變壓器故障診斷常識及方法

1、電力變壓器常見故障分析及處理一、常見故障分析1、內(nèi)部聲音異常正常運行的變壓器，會發(fā)出均勻的電磁交流聲，在變壓器運行不正常時，有 時會出現(xiàn)聲音異?；蚵曇舨痪鶆颉Ｔ斐稍摤F(xiàn)象的主要原因：變壓器過負(fù)荷運行時， 內(nèi)部會發(fā)出很沉重的聲音，在內(nèi)部零件發(fā)生松動的情況下，會有不均勻的強(qiáng)烈噪 聲發(fā)出。假如未夾緊鐵芯最外層硅鋼片，則會在運行時產(chǎn)生震動，發(fā)出噪音。此 外，變壓器發(fā)出異響還有可能是由于變壓器頂蓋螺絲松動所致。變壓器內(nèi)部過電壓時，會導(dǎo)致鐵芯接地線斷路，或一二次繞組對外殼閃絡(luò)， 在外殼及鐵芯感應(yīng)出高電壓，使變壓器內(nèi)部發(fā)出噪音。假如變壓器內(nèi)部發(fā)生擊穿 或者接觸不良，會由于放電而發(fā)出吱吱的聲音。若發(fā)生短路或接地

2、，將有較大的短路電流出現(xiàn)在變壓器繞組中，使其發(fā)出大且異常的聲音。若設(shè)備有可能產(chǎn)生諧 波，或?qū)⒋笕萘康挠秒娫O(shè)備接在變壓器負(fù)載上， 則易產(chǎn)生較大的啟動電流會使變 壓器發(fā)出異常噪音。2、瓦斯保護(hù)故障一種情況是發(fā)生了瓦斯保護(hù)信號動作。 瓦斯保護(hù)其動作靈敏可靠，變壓器內(nèi) 部大部分故障都可被瓦斯保護(hù)有效監(jiān)視。在瓦斯保護(hù)信號動作發(fā)生后，即可恢復(fù) 到正常音響信號，對變壓器的運行情況嚴(yán)密監(jiān)視。一般來講，有幾種原因可以引起瓦斯保護(hù)動作： 一是在變壓器進(jìn)行濾油或加 油時，沒有及時排出帶入變壓器內(nèi)部的空氣， 變壓器運行時油溫升高，逐漸排出 內(nèi)部空氣，引發(fā)瓦斯保護(hù)動作；二是變壓器發(fā)生穿越性短路，或者由于內(nèi)部故障 產(chǎn)生氣

3、體而引發(fā)瓦斯保護(hù)動作。當(dāng)發(fā)生瓦斯保護(hù)信號動作時，若檢查中未發(fā)現(xiàn)異常，就要立刻對瓦斯繼電器 中的氣體進(jìn)行收集，并分析試驗。 假如氣體不燃燒且無色無味，則可認(rèn)為變壓器 內(nèi)部被空氣侵入，這種情況下，變壓器是正常運行的，只需立即將瓦斯繼電器中 的氣體放出即可，同時注意觀察信號動作時間間隔是否越來越長， 直至不久消失。 假如氣體是可燃的，則可證明變壓器發(fā)生了內(nèi)部故障，應(yīng)將變壓器立刻停止運行， 并進(jìn)行電氣試驗，查找事故原因，送去檢修。另一種情況是發(fā)生了瓦斯保護(hù)動作與跳閘。發(fā)生此情況的原因有以下幾種： 首先是有嚴(yán)重故障發(fā)生在變壓器內(nèi)部；此外還有保護(hù)裝置二次回路發(fā)生了故障； 假如變壓器是大修后或者新近安裝投入

4、運行的， 有可能因為變壓器油中含有的空 氣過快分離而造成保護(hù)動作與跳閘；還有一種原因是由于變壓器內(nèi)的油位下降速 度過快而引起。在發(fā)生瓦斯保護(hù)動作與跳閘后，值班人員應(yīng)立即解除工作變壓器， 對其外部實施檢查。檢查其防爆門是否完整、是否有絕緣油噴濺現(xiàn)象、外殼是否 鼓起、油位是否正常等。然后分析收集的氣體，對變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)進(jìn)行鑒 定，檢修完畢，并經(jīng)試驗合格后，方可再次投運。3、自動跳閘故障發(fā)生自動跳閘故障時，應(yīng)進(jìn)行外部檢查，查明保護(hù)動作情況。假如在檢查之 后，確認(rèn)是由于人員誤動作或者外部故障， 而不是內(nèi)部故障引起的，則可越過內(nèi) 部檢查步驟，直接投入送電。假如發(fā)生的是差動保護(hù)動作，就應(yīng)徹底、全部檢

