發(fā)電廠變壓器事故預(yù)想

1、短路故障變壓器短路故障主要指變壓器出口短路，以及內(nèi)部引線或繞組間對地短路、及相與 相之間發(fā)生的短路而導(dǎo)致的故障。1 短路電流引起絕緣過熱故障變壓器突發(fā)短路時，其高、低壓繞組可能同時通過為額定值數(shù)十倍的短路電流，它 將產(chǎn)生很大的熱量，使變壓器嚴(yán)重發(fā)熱。當(dāng)變壓器承受短路電流的能力不夠，熱穩(wěn)定性 差，會使變壓器絕緣材料嚴(yán)重受損，而形成變壓器擊穿及損毀事故。2 短路電動力引起繞組變形故障變壓器受短路沖擊時，如果短路電流小，繼電保護正確動作，繞組變形將是輕微的； 如果短路電流大，繼電保護延時動作甚至拒動，變形將會很嚴(yán)重，甚至造成繞組損壞。 對于輕微的變形，如果不及時檢修，恢復(fù)墊塊位置，緊固繞組的壓釘及鐵

2、軛的拉板、拉 桿，加強引線的夾緊力，在多次短路沖擊后，由于累積效應(yīng)也會使變壓器損壞。因此診 斷繞組變形程度、制訂合理的變壓器檢修周期是提高變壓器抗短路能力的一項重要措 施。放電故障根據(jù)放電的能量密度的大小，變壓器的放電故障常分為局部放電、火花放電和高能 量放電三種類型。一、放電故障對變壓器絕緣的影響放電對絕緣有兩種破壞作用：一種是由于放電質(zhì)點直接轟擊絕緣，使局部絕緣受到 破壞并逐步擴大，使絕緣擊穿。另一種是放電產(chǎn)生的熱、臭氧、氧化氮等活性氣體的化 學(xué)作用，使局部絕緣受到腐蝕，介質(zhì)損耗增大，最后導(dǎo)致熱擊穿。(1) 絕緣材料電老化是放電故障的主要形式。1) 局部放電引起絕緣材料中化學(xué)鍵的分離、裂解

3、和分子結(jié)構(gòu)的破壞。2) 放電點熱效應(yīng)引起絕緣的熱裂解或促進氧化裂解，增大了介質(zhì)的電導(dǎo)和損耗產(chǎn)生 惡性循環(huán)，加速老化過程。3) 放電過程生成的臭氧、氮氧化物遇到水分生成硝酸化學(xué)反應(yīng)腐蝕絕緣體，導(dǎo)致絕 緣性能劣化。4) 放電過程的高能輻射，使絕緣材料變脆。5) 放電時產(chǎn)生的高壓氣體引起絕緣體開裂，并形成新的放電點，(2) 固體絕緣的電老化。 固體絕緣的電老化的形成和發(fā)展是樹枝狀， 在電場集中處產(chǎn) 生放電，引發(fā)樹枝狀放電痕跡，并逐步發(fā)展導(dǎo)致絕緣擊穿。(3) 液體浸漬絕緣的電老化。 如局部放電一般先發(fā)生在固體或油內(nèi)的小氣泡中， 而放 電過程又使油分解產(chǎn)生氣體并被油部分吸收，如產(chǎn)氣速率高，氣泡將擴大、增

4、多，使放 電增強，同時放電產(chǎn)生的 X 蠟沉積在固體絕緣上使散熱困難、放電增強、出現(xiàn)過熱， 促使固體絕緣損壞。二、放電故障的類型與特征1 變壓器局部放電故障在電壓的作用下， 絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氣隙、 油膜或?qū)w的邊緣發(fā)生非貫穿性的放電現(xiàn) 稱為局部放電。局部放電剛開始時是一種低能量的放電， 變壓器內(nèi)部出現(xiàn)這種放電時， 情況比較復(fù) 雜，根據(jù)絕緣介質(zhì)的不同，可將局部放電分為氣泡局部放電和油中局部放電；根據(jù)絕緣 部位來分，有固體絕緣中空穴、電極尖端、油角間隙、油與絕緣紙板中的油隙和油中沿 固體絕緣表面等處的局部放電。(1) 局部放電的原因。1) 當(dāng)油中存在氣泡或固體絕緣材料中存在空穴或空腔，由于氣體的介電常

5、數(shù)小，在 交流電壓下所承受的場強高， 但其耐壓強度卻低于油和紙絕緣材料，在氣隙中容易首先 引起放電。2) 外界環(huán)境條件的影響。如油處理不徹底下降使油中析出氣泡等，都會引起放電。3) 由尋：制造質(zhì)量不良。如某些部位有尖角高而出現(xiàn)放電。帶進氣泡、雜物和水分， 或因外界氣溫漆瘤等，它們承受的電場強度較4) 金屬部件或?qū)щ婓w之間接觸不良而引起的放電。局部放電的能量密度雖不大，但 若進一步發(fā)展將會形成放電的惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致設(shè)備的擊穿或損壞， 而引起嚴(yán)重的事 故。(2) 放電產(chǎn)生氣體的特征。 放電產(chǎn)生的氣體， 由于放電能量不同而有所不同。如放電 能量密度在 10-9C 以下時，一般總烴不高，主要成分是氫

