變壓器檢查維護、試驗及故障處理-變壓器常見故障與處理（高鐵變電設備檢修）

變壓器故障分類01目錄CONTENT電氣回路故障勵磁回路故障變壓器油故障變壓器元器件故障02040305絕緣系統(tǒng)故障

01電氣回路故障電氣回路故障：

包括繞組（線圈本身）故障、分接開關(guān)及分接引線故障、套管及電源引線故障。

02勵磁回路故障勵磁回路故障：鐵芯及其夾持系統(tǒng)故障。

03絕緣系統(tǒng)故障絕緣系統(tǒng)故障：

絕緣性能（絕緣電阻、吸收比、介損）下降或絕緣擊穿。

04變壓器油故障變壓器油故障：油指標不合格。05變壓器元器件故障變壓器元器件故障：變壓器附件、保護測量元件故障。注：按發(fā)生故障部位也可分為內(nèi)部故障和外部故障，本PPT所列各部位故障，其中附件、保護測量元件本身的故障可視為外部故障，其它項故障為內(nèi)部故障。變壓器故障圖例01目錄CONTENT故障圖例故障圖例1故障圖例2故障圖例3故障圖例4故障圖例5故障圖例6故障圖例7故障圖例8投運初期變壓器故障與處理01目錄CONTENT絕緣受潮輕瓦斯頻繁報警交接試驗時局部放電不合格或投運初期的單氫超標交接試驗時鐵芯多點接地或夾件多點接地02040305壓力釋放閥動作或油位表油位指示失準06目錄CONTENT交接試驗時鐵芯懸浮分接開關(guān)缺陷交接試驗的油指標不合格密封部位滲漏油及油箱內(nèi)遺留異物07090810套管缺陷

01絕緣受潮絕緣受潮：

運輸、存貯或安裝過程中進氣進水，導致絕緣性能降低，投運初期油色譜呈單氫增長現(xiàn)象。

02輕瓦斯頻繁報警輕瓦斯頻繁報警：

安裝過程中排氣不凈，變壓器內(nèi)部存留的空氣積聚到瓦斯繼電器，產(chǎn)生輕瓦斯報警，而且隨著存氣的不斷析出，頻繁報警。

03壓力釋放閥動作或油位表油位指示失準壓力釋放閥動作或油位表油位指示失準：

未對儲油柜單獨進行排氣或儲油柜排氣不凈。04交接試驗時局部放電不合格或投運初期的單氫超標交接試驗時局部放電不合格或投運初期的單氫超標：

真空注油未達到要求，造成變壓器內(nèi)部有氣泡存在，由于氣泡放電致使局部放電量大或油色譜的單氫增長。05交接試驗時鐵芯多點接地或夾件多點接地交接試驗時鐵芯多點接地或夾件多點接地：

安裝過程中操作不當，造成異物搭接，致使鐵芯多點接地。夾件多點接地主要是因為地腳與箱底異物連接，或開關(guān)支撐件與開關(guān)法蘭頭連接。06交接試驗時鐵芯懸浮交接試驗時鐵芯懸?。▽Φ亟^緣電阻無窮大）：

安裝過程中鐵芯接地裝置受損或脫落。07分接開關(guān)缺陷分接開關(guān)缺陷：

表現(xiàn)在無載開關(guān)檔位不正；有載開關(guān)檔位校驗不準；不同檔位的直流電阻不平衡率不合格；有載開關(guān)油室與變壓器油箱間內(nèi)滲等，產(chǎn)生上述缺陷的原因是開關(guān)安裝操作不當及開關(guān)制造質(zhì)量缺陷所致。08套管缺陷套管缺陷：

表現(xiàn)在安裝時接線片緊固不到位，造成交接試驗直流電阻不平衡；接線端子緊固不到位，造成投運后端子接線部位溫升過熱；套管擦拭不凈，造成投運后閃絡、電暈或絕緣性能不合格。09交接試驗的油指標不合格交接試驗的油指標不合格：安裝過程中操作不當，如：油罐、管路不凈造成污染，濾油機功能失效或來油不合格沒經(jīng)嚴格驗收。密封部位滲漏油及油箱內(nèi)遺留異物密封部位滲漏油及油箱內(nèi)遺留異物：