5、查 保護(hù)范圍內(nèi)的設(shè)備。還應(yīng)注意的是， 變壓器起火燃燒也是極其危險的事故， 變壓 器內(nèi)含有的不少物質(zhì)都具有可燃性， 不及時處理可能導(dǎo)致火災(zāi)擴(kuò)大，甚至發(fā)生爆 炸。以下一些因素可能導(dǎo)致變壓器著火：由于內(nèi)部故障致使變壓器散熱器或外殼 破裂，變壓器油燃燒著溢出；在油枕的壓力下，變壓器油流出并在變壓器頂蓋上 燃燒；變壓器套管的閃絡(luò)和破損等。這類事故發(fā)生時，變壓器會發(fā)生保護(hù)動作， 斷路器會斷開。若斷路器因故未斷開，貝嚅立即手動來完成，停止冷卻設(shè)備，拉 開電源的隔離開關(guān)，撲救火情。變壓器滅火應(yīng)用泡沫式滅火器， 火勢緊急時也可 用砂子滅火。4、繞組故障繞組故障主要包括接頭開焊、斷線、相間短路、繞組接地、匝間短路

6、等等。以下幾點原因引發(fā)了這些故障：（1）變壓器在檢修或制造時，損害了局部絕 緣，留下了后遺癥；（2）變壓器在運行中因長期過載或散熱不良，有雜物落入繞 組內(nèi)，使溫度長期過高，導(dǎo)致絕緣老化；（3）壓制不緊，制造工藝不良，變壓器 機(jī)械強(qiáng)度無法經(jīng)受短路沖擊，使絕緣損壞，繞組變形；（4）由于繞組受潮而導(dǎo)致絕緣膨脹堵塞油道，致使變壓器局部過熱；（5）絕緣油與空氣接觸面積過大，或 因混入水分而劣化，升高了油的酸價， 油面太低或者絕緣水平下降，使得繞組暴 露于空氣中，沒能盡快處理。變壓器繞組直流電阻的檢測是一項較為方便而有效的考核繞組縱絕緣和電 流回路連接狀況的試驗，它能夠反映繞組匝間短路、繞組斷股、分接開關(guān)

7、接觸狀態(tài)以及導(dǎo)線電阻的差異和接頭接觸不良等缺陷故障，也是判斷各相繞組直流電阻 是否平衡、調(diào)壓開關(guān)檔位是否正確的有效手段。繞組直流測電阻，需用大容量蓄電池或穩(wěn)流源通大電流測量。假如發(fā)生匝間短路，則表現(xiàn)為各相直流電阻不平衡，電源側(cè)電流略有增大， 變壓器過熱油溫增高，有時還發(fā)生油中有不停的冒泡聲。匝間短路輕微時，可引起瓦斯保護(hù)動作，而嚴(yán)重的匝間短路則可造成電源側(cè)的過流保護(hù)或者差動保護(hù)動 作。因為更嚴(yán)重的相間短路或單相接地等故障繞組常常會因匝間短路而引起，匝間短路發(fā)生時，應(yīng)盡快處理。5、油位過高或過低變壓器油位過低，假如油位低于變壓器上蓋，可能導(dǎo)致瓦斯保護(hù)誤動作，嚴(yán) 重時，甚至?xí)棺儔浩骶€圈或引線油面

8、露出，引發(fā)絕緣擊穿事故。油位過高，則 易引起溢油。產(chǎn)生油位過低的主要原因：溫度過低、檢修變壓器放油之后沒有及時補(bǔ)油， 長期漏油、滲油等。有多種因素影響變壓器油位的變化，如殼體滲油、冷卻裝置 運行狀況變化、周圍環(huán)境變化以及負(fù)荷變化等。正常運行時，變壓器油位應(yīng)在油位計的1/31/4之間。除漏油外，油位下 降或上升主要取決于油溫下降或上升。 變壓器油的體積直接受油溫變化影響， 導(dǎo) 致油標(biāo)的油面升降，所以，在裝油時，一定要結(jié)合當(dāng)?shù)貧鉁剡x擇注油的合適高度。 環(huán)境因素的變化與負(fù)荷的變化都是影響變壓器油溫的主要因素。6導(dǎo)電回路和調(diào)壓開關(guān)故障導(dǎo)電回路故障主要是引線接觸不良，線圈導(dǎo)線接頭焊接差以及虛焊等原因引起