6、氣，其次是甲烷，氫氣占?xì)錈N 總量的日80 % 90 %;當(dāng)放電能量密度為 10 -810 -7'C時，則氫氣相應(yīng)降低，而 出現(xiàn)乙炔，但乙炔這時在總烴中所占的比例常不到2 ，這是局部放電區(qū)別于其他放電現(xiàn)象的主要標(biāo)志。隨著變壓器故障診斷技術(shù)的發(fā)展， 人們越來越認(rèn)識到，局部放電是變壓器諸多有機 絕緣材料故障和事故的根源， 因而該技術(shù)得到了迅速發(fā)展，出現(xiàn)了多種測量方法和試驗 裝置，亦有離線測量的。(3) 測量局部放電的方法1) 電測法。利用示波器、局部放電儀或無線電干擾儀，查找放電的波形或無線電干 擾程度。電測法的靈敏度較高，測到的是視在放電量，分辨率可達(dá)幾皮庫。2) 超聲測法。利用檢測放電中

7、出現(xiàn)的超聲波，并將聲波變換為電信號，錄在磁帶上 進行分析。超聲測法的靈敏度較低， 大約幾千皮庫， 它的優(yōu)點是抗干擾性能好， 且可“定 位”。有的利用電信號和聲信號的傳遞時間差異，可以估計探測點到放電點的距離。3) 化學(xué)測法。檢測溶解油內(nèi)各種氣體的含量及增減變化規(guī)律。此法在運行監(jiān)測上十 分適用，簡稱 “色譜分析 ”?；瘜W(xué)測法對局部過熱或電弧放電很靈敏，但對局部放電靈敏 度不高。而且重要的是觀察其趨勢，例如幾天測一次，就可發(fā)現(xiàn)油中含氣的組成、比例 以及數(shù)量的變化，從而判定有無局部放電或局部過熱。2 變壓器火花放電故障發(fā)生火花放電時放電能量密度大于 10 6C 的數(shù)量級。(1) 懸浮電位引起火花放電

8、。 高壓電力設(shè)備中某金屬部件，由于結(jié)構(gòu)上原因，或運輸 過程和運行中造成接觸不良而斷開，處于高壓與低壓電極間并按其阻抗形成分壓， 而在 這一金屬部件上產(chǎn)生的對地電位稱為懸浮電位。具有懸浮電位的物體附近的場強較集 中，往往會逐漸燒壞周圍固體介質(zhì)或使之炭化，也會使絕緣油在懸浮電位作用下分解出 大量特征氣體， 從而使絕緣油色譜分析結(jié)果超標(biāo)。 懸浮放電可能發(fā)生于變壓器內(nèi)處于高 電位的金屬部件，如調(diào)壓繞組，當(dāng)有載分接開關(guān)轉(zhuǎn)換極性時的短暫電位懸??；套管均壓 球和無載分接開關(guān)撥釵等電位懸浮。處于地電位的部件， 如硅鋼片磁屏蔽和各種緊固用 金屬螺栓等， 與地的連接松動脫落， 導(dǎo)致懸浮電位放電。 變壓器高壓套管端

9、部接觸不良， 也會形成懸浮電位而引起火花放電。(2) 油中雜質(zhì)引起火花放電。變壓器發(fā)生火花放電故障的主要原因是油中雜質(zhì)的影 響。雜質(zhì)由水分、纖維質(zhì) (主要是受潮的纖維 )等構(gòu)成。水的介電常數(shù) e 約為變壓器油的 40 倍，在電場中，雜質(zhì)首先極化，被吸引向電場強度最強的地方，即電極附近，并按 電力線方向排列。于是在電極附近形成了雜質(zhì) “小橋 ”，如圖 13 所示。如果極間距離 大、雜質(zhì)少，只能形成斷續(xù) “小橋 ”，如圖 1 3(a) 所示。 “小橋”的導(dǎo)電率和介電常數(shù)都 比變壓器油大，從電磁場原理得知，由于 “小橋 ”的存在，會畸變油中的電場。因為纖維 的介電常數(shù)大， 使纖維端部油中的電場加強，

10、 于是放電首先從這部分油中開始發(fā)生和發(fā) 展，油在高場強下游離而分解出氣體，使氣泡增大，游離又增強。而后逐漸發(fā)展，使整 個油間隙在氣體通道中發(fā)生火花放電，所以，火花放電可能在較低的電壓下發(fā)生。(3) 火花放電的影響。一般來說，火花放電不致很快引起絕緣擊穿，主要反映在油 色普分析異常、局部放電量增加或輕瓦斯動作，比較容易被發(fā)現(xiàn)和處理，但對其發(fā)展程 度應(yīng)引起足夠的認(rèn)識和注意。3變壓器電弧放電故障電弧放電是高能量放電， 常以繞組匝層間絕緣擊穿為多見， 其次為引線斷裂或?qū)Φ?閃絡(luò)和分接開關(guān)飛弧等故障。(1) 電弧放電的影響。電弧放電故障由于放電能量密度大，產(chǎn)氣急劇，常以電子崩形 e 沖擊電介質(zhì)，使絕緣紙