安裝操作工作不當。注：保護和測量元件失準是由于元件質(zhì)量不合格或二次接線有誤造成；主體或部件受損傷是由于運輸、安裝過程中，操作不當造成損傷。變壓器常見故障部位目錄：變壓器的故障類型1.絕緣老化2.絕緣油劣化3.過電壓引起的故障4.套管及引線故障5.磁路故障01變壓器及故障類型基本概念（一）變壓器的概念變壓器是利用電磁感應原理傳輸電能或電信號的器件,它具有變壓、變流和變阻抗的作用。變壓器的種類很多,應用十分廣泛。比如在電力系統(tǒng)中用電力變壓器把發(fā)電機發(fā)出的電壓升高后進行遠距離輸電,到達目的地后再用變壓器把電壓降低以便用戶使用,以此減少傳輸過程中電能的損耗;變壓器雖然大小懸殊,用途各異,但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理卻是相同的。高速鐵路AT分區(qū)所和AT所的自耦變壓器

高速鐵路變電所的主變壓器（二）變壓器的正常及異常區(qū)別

變壓器的異常運行狀態(tài)常規(guī)有以下幾點：嚴重漏油；油位過高、過低或不正常升高；在正常負荷和冷卻條件下油溫不正常升高；冷卻裝置故障；內(nèi)部聲音不正常；套管破損放電或接頭發(fā)熱；瓦斯繼電器內(nèi)氣體不斷集聚，輕瓦斯連續(xù)動作發(fā)信號；正常或事故過負荷；有載調(diào)壓裝置故障。（三）變壓器的故障類型變壓器的故障常被分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。a.內(nèi)部故障為變壓器油箱內(nèi)發(fā)生的各種故障，有各相繞組之間發(fā)生的相問短路、繞組的線匝之間發(fā)生的匝問短路、繞組或引出線通過外殼發(fā)生的接地故障等。b.外部故障為變壓器油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種故障，有絕緣套管閃絡或破碎而發(fā)生的接地。c.如從回路劃分主要有電路故障、磁路故障和油路故障。d.若從變壓器的主體結(jié)構(gòu)劃分，可分為繞組故障、鐵心故障、油質(zhì)故障和附件故障。e.根據(jù)常見的故障易發(fā)區(qū)位劃分，變壓器故障有絕緣故障、鐵心故障、分接開關(guān)故障等。1.絕緣老化變壓器繞組一般是A級絕緣。在正常負荷下，其絕緣材料可以使用20年以上。如果超負荷運行，其絕緣將加速老化。絕緣老化后絕緣材料會變黑，并失去原有彈性而變得焦脆。在這種情況下，只要繞組稍微受到振動或略受摩擦絕緣即可能完全損壞，導致匝間短路或?qū)娱g短路。絕緣老化后絕緣性能也明顯下降，遇過電壓時容易擊穿。為了防止和減緩絕緣老化，必須嚴格控制和掌握變壓器的負荷，嚴格控制上層油溫和溫升。02變壓器故障常見類型絕緣體瓷體應清潔、無破損和裂紋、無放電痕跡及現(xiàn)象.瓷釉剝落面積不得超過300mm2；復合絕緣子無變形、龜裂等現(xiàn)象。2.絕緣油劣化變壓器內(nèi)的絕緣油在正常情況時，它有很好的電氣絕緣性能和合適的黏度。它能增加繞組層間、相間、繞組與鐵芯之間以及繞組與油箱外殼之間的絕緣強度；同時，還能夠充滿變壓器內(nèi)的所有空隙，排除空氣，避免各部件與空氣接觸受潮而降低絕緣性能。b.變壓器內(nèi)的絕緣油還可以通過其循環(huán)，把變壓器損耗轉(zhuǎn)換的熱量散發(fā)到油箱外的空氣中，從而使變壓器的繞組和鐵芯得到冷卻。絕緣油有良好的消弧性能，能防止油箱內(nèi)事故電弧的擴大。由于絕緣油排除了油箱內(nèi)的空氣，除了有利于絕緣保持原有化學性能和物理性能外，還利于金屬的防腐。c.運行中的變壓器變壓器油，有可能與空氣接觸，并逐漸吸收空氣中的水分，降低其絕緣性能。絕緣油內(nèi)只要含有/10000的水分，其絕緣性能就會降低為干燥時的1/8。就是說，絕緣油受潮后容易造成擊穿和閃烙，甚至造成事故。充油設備的油標、油閥、油位、油溫、油色應正常，充油、充氣設備應無滲漏、噴油現(xiàn)象。充氣設備氣壓和氣體狀態(tài)應正常。沒有劣化的絕緣油是淺黃色透明的，油炭黑是絕緣油在電弧(運行中)作用下燃燒時產(chǎn)生的。