9、。接頭連接不好，將引起發(fā)熱甚至燒斷，嚴(yán)重影響變壓器的正常運行和電網(wǎng)的 安全供電；變壓器的引出端頭都是銅制的，在屋外和潮濕的場所中，不能將鋁導(dǎo)體用螺栓與銅端頭連接。當(dāng)銅與鋁的接觸面間滲入含有溶解鹽的水分，即電解液在電耦的作用下，鋁被強(qiáng)烈電腐蝕， 觸頭很快遭到破壞，以致發(fā)熱甚至可能造成 重大事故。調(diào)壓開關(guān)故障主要是由于調(diào)壓開關(guān)主觸頭沒有到位，調(diào)壓開關(guān)抽頭引線松 動，調(diào)壓開關(guān)觸頭燒毛，調(diào)壓開關(guān)觸頭接觸壓力不夠；有載調(diào)壓開關(guān)中切換開關(guān) 接觸不良，切換開關(guān)觸頭燒毛，過渡電阻短線等引起的。二、變壓器常見事故的處理1、變壓器自行跳閘后的處理為了變壓器的安全運行及操作，變壓器高、中、低壓各側(cè)都裝有斷路器，同

10、時還裝設(shè)了必要的繼電保護(hù)裝置。 當(dāng)變壓器的斷路器自動跳閘后，運行人員應(yīng)立 即清楚、準(zhǔn)確地向值班調(diào)度員報告情況；不應(yīng)慌亂、匆忙或未經(jīng)慎重考慮即行處 理。待情況清晰后，要迅速詳細(xì)向調(diào)度員匯報事故發(fā)生的時間及現(xiàn)象、跳閘斷路器的名稱、編號、繼電保護(hù)和自動裝置的動作情況及表針擺動、頻率、電壓、潮 流的變化等。并在值班調(diào)度員的指揮下沉著、迅速、準(zhǔn)確地進(jìn)行處理。 為加速處理事故，限制事故的發(fā)展，消除事故的根源，并解除對人身和設(shè) 備安全的威脅，應(yīng)進(jìn)行下列操作：1）將直接對人員生命有威脅的設(shè)備停電；2）將已損壞的設(shè)備隔離；3）運行中的設(shè)備有受損傷的威脅時，應(yīng)停用或隔離4）站用電氣設(shè)備事故恢復(fù)電源；5）電壓互感器

11、保險熔斷或二次開關(guān)掉閘時，將有關(guān)保護(hù)停用；6）現(xiàn)場規(guī)程中明確規(guī)定的操作，可無須等待值班調(diào)度員命令，變電站當(dāng)值運 行人員可自行處理，但事后必須立即向值班調(diào)度員匯報。（2）改變運行方式使供電恢復(fù)正常，并查明變壓器自動跳閘的原因。1）如有備用變壓器，應(yīng)立即將其投入，以恢復(fù)向用戶供電，然后再查明故障 變壓器的跳閘原因。2）如無備用變壓器，則只有盡快根據(jù)掉牌指示，查明何種保護(hù)動作。在查明變壓器跳閘原因的同時，應(yīng)檢查有無明顯的異?，F(xiàn)象，如有無外部短 路、線路故障、過負(fù)荷、明顯的火光、怪聲、噴油等。如確實證明變壓器兩側(cè)斷 路器跳閘不是由于內(nèi)部故障引起，而是由于過負(fù)荷、外部短路、或保護(hù)裝置二次回路誤動造成，則

12、變壓器可不經(jīng)外部檢查重新投入運行。如果不能確定變壓器跳閘是由于上述外部原因造成的， 則必須對變壓器進(jìn)行 內(nèi)部檢查。主要應(yīng)進(jìn)行絕緣電阻、 直流電阻的檢查。經(jīng)檢查判斷變壓器無內(nèi)部故 障時，應(yīng)將瓦斯保護(hù)投入到跳閘位置，將變壓器重新合閘、整個過程，應(yīng)慎重行 事。如經(jīng)絕緣電阻、直流電阻檢查判斷變壓器有內(nèi)部故障， 則需對變壓器進(jìn)行吊 芯檢查。2、變壓器氣體保護(hù)動作后的處理變壓器運行中如發(fā)生局部發(fā)熱，在很多情況下，沒有表現(xiàn)為電氣方面的異常， 而首先表現(xiàn)出的是油氣分解的異常， 即油在局部高溫作用下分解為氣體， 逐漸集 聚在變壓器頂蓋上端及瓦斯繼電器內(nèi)。區(qū)別氣體產(chǎn)；生的速度和產(chǎn)氣量的大小， 實際上是區(qū)別過熱故障