11、穿孔、燒焦或炭化，使金屬材料變形或熔化燒毀，嚴(yán)重時會 造成 I 備燒損，甚至發(fā)生爆炸事故，這種事故一般事先難以預(yù)測，也無明顯預(yù)兆，常以 突發(fā)的形式暴露出來。(2) 電弧放電的氣體特征。出現(xiàn)電弧放電故障后，氣體繼電器中的H2 和 C2H2 等組分常高達(dá)幾千 UL/L ，變壓器油亦炭化而變黑。 油中特征氣體的主要成分是 H2 和 C2 H2， 其次 C2H6 和 CH 4。當(dāng)放電故障涉及到固體絕緣時，除了上述氣體外，還會產(chǎn)生CO 和CO2。綜上所述， 三種放電的形式既有區(qū)別又有一定的聯(lián)系，區(qū)別是指放電能級和產(chǎn)氣組 分，聯(lián)系是指局部放電是其他兩種放電的前兆， 而后者又是前者發(fā)展后的一種必然結(jié)果。 由

12、于變壓器內(nèi)出現(xiàn)的故障，常處于逐步發(fā)展的狀態(tài)，同時大多不是單一類型的故障，往 往是 種類型伴隨著另一種類型，或幾種類型同時出現(xiàn)，因此，更需要認(rèn)真分析，具體 對待絕緣故障目前應(yīng)用最廣泛的電力變壓器是油浸變壓器和干式樹脂變壓器兩種， 電力變壓器的 絕緣即是變壓器絕緣材料組成的絕緣系統(tǒng)，它是變壓器正常工作和運行的基本條件，變 壓器的使用壽命是由絕緣材料 ( 即油紙或樹脂等 ) 的壽命所決定的。實踐證明，大多變壓 器的損壞和故障都是因絕緣系統(tǒng)的損壞而造成。據(jù)統(tǒng)計， 因各種類型的絕緣故障形成的 事故約占全部變壓器事故的 85 以上。對正常運行及注意進行維修管理的變壓器，其 絕緣材料具有很長的使用壽命。 國

13、外根據(jù)理論計算及實驗研究表明，當(dāng)小型油浸配電變 壓器的實際溫度持續(xù)在 95 C時，理論壽命將可達(dá)400年。設(shè)計和現(xiàn)場運行的經(jīng)驗說明， 維護得好的變壓器，實際壽命能達(dá)到5070年：而按制造廠的設(shè)計要求和技術(shù)指標(biāo)，一般把變壓器的預(yù)期壽命定為 20 一 40 年。因此，保護變壓器的正常運行和加強對絕 緣系統(tǒng)的合理維護， 很大程度上可以保證變壓器具有相對較長的使用壽命， 而預(yù)防性和 預(yù)知性維護是提高變壓器使用壽命和提高供電可靠性的關(guān)鍵。油浸變壓器中，主要的絕緣材料是絕緣油及固體絕緣材料絕緣紙、紙板和木塊等c所謂變壓器絕緣的老化， 就是這些材料受環(huán)境因素的影響發(fā)生分解，降低或喪失了絕緣 強度。1 固體紙

14、絕緣故障固體紙絕緣是油浸變壓器絕緣的主要部分之一，包括：絕緣紙、絕緣板、絕緣墊、絕緣卷、絕緣綁扎帶等，其主要成分是纖維素，化學(xué)表達(dá)式為(C6H10O6R，式中n為聚合度。一般新紙的聚合度為 1300 左右，當(dāng)下降至 250 左右，其機械強度已下降了 一半以上，極度老化致使壽命終止的聚合度為 150 200。絕緣紙老化后，其聚合度和 抗張強度將逐漸降低，并生成水、CO、CO2，其次還有糠醛(咲喃甲醛)。這些老化產(chǎn) 物大都對電氣設(shè)備有害，會使絕緣紙的擊穿電壓和體積電阻率降低、介損增大、抗拉強度下降，甚致腐蝕設(shè)備中的金屬材料。固體絕緣具有不可逆轉(zhuǎn)的老化特性，其機械和電氣強度的老化降低都是不能恢復(fù)的。

15、變壓器的壽命主要取決于絕緣材料的壽命，因此油 浸變壓器固體絕緣材料， 應(yīng)既具有良好的電絕緣性能和機械特性，而且長年累月的運行 后，其性能下降較慢，即老化特性好。（1）紙纖維材料的性能。 絕緣紙纖維材料是油浸變壓器中最主要的絕緣組件材料， 紙 纖維是植物的基本固體組織成分， 組成物質(zhì)分子的原子中有帶正電的原子核和圍繞原子 核運行的帶負(fù)電的電子， 與金屬導(dǎo)體不同的是絕緣材料中幾乎沒有自由電子，絕緣體中 極小的電導(dǎo)電流主要來自離子電導(dǎo)。纖維素由碳、氫和氧組成，這樣由于纖維素分子結(jié) 構(gòu)中存在氫氧根，便存在形成水的潛在可能，使紙纖維有含水的特性。此外，這些氫氧 根可認(rèn)為是被各種極性分子 （如酸和水 ）