變壓器油檢測項目（1）凝固點（2）含水量；（3）界面張力；（4）酸值；（5）水溶性酸堿度；（6）擊穿電壓（7）閃點；（8）體積電阻率；（9）介損（10）色譜分析3.過電壓引起的故障過電壓分兩類：外過電壓和內(nèi)過電壓。a.外過電壓是由雷擊引起，內(nèi)過電壓是由于電力系統(tǒng)中的參數(shù)發(fā)生變化時，電磁能的振蕩和積聚引起。這兩類過電壓引起的損壞事故大多是繞組的主絕緣擊穿。b.對于在高壓側(cè)裝有避雷器的配電變壓器，雷擊高壓線路時，避雷器會流過大的電流，并在接地裝置上產(chǎn)生電壓降，此電壓降將同時作用在低壓繞組上，低壓繞組將流過電流，并在高壓繞組感應出一高壓電動勢。這種高壓側(cè)受雷擊，避雷器放電，作用于低壓側(cè)的高電位，通過電磁感應又變換到高壓側(cè)的過程稱為反變換。遭雷擊損壞的干式變壓器在變電所變壓器前安裝ZnO避雷器可防止過電壓擊穿4.套管及引線故障套管損壞主要是由于檢修維護不當或不及時引起。為了避免套管損壞，應加強套管的預防性試驗及清掃工作。（1）引線連接處焊接不牢或連接頭螺栓未擰緊，都能引起局部發(fā)熱，使連接處熔損，造成斷線。（2）引線對油箱或金屬支架距離不夠，可能引起短路事故。有時雖然距離夠了，但因固定不牢，短路或過載的劇烈擺動或摩擦，也可能引起短路。此外，由于漏油，使內(nèi)部引線處于空氣中，可能導致內(nèi)部放電閃烙。電氣連接部分（引線、二次接線）應連接牢固，接觸良好，無過熱、斷股和散股、過緊或過松。引線（3）高壓套管主要形式是油紙電容套管。其常見故障多以放電性故障為主，尤其是低能量火花放電，多發(fā)生在氣隙處或懸浮帶電體空間內(nèi)。引起套管故障的主要原因是制造質(zhì)量缺陷和運行維護不當。（4）運行維護不當：由于檢修工藝不良，真空注油不完善，或者漏油等造成密封不嚴，致使潮氣入侵而使絕緣受潮。在現(xiàn)場預防性試驗時拆接引線不當，造成高溫過熱，或者造成未屏引線斷線、接觸不良引起放電性故障。此外，變壓器多次出口短路和單相接地引起過電壓，以及雷擊或操作過電壓引起套管內(nèi)部游離放電，或者表面臟污引起外部閃絡等也是造成套管故障甚至事故的原因之一。高壓套管變壓器小修范圍和標準：（一）檢查清掃外殼，必要時局部涂漆。（二）檢查緊固法蘭，受力均勻適當，檢查油位必要時補油。（三）檢修呼吸器，更換失效的干燥劑及油封內(nèi)的油。（四）瓷套清潔無油垢、裂紋和破損。電容末屏螺栓緊固。檢查套管將軍帽和注油孔密封膠墊應作用良好

必要時更換膠墊。（五）檢修冷卻裝置，風扇電機完好，工作正常。（六）檢修瓦斯保護，各接點正常、動作正確，連接電纜無銹蝕，絕緣良好。（七）檢修溫度計，各部零件和連線完好，指示正確。（八）檢修基礎(chǔ)、支撐部件、套管和引線。（九）檢修碰殼保護的電流互感器，各部零件應完好，安裝牢靠。（十）檢修分接開關(guān)位置指示正常。（十一）檢查中間端子箱密封良好，端子緊固、無松動。各種線纜安裝整齊無破損。（十二）檢查箱體接地、鐵芯接地良好。有載分接開關(guān)可能發(fā)生下列故障：①其限流阻抗在切換過程中燒斷。如斷口處電弧不能熄滅將使故障擴大。②開關(guān)由于密封不嚴而進水，可造成相間閃絡或短路。③開關(guān)滾輪被卡住，使觸頭停在過渡位置而損壞。④開關(guān)的附加油箱缺油，不能有效地熄滅電弧而損壞。無載分接開關(guān)可能發(fā)生下列故障：①開關(guān)觸頭接觸不良而燒傷。觸頭彈簧壓力不足，滾輪壓力不均使有效面積減少，渡銀層磨損，接觸處存在油污等，導致接觸不良。②開關(guān)的連接線連接不好，遇大電流或短路電流時，導致燒傷或脫焊。③開關(guān)的編號錯誤，使副邊三相電壓不平衡，并在三角形接法的繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，造成變壓器過熱。④開關(guān)的相間距離不夠，過電壓時可能產(chǎn)生相間短路。磁路故障（1）穿心螺桿或螺絲碰接鐵芯。其間發(fā)生短路時將有很大電流通過，造成局部過熱，有時甚至會使鐵芯、夾板熔化引起絕緣著火，這種事故通常是由于穿心螺絲上的絕緣墊被壓壞或穿心螺桿的包扎絕緣不符合要求，有可能是平板與鐵芯之間的絕緣板太薄或有裂紋造成。（2）硅鋼片間的絕緣損壞。為了減少鐵芯的渦流損失，鐵芯硅鋼片的片間有涂漆絕緣。如果絕緣破損或絕緣老化，片間的絕緣性能降低，渦流增加，將導致局部過熱甚至熔化。同時還會使繞組溫升劇增而加速絕緣老化速度。（3）鐵芯未接地或接地不良。鐵芯如無良好接地，則在繞組的感應作用下會產(chǎn)生一定電壓，并可能在接地的油箱之間產(chǎn)生放電，這種放電使油炭化、變質(zhì)、劣化。參考資料摘錄：《高速鐵路變電所運行與維護(一次系統(tǒng)）》校編教材{譚慧銘}