13、的大小。（1）輕瓦斯動作后的處理。輕瓦斯動作發(fā)出信號后，首先應(yīng)停止音響信號， 并檢查瓦斯繼電器內(nèi)氣體的多少，判明原因。1）非變壓器故障原因。女口：空氣侵入變壓器內(nèi)（濾油后）；油位降低到氣體繼 電器以下（浮子式氣體繼電器）或油位急劇降低（擋板式氣體繼電器）；瓦斯保護(hù)二 次回路故障（如氣體繼電器接線盒進(jìn)水、端子排或二次電纜短路等）。如確定為外 部原因引起的動作，則恢復(fù)信號后，變壓器可繼續(xù)運行。2）主變壓器故障原因。如果不能確定是由于外部原因引起瓦斯信號動作，同時又未發(fā)現(xiàn)其他異常，則應(yīng)將瓦斯保護(hù)投入跳閘回路，同時加強(qiáng)對變壓器的監(jiān)護(hù)， 認(rèn)真觀察其發(fā)展變化。（2）重瓦斯保護(hù)動作后的處理：運行中的變壓器發(fā)

14、生瓦斯保護(hù)動作跳閘，或 者瓦斯信號和瓦斯跳閘同時動作，則首先考慮該變壓器有內(nèi)部故障的可能。 對這 種變壓器的處理應(yīng)十分謹(jǐn)慎。故障變壓器內(nèi)產(chǎn)生的氣體是由于變壓器內(nèi)不同部位判明瓦斯繼電器內(nèi)氣體 的性質(zhì)、氣體集聚的數(shù)量及速度程度是至關(guān)重要的。不同的過熱形式造成的。因此，對判斷變壓器故障的性質(zhì)及嚴(yán)重程度是至關(guān)重要的。1）集聚的氣體是五色無臭且不可燃的，則瓦斯動作的原因是因油中分離出來的空氣引起的，此時可判定為屬于非變壓器故障原因，變壓器可繼續(xù)運行；，2）氣體是可燃的，則有極大可能是變壓器內(nèi)部故障所致。對這類變壓器，在 未經(jīng)檢查并試驗合格前，不允許投入運行：變壓器瓦斯保護(hù)動作是一種內(nèi)部事故的前兆，或本身

15、就是一次內(nèi)部事故。因此，對這類變壓器的強(qiáng)送、試送、監(jiān)督運行，都應(yīng)特別小心，事故原因未查明前 不得強(qiáng)送。3、變壓器差動保護(hù)動作后的處理差動保護(hù)是為了保證變壓器的安全可靠的運行，即當(dāng)變壓器本身發(fā)生電氣方面的故障（如層間、匝間短路）時盡快地將其退出運行，從而減少事故情況下變壓 器損壞的程度。規(guī)程規(guī)定，對容量較大的變壓器，如并列運行的6300kVA及以上、 單獨運行的10000kVA及以上的變壓器，要設(shè)置差動保護(hù)裝置。與瓦斯保護(hù)相同之 處是這兩種保護(hù)動作都比較靈敏、迅速， 都是保護(hù)變壓器本身的主要保護(hù)。 與瓦 斯保護(hù)不同之處在于瓦斯保護(hù)主要是反映變壓器內(nèi)部過熱引起油氣分離的故障， 而差動保護(hù)則是反映變

16、壓器內(nèi)部（差動保護(hù)范圍內(nèi)）電氣方面的故障。差動保護(hù)動 作，則變壓器兩側(cè)（三繞組變壓器則是三側(cè)）的斷路器同時跳閘。（1）運行中的變壓器，如果差動保護(hù)動作引起斷路器跳閘，運行人員應(yīng)采取 如下措施：1）首先拉開變壓器各側(cè)閘刀，對變壓器本體進(jìn)行認(rèn)真檢查，如油溫、油色、 防爆玻璃、瓷套管等，確定是否有明顯異常。2）對變壓器差動保護(hù)區(qū)范圍的所有一次設(shè)備進(jìn)行檢查， 即變壓器高壓側(cè)及低 壓側(cè)斷路器之間的所有設(shè)備、引線、 鋁母線等，以便發(fā)現(xiàn)在差動保護(hù)區(qū)內(nèi)有無異 常。3）對變壓器差動保護(hù)回路進(jìn)行檢查，看有無短路、擊穿以及有人誤碰等情況。4）對變壓器進(jìn)行外部測量，以判斷變壓器內(nèi)部有無故障。測量項目主要是搖 測絕緣電