16、包圍著的中心，它們以氫鍵相結(jié)合，使得纖維易 受破壞：同時纖維中往往含有一定比例 （約 7左右 ）的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)中包括一定量的 水分，因纖維呈膠體性質(zhì)， 使這些水分尚不能完全除去。 這樣也就影響了紙纖維的性能。極性的纖維不但易于吸潮（水分使強極性介質(zhì)），而且當(dāng)紙纖維吸水時，使氫氧根 之間的相互作用力變?nèi)酰诶w維結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的條件下機械強度急劇變壞，因此，紙絕緣 部件一般要經(jīng)過干燥或真空子燥處理和浸油或絕緣漆后才能使用， 浸漆的目的是使纖維 保持潤濕保證其有較高的絕緣和化學(xué)穩(wěn)定性及具有較高的機械強度。同時，紙被漆密 封后，可減少紙對水分的吸收，阻止材料氧化，還町填充空隙，以減小可能影響絕緣性 能、

17、造成局部放電和電擊穿的氣泡。但也有的認(rèn)為浸漆后再浸油，可能有些漆會慢慢溶 人油內(nèi)，影響油的性能，對這類油漆的應(yīng)用應(yīng)充分子以注意。當(dāng)然， 不同成分纖維材料的性質(zhì)及相同成分纖維材料的不同品質(zhì)，其影響大小及性能也不同，如棉花中纖維成分最高，大麻中纖維最結(jié)實，某些進口絕緣紙板由于其處理 加工好， 使性能明顯優(yōu)于國產(chǎn)某些材質(zhì)的紙板等。 變壓器大多絕緣材料都是用各種型式 的紙 （如紙帶、紙板、紙的壓力成型件等 ）作絕緣的。因此在變壓器制造和檢修中選擇好 纖原料的絕緣紙材料是非常重要的。纖維紙的特殊優(yōu)點是實用性強、價格低、使用加工 方便，在溫度不高時成型和處理簡單靈活，且重量輕，強度適中，易吸收浸漬材料（

18、如絕緣漆、變壓器油等 ） 。（2）紙絕緣材料的機械強度。油浸變壓器選擇紙絕緣材料最重要的因素除紙的纖維 成分、 密度、滲透性和均勻性以外， 還包括機械強度的要求， 包括耐張強度、 沖壓強度、 撕裂強度和堅韌性：1）耐張強度：要求紙纖維受到拉伸負(fù)荷時，具有能耐受而不被拉斷的最大應(yīng)力2）沖壓強度：要求紙纖維具有耐受壓力而不被折斷的能力的量度。3）撕裂強度：要求紙纖維發(fā)生撕裂所需的力符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。4）堅韌性：是紙折疊或紙板彎曲時的強度能滿足相應(yīng)要求。判斷固體絕緣性能可以設(shè)法取樣測量紙或紙板的聚合度， 或利用高效液相色譜分析 技測量油中糠醛含量， 以便于分析變壓器內(nèi)部存在故障時，是否涉及固體絕緣或是否

19、存在引起線圈絕緣局部老化的低溫過熱， 或判斷固體絕緣的老化程度。對紙纖維絕緣材料 在運行及維護中，應(yīng)注意控制變壓器額定負(fù)荷，要求運行環(huán)境空氣流通、散熱條件好， 防止變壓器溫升超標(biāo)和箱體缺油。還要防止油質(zhì)污染、劣化等造成纖維的加速老化，而 損害變壓器的絕緣性能、使用壽命和安全運行。(3) 紙纖維材料的劣化。主要包括三個方面：1) 纖維脆裂。當(dāng)過度受熱使水分從纖維材料中脫離，更會加速纖維材料脆化。由于 紙材脆化剝落，在機械振動、電動應(yīng)力、操作波等沖擊力的影響下可能產(chǎn)生絕緣故障而 形成電氣事故。2) 纖維材料機械強度下降。纖維材料的機械強度隨受熱時間的延長而下降，當(dāng)變壓 器發(fā)熱造成絕緣材料水分再次排

20、出時， 絕緣電阻的數(shù)值可能會變高，但其機械強度將會 大大下降，絕緣紙材將不能抵御短路電流或沖擊負(fù)荷等機械力的影響。3) 纖維材料本身的收縮。纖維材料在脆化后收縮，使夾緊力降低，可能造成收縮移 動，使變壓器繞組在電磁振動或沖擊電壓下移位摩擦而損傷絕緣。2 液體油絕緣故障液體絕緣的油浸變壓器是 1887 年由美國科學(xué)家湯姆遜發(fā)明的， 1892 年被美國通 用電氣公司等推廣應(yīng)用于電力變壓器， 這里所指的液體絕緣即是變壓器油絕緣。油浸變 壓器的特點：大大提高了電氣絕緣強度，縮短了絕緣距離，減小了設(shè)備的體積；大 大提高了變壓器的有效熱傳遞和散熱效果，提高了導(dǎo)線中允許的電流密度， 減輕了設(shè)備 重量， 它是

