變壓器故障分析和診斷技術(shù)

1、最新資料推薦變壓器故障分析和診斷技術(shù)變壓器故障分析和診斷技術(shù) 變壓器是電力企業(yè)中的重要設(shè)備， 在電網(wǎng)中處于極為重要的地位，是保證電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和 人們生產(chǎn)生活用電的關(guān)鍵設(shè)備。由于變壓器長期處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，變壓器故障不可避免。進(jìn)行變壓器早期診斷，對保證變壓器安全運(yùn)行，防止變壓器故障 具有重要作用。一、變壓器的工作原理和組成 1.變壓器工作原理。變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來改變交流電壓的裝置，在電器設(shè)備和無線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗，安全隔離等。2. 變壓器的組成。主要包括初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）等構(gòu)件。二、變壓器故障運(yùn)行特征 變壓器的故障有內(nèi)部故障和外部故 障兩種。變壓

2、器的內(nèi)部故障從性質(zhì)上一般可以分為熱故障和電故障兩大 類。熱故障為變壓器內(nèi)部因散熱不暢形成的局部發(fā)熱過度，從而降低 或破壞繞組間絕緣，形成故障。電故障通常是變壓器內(nèi)部在高電壓場強(qiáng)作用下，造成絕緣擊穿放 電的現(xiàn)象。變壓器故障類型1.短路故障。變壓器的短路故障主要指變壓器高低壓進(jìn)出連接線，以及內(nèi)部繞 組間或繞組匝間及引線相間、匝間短路或?qū)Φ囟搪范鴮?dǎo)致的故障。2. 放電故障。一是因絕緣能力降低或損壞，造成放電點(diǎn)直接轟擊絕緣，使局部 絕緣損害逐漸擴(kuò)大，形成絕緣擊穿。二是因?yàn)榉烹姰a(chǎn)生熱能和化學(xué)作用，使局部絕緣加劇腐蝕破壞，介損增大，最后導(dǎo)致?lián)舸?. 絕緣故障。因絕緣老化，降低或喪失了絕緣強(qiáng)度，所造成的故

3、障。造成變壓器絕緣性能退化的主要影響因素有溫度、水分、過電壓等。4. 分接開關(guān)故障。無載分接開關(guān)的故障主要有電路故障、機(jī)械故障、結(jié)構(gòu)組合不合理、絕緣故障等。有載分接開關(guān)本體常見的故障有觸頭燒損、觸頭脫落、滑擋、油 箱滲油機(jī)運(yùn)行擋位與顯示擋位不對應(yīng)、 主軸扭斷、電氣和機(jī)械連接器 失靈等。5. 變壓器保護(hù)及誤動故障。為保護(hù)變壓器正常運(yùn)行，一般都裝設(shè)有相應(yīng)的保護(hù)裝置。如，為防止變壓器本體內(nèi)部故障產(chǎn)生的氣體和絕緣油面降低而設(shè)置的瓦斯保護(hù)；為防止變壓器繞組和引出線相間短路、 大接地電流系 統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路而設(shè)置的差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)。變壓器保護(hù)誤動常在差動保護(hù)和氣體保護(hù)上發(fā)

4、生，而這兩種保護(hù) 都是主變壓器的重要保護(hù)。三、電力變壓器繞組直流電阻檢測技術(shù) 變壓器繞組直流電阻的 檢測是一項(xiàng)很重要的試驗(yàn)項(xiàng)目，規(guī)程規(guī)定它是變壓器大修時、無載開 關(guān)調(diào)級后、變壓器出口短路后和預(yù)試時等必試項(xiàng)目。在變壓器的所有試驗(yàn)項(xiàng)目中是一項(xiàng)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(yàn)， 它能夠反映繞組匝間短路、繞組斷 股、分接開關(guān)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。長期以來，繞組直流電阻的測量一直被認(rèn)為是考查變壓器縱絕緣 的主要手段之一，有時甚至是判斷電流回路連接狀況的唯一辦法。從1、預(yù)試規(guī)程的試驗(yàn)

5、周期和要求 （1）試驗(yàn)周期。變壓器繞組直流電阻正常情況下，1-3年檢測一次。但有如下情況必須檢測：1 ）對無勵磁調(diào)壓變壓器變換分接位置后必須進(jìn)行檢測。2 ）有載調(diào)壓變壓器在分接開關(guān)檢修后必須對所有分接進(jìn)行檢測。3 ）變壓器大修后必須進(jìn)行檢測。4 ）必要時進(jìn)行檢測。如變壓器經(jīng)出口短路后必須進(jìn)行檢測。2 、直流電阻檢測與故障診斷實(shí)例(1)繞組斷肢故障的診斷某變壓器低壓側(cè)10kV線間直流電阻不平衡率為2.17%,超過1% 色譜分析。色譜分析結(jié)果該主變壓器 C2H2超標(biāo)，從0.2上升至7.23,說明 存在放電性故障。但從該主變壓器的檢修記錄中得知，在發(fā)現(xiàn)該變壓器C2H2變化前 曾補(bǔ)焊過2次，而且未進(jìn)行