17、阻。(2)差動保護(hù)動作后的處理。1) 經(jīng)過上述步驟檢查后，如確實判斷差動保護(hù)是由于外部原因，如保護(hù)誤碰、 穿越性故障引起誤動作等，則該變壓器可在重瓦斯保護(hù)投跳閘位置情況下試投。2) 如不能判斷為外部原因時，則應(yīng)對變壓器進(jìn)行更進(jìn)一步的測量分析， 如測 量直流電阻、進(jìn)行油的簡化分析、 或油的色譜分析等，以確定故障性質(zhì)及差動保 護(hù)動作的原因。3) 如果發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部故障的特征，則須進(jìn)行吊芯檢查。4) 當(dāng)重瓦斯保護(hù)與差動保護(hù)同時動作開關(guān)跳閘，應(yīng)立即向調(diào)度員匯報，不得強(qiáng)送。5) 對差動保護(hù)回路進(jìn)行檢查，防止誤動引起跳閘的可能。除上述變壓器兩種保護(hù)外還有定時限過電流保護(hù)、零序保護(hù)等。當(dāng)主變壓器由于定時限過電流

18、保護(hù)動作跳閘時，首先應(yīng)解除音響，然后詳細(xì)檢查有無越級跳閘的可能，即檢查各出線開關(guān)保護(hù)裝置的動作情況， 各信號繼電 器有無掉牌，各操作機(jī)構(gòu)有無卡死等現(xiàn)象。如查明是因某一出線故障引起的越級 跳閘，貝燉拉開出線開關(guān)，將變壓器投入運行，并恢復(fù)向其余各線路送電；如果 查不出是否越級跳閘，則應(yīng)將所有出線開關(guān)全部拉開，并檢查主變壓器其他側(cè)母 線及本體有無異常情況，若查不出明顯的故障，則變壓器可以空載試投送一次， 運行正常后再逐路恢復(fù)送電。當(dāng)在送某一路出線開關(guān)時，又出現(xiàn)越級跳主變壓器 開關(guān)，則應(yīng)將其停用，恢復(fù)主變壓器和其余出線的供電。若檢查中發(fā)現(xiàn)某側(cè)母線 有明顯故障征象，而主變壓器本體無明顯故障，則可切除故障

19、母線后再試合閘送 電，若檢查時發(fā)現(xiàn)主變壓器本體有明顯的故障征兆時，不允許合閘送電；應(yīng)匯報上級聽候處理。當(dāng)零序保護(hù)動作時， 一般是系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障而引起的， 事 故發(fā)生后，立即匯報調(diào)度聽候處理。4、變壓器著火事故處理變壓器著火，應(yīng)首先斷開電源，停用冷卻器，迅速使用滅火裝置。若油溢在 變壓器頂蓋上面著火，則應(yīng)打開下部油門放油至適當(dāng)油位； 若是變壓器內(nèi)部故障 而引起著火，則不能放油，以防變壓器發(fā)生嚴(yán)重爆炸的可能。一旦變壓器故障導(dǎo) 致著火事故，后果將十分嚴(yán)重，因此要高度警惕，作好各種情況下的事故預(yù)想， 提高應(yīng)付緊急狀態(tài)和突發(fā)事故下解決問題的應(yīng)變技能，將事故的影響降低到最小 的范圍。(1) 變壓器油著火的條件和特性絕緣油是石油分餾時的產(chǎn)物，主要成分是烷族和環(huán)烷族碳?xì)浠衔铩?用于電 氣設(shè)備的絕緣油的閃點不得低于135C，所以正常使用時不存在自燃及火燒的危 險性。因此，如果電氣故障發(fā)生在油浸部位，因電弧在油中不接觸空氣，不會立 即成為火焰，電弧能量完全為油所吸收， 一部分熱量使油溫升高，一部分熱量使 油分子分解，產(chǎn)生乙炔、乙烯等可燃性氣體，此氣體亦吸收電弧能量而體積膨脹， 因受外殼所限制，使壓力升