21、將運行變壓器器身的熱量通過變壓器油的熱循環(huán)，傳遞到變壓器外殼和散熱 器進行散熱，從而提高了有效的冷卻降溫水平；由于油浸密封而降低了變壓器內(nèi)部某 些零部件和組件的氧化程度，延長了使用壽命。(1) 變壓器油的性能。 運行中的變壓器油除必須具有穩(wěn)定優(yōu)良的絕緣性能和導(dǎo)熱性 能(2) 變壓器油劣化的原因。變壓器油質(zhì)變壞，按輕重程度可分為污染和劣化兩個階段。污染是油中混入水分和雜質(zhì)，這些不是油氧化的產(chǎn)物，污染油的絕緣性能會變壞， 擊穿電場強度降低，介質(zhì)損失角增大。劣化是油氧化后的結(jié)果， 當(dāng)然這種氧化并不僅指純凈油中烴類的氧化， 而是存在于 油中雜質(zhì)將加速氧化過程，特別是銅、鐵、鋁金屬粉屑等。氧來源于變壓器

22、內(nèi)的空氣， 即使在全密封的變壓器內(nèi)部仍有容積為 025 左右的 氧存在，氧的溶解度較高，因此在油中溶解的氣體中占有較高的比率。變壓器油氧化時，作為催化劑的水分及加速劑的熱量，使變壓器油生成油泥，其影 響主要表現(xiàn)在：在電場的作用下沉淀物粒子大；雜質(zhì)沉淀集中在電場最強的區(qū)域，對變壓器的絕緣形成導(dǎo)電的 “橋 ”；沉淀物并不均勻而是形成分離的細(xì)長條，同時可能按電力 線方向排列，這樣無疑妨礙了散熱，加速了絕緣材料老化，并導(dǎo)致絕緣電阻降低和絕緣 水平下降。(3) 變壓器油劣化的過程。油在劣化過程中主要階段的生成物有過氧化物、酸類、醇類、酮類和油泥。早期劣化階段。 油中生成的過氧化物與絕緣纖維材料反應(yīng)生成氧

23、化纖維素，使絕緣 纖維機械強度變差，造成脆化和絕緣收縮。生成的酸類是一種粘液狀的脂肪酸，盡管腐 蝕性沒有礦物酸那么強，但其增長速率及對有機絕緣材料的影響是很大的。后期劣化階段。是生成油泥，當(dāng)酸侵蝕銅、鐵、絕緣漆等材料時，反應(yīng)生成油泥， 是一種粘稠而類似瀝青的聚合型導(dǎo)電物質(zhì)，它能適度溶解于油中，在電場的作用下生成 速度很快，粘附在絕緣材料或變壓器箱殼邊緣，沉積在油管及冷卻器散熱片等處，使變 壓器工作溫度升高，耐電強度下降。油的氧化過程是由兩個主要反應(yīng)條件構(gòu)成的， 其一是變壓器中酸價過高， 油呈酸性 其二是溶于油中的氧化物轉(zhuǎn)變成不溶于油的化合物，從而逐步使變壓器油質(zhì)劣化。(4) 變壓器油質(zhì)分析、判

24、斷利維護處理。1) 絕緣油變質(zhì)。包括它的物理和化學(xué)性能都發(fā)生變化，從而使其電性能變壞。通 過測試絕緣油的酸值、界面張力、汕泥析出、水溶性酸值等項目，可判斷是否屬于該類 缺陷，對絕緣油進行再生處理，可能消除油變質(zhì)的產(chǎn)物，但處理過程中也可能去掉了 天然抗氧劑。2) 絕緣油進水受潮，由于水是強極性物質(zhì)。在電場的作用下易電離分解，而增加 了絕緣油的電導(dǎo)電流，因此，微量的水分可使絕緣油介質(zhì)損耗顯著增加。通過測試絕緣 油的微水， 叮判斷是否屬于該類缺陷。 對絕緣油進行壓力式真空濾油， 一般能消除水分。3) 絕緣油感染微生物細(xì)菌。例如在主變壓器安裝或吊芯時，附在絕緣件表面的昆 蟲和安裝人員殘留的閂：漬等都有

25、可能攜帶細(xì)菌，從而感染了絕緣油：或者絕緣油本身 已感染微生物。主變壓器一般運行在40 80 C的環(huán)境下，非常有利于這些微生物的生 長、繁殖。由于微生物及其排泄物中的礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)的絕緣性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于絕緣油，從 而使得絕緣油介損升高。 這種缺陷采用現(xiàn)場循環(huán)處理的方法很難處理好，因為無論如何 處理，始終有一部分微生物殘留在絕緣固體上。處理后，短期內(nèi)主變壓器絕緣會有所恢 復(fù)，但由于主變壓器運行環(huán)境非常有利于微生物的生長、繁殖，這些殘留微生物還會逐 年生長繁殖，從而使某些主變壓器絕緣逐年下降；4) 含有極性物質(zhì)的醇酸樹脂絕緣漆溶解在油中。在電場的作用下，極性物質(zhì)會發(fā) 生偶極松弛極化，在交流極化過程中要消

26、耗能量，所以使油的介質(zhì)損耗上升。雖然絕緣 漆在出廠前經(jīng)過固化處理， 但仍可能存在處理不徹底的情況。 主變壓器運行一段時間后， 處理不徹底的絕緣漆逐漸溶解在油中， 使之絕緣性能逐漸下降。 該類缺陷發(fā)生的時間與 絕緣漆處理的徹底程度有關(guān)，通過一兩次吸附處理可取得一定的效果。5) 油中只混有水分和雜質(zhì)。這種污染情況并不改變油的基本性質(zhì)。對于水分可用 干燥的辦法加以排除； 對于雜質(zhì)可用過濾的辦法加以清除；油中的空氣可通過抽真空的 辦法加以排除。6) 兩種及兩種以上不同來源的絕緣汕混合使用。油的性質(zhì)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定；油的 比重相同、凝固溫度相同、粘度相同、閃點相近；且混合后油的安定度也符合要求。對 于混油

