作為國(guó)際研究最為普遍的對(duì)象之一，進(jìn)而已歸納總結(jié) 出許多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過總結(jié)分析提出了若干種有效方法。2. 1油中溶解性的氣體檢測(cè)技術(shù)在線檢測(cè)技術(shù)變壓器 在實(shí)際的運(yùn)用過程中，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，其引發(fā) 的故障產(chǎn)生的氣體也會(huì)所不同。因而運(yùn)用對(duì)比研究分析油中 氣體自身具備的含量、成分、產(chǎn)氣率及相對(duì)的百分比，便可 有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器絕緣診斷的目的。而典型的油中溶解性 氣體，包括有c2h6、co、h2、c2h4、ch4及c2h2,均是在通 常應(yīng)用于驗(yàn)證分析的特征氣體。在具體的檢

13、測(cè)出各項(xiàng)氣體的 成分與其含量后，借助特征氣體方法及比值法等手段來(lái)有效 辨別變壓器的內(nèi)部故障5。(圖1)2.2局部放電的在線檢測(cè)技術(shù)一般情況下，變壓器運(yùn) 轉(zhuǎn)的內(nèi)部在出現(xiàn)故障或操作條件不適時(shí)，會(huì)導(dǎo)致局部放電 (pd)o經(jīng)大量的實(shí)踐研究表明，pd的應(yīng)用水平及其增長(zhǎng)速 率若出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)化，可認(rèn)為變壓器的內(nèi)部發(fā)生的轉(zhuǎn)化及反 饋至絕緣中，因一些缺陷導(dǎo)致的固體絕緣空洞、氣泡及金屬 粒子等。而變壓器若在內(nèi)部發(fā)生故障及運(yùn)轉(zhuǎn)不通暢時(shí)，將會(huì)從局 部場(chǎng)強(qiáng)的過高度量引發(fā)局部放電。其放電的水平與增長(zhǎng)率如 果顯示明顯的變化，則表明所指示的變壓器內(nèi)部可能正在出 現(xiàn)變化。但若變壓器在正常、順利的運(yùn)行時(shí)，會(huì)因電網(wǎng)的影 響，導(dǎo)致內(nèi)

14、部的局部放電很難被驗(yàn)查到，這就需在其內(nèi)部裝 置傳感器實(shí)施檢測(cè)。傳感器裝置原理一般是借助變壓器的繞組運(yùn)行在特定 的頻率范圍內(nèi)顯現(xiàn)的等值電路特征，被導(dǎo)出的變壓器繞組在 其內(nèi)部激發(fā)局部放電時(shí)，其首末端的電壓比值及放電點(diǎn)關(guān) 系，檢測(cè)出故障點(diǎn)的位置。而變壓器得局部放電實(shí)施在線測(cè) 量及定位時(shí)，需收集每一項(xiàng)繞組的首末端信號(hào)實(shí)施放大、濾 波與數(shù)據(jù)處理。應(yīng)用多路的模擬開關(guān)準(zhǔn)確的接入接口的電 路，借助單片機(jī)實(shí)施控制及運(yùn)行數(shù)據(jù)的處理，可實(shí)行依次測(cè) 量定位其每個(gè)實(shí)施操作的變壓器繞組中。2.3紅外線測(cè)溫技術(shù)的運(yùn)用紅外線測(cè)溫技術(shù)是借助紅 外線探測(cè)器全面的感應(yīng)檢測(cè)目標(biāo)的紅外輻射訊息，通過放大 處理手段，進(jìn)而反饋為標(biāo)準(zhǔn)化的視

15、頻信號(hào)，再借助電視屏及 相對(duì)應(yīng)的監(jiān)視器等介質(zhì)顯示出紅外線熱的像圖。若變壓器出 現(xiàn)接觸不良或過負(fù)荷操作的現(xiàn)象，均會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電的局部回路 顯示過熱，其鐵芯的多點(diǎn)接地也會(huì)致使鐵芯出現(xiàn)過熱的現(xiàn) 象。2.4其他監(jiān)測(cè)措施的運(yùn)用低壓脈沖測(cè)試也可作為一項(xiàng) 實(shí)用、有效的變壓器實(shí)時(shí)狀態(tài)的探測(cè)方案，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證已應(yīng) 用在檢測(cè)變壓器能否通過短路試驗(yàn)的有效措施。另外，電路 繞組間運(yùn)行的漏感測(cè)試、絕緣電阻驗(yàn)測(cè)及油的相對(duì)性濕度檢 測(cè)等也可作為變壓器狀態(tài)的監(jiān)測(cè)實(shí)用方案。3結(jié)語(yǔ)變壓器作為電網(wǎng)中的關(guān)鍵性設(shè)備之一，穩(wěn)定運(yùn)行是設(shè)備 正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提條件。在實(shí)際的操作中存在著一些操作不當(dāng) 的現(xiàn)象，缺乏避雷及接地等多重防護(hù)裝置，引發(fā)了許多安全 隱患問題，導(dǎo)致故障的發(fā)生率居高不下。經(jīng)對(duì)變壓器的常見 故障與在線監(jiān)測(cè)各項(xiàng)技術(shù)的研究探索，采用在線監(jiān)測(cè)裝置在 技術(shù)經(jīng)濟(jì)上都有顯著的優(yōu)勢(shì)，既提高了變電站運(yùn)行的管理水 平，又可為從預(yù)防性維修體系過渡到預(yù)知性維修體系奠定基 礎(chǔ)。因此，變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)及故障診斷技術(shù)的 研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。隨著各種技術(shù)的不斷 發(fā)展和更新，變壓器在線檢測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確性，靈敏性和快速 性將會(huì)得到很大的發(fā)展，診斷技術(shù)將會(huì)朝著智能化和自動(dòng)化 的方向發(fā)展，變壓器在線檢測(cè)技術(shù)將會(huì)推動(dòng)電力事業(yè)向前發(fā) 展。參考文獻(xiàn)：1 黃海