6、脫氣處理。其它氣體的含量基本正常，用三比值法分析，不存在過熱故障， 且歷年預(yù)試數(shù)據(jù)反映除直流電阻不平衡率超標(biāo)外，其他項(xiàng)目均正常。經(jīng)換算確定C相電阻值較大，懷疑是否由于斷股引起，經(jīng)與制 造廠了解該繞組股數(shù)為24股，據(jù)此計(jì)算若斷一股造成的誤差與實(shí)際 測量誤差一致，判斷故障為 C相繞組內(nèi)部有斷肢問題。經(jīng)吊罩檢查，打開繞組三角接線的端子，用萬用表測量，驗(yàn)證了C相有一股開斷。(2)有載調(diào)壓切換開關(guān)故障的診斷。某變壓器110KV側(cè)直流電阻不平衡，其中C相直流電阻和各個分 接之間電阻值相差較大。A、B相的每個分接之間直流電阻相差約為 10-11.7%,而C相每 個分接之間直流電阻相差為 4.9-6.4%和1

7、4.1-16.4% ,初步判斷C相 回路不正常。通過其直流電阻數(shù)據(jù)CO的直流回路進(jìn)行分析，確定繞組本身缺陷 的可能性小，有載調(diào)壓裝置的極性開關(guān)和選擇開關(guān)缺陷的可能性也極小，所以，缺陷可能在切換開關(guān)上。經(jīng)對切換開關(guān)吊蓋檢查發(fā)現(xiàn)，有一個固定切換開關(guān)的一個極性到 選擇開關(guān)的固定螺絲擰斷，致使零點(diǎn)的接觸電阻增大，而出現(xiàn)直流電 阻規(guī)律性不正常的現(xiàn)象。(3)無載調(diào)壓開關(guān)故障的診斷。在對變壓器交接驗(yàn)收試驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)其中壓繞組 Am Bm CmE相無 載磁分接開關(guān)的直流電阻數(shù)據(jù)混亂、 無規(guī)律，分接位置與所測直流電 阻的數(shù)值不對應(yīng)。經(jīng)吊罩檢查，發(fā)現(xiàn)三相開關(guān)位置與指示位置不符，且沒有空檔位 置，經(jīng)重新調(diào)整組裝后恢復(fù)

8、正常。(4)繞組引線連接不良故障的診斷。某110kV變壓器，預(yù)防性試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)35kV側(cè)運(yùn)行III分接頭直流 電阻不平衡率超標(biāo)。最大不平衡率12.1%,轉(zhuǎn)動分接開關(guān)后復(fù)試為 11.9%，該變壓器 35kV側(cè)直流電阻不平衡率遠(yuǎn)大于 2%懷疑分接開關(guān)有問題，所以轉(zhuǎn) 動分接開關(guān)后復(fù)測，其不平衡率仍然很大，又分別測其他幾個分接位 置的直流電阻，其不平衡率都在11%以上，而且規(guī)律都是A相直流電 阻偏大，可能是 A相繞組的首端或套管的引線連接處，連接不良造 成。經(jīng)分析確認(rèn)后，停電打開 A相套管下部的手孔門檢查，發(fā)現(xiàn)引線 與套管連接松動，主要由于安裝時未裝緊，且無墊圈而引起，經(jīng)緊固后恢復(fù)正常。通過上述案例可見

9、，變壓器繞組直流電阻的測量能發(fā)現(xiàn)回路中某 些重大缺陷，判斷的靈敏度和準(zhǔn)確性亦較高，但現(xiàn)場測試中應(yīng)注意測 量的數(shù)據(jù)要進(jìn)行橫向和縱向的比較； 分析數(shù)據(jù)時，要綜合考慮相關(guān)的 因素和判據(jù)，不能單搬規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，而要根據(jù)規(guī)程的思路、現(xiàn)場 的具體情況，具體分析設(shè)備測量數(shù)據(jù)的發(fā)展和變化過程。要結(jié)合設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)，分析設(shè)備內(nèi)部的具體情況，根據(jù)不同情況進(jìn)行直流電阻的測量，以得到正確判斷結(jié)論。重視綜合方法的分析判斷與驗(yàn)證。如有些案例中通過繞組分接頭電壓比試驗(yàn)，就能夠有效驗(yàn)證分接 相關(guān)的檔位，而且還能檢驗(yàn)出變壓器繞組的連接組別是否正確。同時對于匝間短路等故障也能靈敏地反映出來，實(shí)際上電壓比試驗(yàn)，也是一種常規(guī)的帶有檢驗(yàn)和驗(yàn)證性質(zhì)的試驗(yàn)手段。進(jìn)行綜合分析可進(jìn)一步提高故障診斷的可靠性。四、結(jié)語 變壓器是電網(wǎng)中的重要設(shè)備之一，雖然配有避雷、 差動、接地等多重保護(hù)，但由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、