27、后劣化的油，由于油質(zhì)已變，產(chǎn)生了酸性物質(zhì)和油泥，閩此需用油再生的化學(xué)方 法將劣化產(chǎn)物分離出來，才能恢復(fù)其性質(zhì)。3 干式樹脂變壓器的絕緣與特性干式變壓器 ( 這里指環(huán)氧樹脂絕緣的變壓器 ) 主要使用在具有較高防火要求的場 所。如高層建筑、機場、油庫等。(1) 樹脂絕緣的類型。 環(huán)氧樹指絕緣的變壓器根據(jù)制造工藝特點可分為環(huán)氧石英砂 混合料真空澆注型、 環(huán)氧無堿玻璃纖維補強真空壓差澆注型和無堿玻璃纖維繞包浸漬型 三種。1) 環(huán)氧石英砂混合料真空澆注絕緣。這類變壓器是以石英砂為環(huán)氧樹脂的填充料， 將經(jīng)絕緣漆浸漬處理繞包好的線圈，放人線圈澆注模內(nèi)， 在真空條件下再用環(huán)氧樹脂與 石英砂的混合料滴灌澆注。由

28、于澆注工藝難以滿足質(zhì)量要求，如殘存的氣泡、混合料的 局部不均勻及可能導(dǎo)致局部熱應(yīng)力開裂等， 這樣絕緣的變壓器不宜用于濕熱環(huán)境和負(fù)荷 變化較大的區(qū)域。2) 環(huán)氧無堿玻璃纖維補強真空壓差澆注絕緣。環(huán)氧無堿玻璃纖維補強是用無堿玻 璃短纖維玻璃氈為繞組層間絕緣的外層繞包絕緣。 其最外層的絕緣繞包厚度一般為 1 3m 的薄絕緣，經(jīng)環(huán)氧樹脂澆注料配比進行混合，并在高真空下除去氣泡澆注，由于繞 包絕緣的厚度較薄，當(dāng)浸漬不良時易形成局部放電點，因此要求澆注料的混合要完全， 真空除氣泡要徹底， 并掌握好澆注料的低粘度和澆注速度，以保證澆注過程中對線包浸 漬的高質(zhì)量。3) 無堿玻璃纖維繞包浸漬絕緣。無堿玻璃纖維繞

29、包浸漬的變壓器是在繞制變壓器 線圈的同時， 完成線圈層間絕緣處理和線圈浸漬的，它不需要上述兩種方式浸漬過程中 的繞組成型模具， 但要求樹脂粘度小， 在線圈繞制和浸漬的過程中樹脂不應(yīng)殘留微小氣 泡。(2) 樹脂變壓器的絕緣特點及維護。樹脂變壓器的絕緣水平與油浸變壓器相差并不顯著，關(guān)鍵在于樹脂變壓器溫升和 局部放電這兩項指標(biāo)上。1) 樹脂變壓器的平均溫升水平比油浸變壓器高，因此，相應(yīng)要求絕緣材料耐熱的 等級更高， 但由于變壓器的平均溫升并不反映繞組中最熱點部位的溫度，當(dāng)絕緣材料的 耐熱等級僅按平均溫升選擇，或選配不當(dāng)，或樹脂變壓器長期過負(fù)荷運行，就會影響變 壓器的使用壽命。 由于變壓器測量的溫升往

30、往不能反映變壓器最熱點部位的溫度， 因此， 有條件時最好能在變壓器最大負(fù)荷運行下，用紅外測溫儀檢查樹脂變壓器的最熱點部 位，并有針對性地調(diào)整風(fēng)扇冷卻設(shè)備的方向和角度，控制變壓器局部溫升，保證變壓器 的安全運行。2) 樹脂變壓器局部放電量的大小與變壓器的電場分布、樹脂混合均勻度及是否殘 存氣泡或樹脂開裂等因素有關(guān)， 局部放電量的大小影響樹脂變壓器的性能、 質(zhì)量及使用 壽命。因此，對樹脂變壓器進行局部放電量的測量、驗收，是對其工藝、質(zhì)量的綜合考 核，在對樹脂變壓器交接驗收及大修后應(yīng)進行局部放電的測量試驗，并根據(jù)局部放電是 否變化，來評價其質(zhì)量和性能的穩(wěn)定性。隨著干式變壓器越來越廣泛的應(yīng)用，在選擇變

31、壓器的同時，應(yīng)對其工藝結(jié)構(gòu)、絕緣 設(shè)計、絕緣配置了解清楚，選擇生產(chǎn)工藝及質(zhì)量保證體系完善、生產(chǎn)管理嚴(yán)格，技術(shù)性 能可靠的產(chǎn)品， 確保變壓器的產(chǎn)品質(zhì)量和耐熱壽命，才能提高變壓器的安全運行和供電 可靠性。4 影響變壓器絕緣故障的主要因素影響變壓器絕緣性能的主要因素有：溫度、濕度、油保護方式和過電壓影響等。(1) 溫度的影響。電力變壓器為油、紙絕緣，在不同溫度下油、紙中含水量有著不 同的平衡關(guān)系曲線。一般情況下，溫度升高，紙內(nèi)水分要向泊中析出；反之，則紙要吸 收油中水分。因此，當(dāng)溫度較高時，變壓器內(nèi)絕緣油的微水含量較大；反之，微水含量 就小。溫度不同時， 使纖維素解環(huán)、 斷鏈并伴隨氣體產(chǎn)生的程度有所

32、不同。 在一定溫度下， CO和CO2的產(chǎn)生速度恒定，即油中CO和CO2氣體含量隨時間呈線性關(guān)系。 在溫度不 斷升高時，CO和CO2的產(chǎn)生速率往往呈指數(shù)規(guī)律增大。因此，油中CO和CO2的含量與絕緣紙熱老化有著直接的關(guān)系， 并可將含量變化作為密封變壓器中紙層有無異常的 判據(jù)之一。變壓器的壽命取決于絕緣的老化程度，而絕緣的老化又取決于運行的溫度。如油浸 變壓器在額定負(fù)載下，繞組平均溫升為65 C,最熱點溫升為78 C,若平均環(huán)境溫度為20C，則最熱點溫度為98 C；在這個溫度下，變壓器可運行 20 30年，若變壓器超 載運行，溫度升高，促使壽命縮短。國際電工委員會(1EC)認(rèn)為A級絕緣的變壓器在80

33、140C溫度范圍內(nèi)，溫度每 增加6C,變壓器絕緣有效壽命降低的速度就會增加一倍，這就是 6C法則，說明對熱 的限制已比過去認(rèn)可的 8C法則更為嚴(yán)格。(2) 濕度的影響。水分的存在將加速紙纖維素降解。因此， CO 和叫的產(chǎn)生與纖維 素材料的含水量也有關(guān)。當(dāng)濕度一定時，含水量越高，分解出的CO2越多。反之，含水量越低，分解出的 CO 就越多。絕緣油中的微量水分是影響絕緣特性的重要因素之一。絕緣油中微量水分的存在， 對絕緣介質(zhì)的電氣性能與理化性能都有極大的危害， 水分可導(dǎo)致絕緣油的火花放電電壓降低，介質(zhì)損耗因數(shù)tg8增大，促進絕緣油老化，絕緣性能劣化。而設(shè)備受潮，不僅導(dǎo) 致電力設(shè)備的運行可靠性和壽命

34、降低，更可能導(dǎo)致設(shè)備損壞甚至危及人身安全。0.04S.O5圖14水分對油火花放電電壓的影響圖1 5水分對油介質(zhì)損耗因數(shù)tg8的影響（3）油保護方式的影響。變壓器油中氧的作用會加速絕緣分解反應(yīng)，而含氧量與油 保護方式有關(guān)。另外，池保護方式不同，使CO和CO2在油中解和擴散狀況不同。如 C O的溶解小，使開放式變壓器 CO易擴散至油面空間，因此，開放式變壓器一般情況CO的體積分?jǐn)?shù)不大于300x10 -6。密封式變壓器，由于油面與空氣絕緣，使CO和CO2不易揮發(fā)，所以其含量較高。?運子徐T含水量（）圖1 6水分對油浸紙擊穿電壓的影響（4）過電壓的影響。1）暫態(tài)過電壓的影響。三相變壓器正常運行產(chǎn)生的相

35、、地間電壓是相間電壓的58 %，但發(fā)生單相故障時主絕緣的電壓對中性點接地系統(tǒng)將增加30 %,對中性點不接地系統(tǒng)將增加73 %，因而可能損傷絕緣。2）雷電過電壓的影響。雷電過電壓由于波頭陡，引起縱絕緣（匝問、并間、絕緣）上電壓分布很不均勻，可能在絕緣上留下放電痕跡，從而使固體絕緣受到破壞。3) 操作過電壓的影響。由于操作過電壓的波頭相當(dāng)平緩，所以電壓分布近似線性， 操作過電壓波由一個繞組轉(zhuǎn)移到另一個繞組上時， 約與這兩個繞組間的匝數(shù)成正比，從 而容易造成主絕緣或相間絕緣的劣化和損壞。(5) 短路電動力的影響。 出口短路時的電動力可能會使變壓器繞組變形、 引線移位， 從而改變了原有的絕緣距離，使絕

36、緣發(fā)熱，加速老化或受到損傷造成放電、拉弧及短路 故障。綜上所述， 掌握電力變壓器的絕緣性能及合理的運行維護， 直接影響到變壓器的安 全運行、使用壽命和供電可靠性，電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要而關(guān)鍵的主設(shè)備，作為 變壓器的運行維護人員和管理者必須了解和掌握電力變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)、材料性能、工 藝質(zhì)量、維護方法及科學(xué)的診斷技術(shù)，并進行優(yōu)化合理的運行管理，才能保證電力變壓 器的使用效率、壽命和供電可靠性。變壓器事故處理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，同時還裝 設(shè)了必要的繼電保護裝置。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

37、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 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)確地進行處理。(1) 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) 電壓互感器保險熔斷或二次開關(guān)掉閘時，將有關(guān)保護停用；6) 現(xiàn)場規(guī)程中明確規(guī)定的操作， 可無須

38、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、或保護裝置二次回路誤動造成，則變 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

39、造成的，則必須對變壓器進行內(nèi)部檢 查。主要應(yīng)進行絕緣電阻、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， 則需對變壓器進行吊芯檢查變壓器氣體保護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

40、斯繼電器內(nèi)氣體的多少，判明原因。1）非變壓器故障原因。如：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 ）；瓦斯保護二次回路故障 （如氣體繼電器接線盒進水、 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)將瓦斯保護投入跳閘回路，同時加強對變壓器的監(jiān)護，認(rèn)真觀察其 發(fā)展變化。（2）重瓦斯保護動作后的處理： 運行中的變壓器發(fā)生瓦斯保護動作跳閘， 或者瓦斯信 號和瓦斯跳閘同時動作， 則首先

41、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：變壓器瓦斯保護動作是一種內(nèi)部事故的前兆，或本身就是一次內(nèi)部事故。因此，對 這類變壓器的強送、試送、監(jiān)

42、督運行，都應(yīng)特別小心，事故原因未查明前不得強送。變壓器差動保護動作后的處理差動保護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 1000 0kVA 及以上的變壓器，要設(shè)置差動保護裝置。與瓦斯保護相同之處是這兩種保護動作 都比較靈敏、迅速，都是保護變壓器本身的主要保護。與瓦斯保護不同之處在于瓦斯保 護主要是反映變壓器內(nèi)部過熱引起油氣分離的故障，而差動保護則是反映變壓器內(nèi)部 ( 差動保護范圍內(nèi) ) 電氣方面的

43、故障。差動保護動作，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，如果差動保護動作引起斷路器跳閘，運行人員應(yīng)采取如下措1) 首先拉開變壓器各側(cè)閘刀，對變壓器本體進行認(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) 對變壓器差動保護區(qū)范圍的所有一次設(shè)備進行檢查， 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)在差動保護區(qū)內(nèi)有無異常。3) 對變壓器差動保護回路進行檢查，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阻。(2) 差動保護動作后的

44、處理。1) 經(jīng)過上述步驟檢查后，如確實判斷差動保護是由于外部原因，如保護誤碰、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)對變壓器進行更進一步的測量分析， 如測量直流電阻、 進行油的簡化分析、或油的色譜分析等，以確定故障性質(zhì)及差動保護動作的原因。3) 如果發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部故障的特征，則須進行吊芯檢查。4) 當(dāng)重瓦斯保護與差動保護同時動作開關(guān)跳閘，應(yīng)立即向調(diào)度員匯報，不得強送。5) 對差動保護回路進行檢查，防止誤動引起跳閘的可能。除上述變壓器兩種保護外還有定時限過電流保護、零序保護等。當(dāng)主變壓器由于定時限過電流保護動作跳閘時， 首先應(yīng)解除

45、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)保護裝置的動作情況，各信號繼電器有無掉牌， 各操作機構(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，則應(yīng)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 除故障母線后再試合閘送電，

46、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。變壓器有載調(diào)壓開關(guān)調(diào)壓操作時滑檔怎樣處理 現(xiàn)象：發(fā)生滑檔時，檔位指示不斷連續(xù)變化， 35KV 及 10KV 電壓表不停地擺動變化。（1）應(yīng)立即按下 “緊急分閘 ”按鈕，斷開調(diào)壓電動機的電源。（2）使用操作手柄進行手搖調(diào)壓操作，調(diào)到調(diào)度要求的檔位。（3）手動調(diào)壓后，應(yīng)仔細(xì)傾聽調(diào)壓裝置內(nèi)部有無異音，若有異常聲音，應(yīng)立即向調(diào)度 及分局有關(guān)部門匯報，看是否立即將主變停電檢修。（4）若手調(diào)后正常，應(yīng)將有載調(diào)壓電動操作機構(gòu)的故障情況向有

47、關(guān)部門匯報，并要求 派人檢修。（5）將處理情況做好記錄。有載調(diào)壓操作輸出電壓不變化，怎樣判斷處理（1） 操作時，變壓器輸出電壓不變化，調(diào)壓指示燈亮， 分接開關(guān)檔位指示也不變化。 屬電動機空轉(zhuǎn)，而操作機構(gòu)未動作。處理：此情況多發(fā)生在檢修工作后，檢修人員忘記把水平蝸輪上的連接套裝上，使電動 機空轉(zhuǎn)?；蛞蝾l繁調(diào)壓操作，導(dǎo)致傳動部分連接插銷脫落，將連接套或插銷裝好即可繼 續(xù)操作。（2）操作時，變壓器輸出電壓不變化， 調(diào)壓指示燈不亮，分接開關(guān)的檔位指示也不變 化情況屬于無操作電源或控制回路不通處理：a、檢查調(diào)壓操作保險是否熔斷或接觸不良，如有問題處理后可繼續(xù)調(diào)壓操作。b、 無上述問題，應(yīng)再次操作，觀察接觸器動作與否，區(qū)分故障。c、若接觸器動作，電動機不轉(zhuǎn)，可能是接