《高速鐵路牽引變電所運行檢修規(guī)則》TG/GD122-2015

變壓器需立即停止運行故障情況01目錄CONTENT聲音噴油0203油溫套管04

目錄CONTENT油位0506變壓器著火0708繼電保護跳閘油質(zhì)量

變壓器必須立即停止運行的種類：當主變壓器的故障主要發(fā)生在繞組、鐵芯、絕緣套管、調(diào)壓分接開關(guān)和油箱部分。

聲音1.變壓器的聲音很大且不均勻或有爆裂聲噴油2.油枕或防爆管或壓力釋放器噴油

油溫3.冷卻及油溫測量系統(tǒng)正常，但油溫較平常在相同條件運行時高出10度以上或不斷上升

套管4.套管嚴重破損和放電

油位5.漏油致使油位不斷下降或低于下限

油質(zhì)量6.油色不正常（隔膜式油枕除外）或油內(nèi)有碳質(zhì)等雜物

著火7.變壓器著火繼電保護跳閘8.重瓦斯保護動作

繼電保護跳閘9.因變壓器內(nèi)部故障引起差動保護動作變壓器油位下降原因及處理01目錄CONTENT油位下降的原因故障處理措施0201油位下降的原因變壓器油位會降低？

01油位下降的原因(1)變壓器在冬季輕負荷運行時，其油位有時會降低。

01油位下降的原因

(2)變壓器的油箱密封件損壞，箱體或冷卻裝置焊接部位開焊，放油閥節(jié)門或冷卻裝置與箱體連接的管件開焊等原因都能造成滲油和漏油現(xiàn)象。若漏油嚴重時，將會降低變壓器內(nèi)部的絕緣，產(chǎn)生放電現(xiàn)象；另外由于油面的下降將在變壓器內(nèi)形成空氣層，使變壓器油劣化速度加劇。02故障處理措施(1)對設有備用變壓器或變壓器并列運行的變電所，將備用變壓器投入運行并轉(zhuǎn)移負荷，將有故障的變壓器退出運行，采取相應的措施，阻止漏油后，并對其進行加油。02故障處理措施（2)對單臺變壓器供電的變電所，可根據(jù)變壓器的漏油部位采取相應的措施處理。若漏油部位與帶電部位在安全距離以外時，可以在變壓器不停電的狀態(tài)下進行，例如放油閥漏油。若漏油部位與帶電部位較近，如果檢修人員進行檢修時有可能危及人身安全，則必須將變壓器停電再進行修復，例如引線瓷套管與箱體間漏油。則必須將變壓器停電再進行修復。變壓器油溫不正常升高的原因及處理01目錄CONTENT故障原因處理措施02

01故障原因變壓器在正常負荷和正常冷卻狀態(tài)下油溫不斷升高？

01故障原因(1)變壓器的一次或二次繞組絕緣擊穿或損壞造成層間或匝間短路。(2)變壓器內(nèi)部的接點松動，接觸面電阻增大或產(chǎn)生電弧。

01故障原因(3)變壓器鐵心的夾緊穿心螺栓絕緣損壞造成環(huán)繞通路，產(chǎn)生感應電流使鐵心溫度升高。若繼續(xù)發(fā)展將破壞鐵心硅鋼片的絕緣，使鐵心產(chǎn)生較大的渦流形成惡性循環(huán)，使油溫急驟升高。

01故障原因(4)變壓器內(nèi)部故障出現(xiàn)的電弧和著火可使變壓器油劣化，油色逐漸變暗，嚴重時可造成變壓器噴油。(5)鐵心各點接地形成渦流等。02處理措施(1)值班人員若發(fā)現(xiàn)變壓器外部運行條件正常情況下，而油溫不斷升高，這可判明在變壓器內(nèi)部發(fā)生了故障，應及時采取相應的措施進行處理，否則故障將會進一步擴大，可引發(fā)出變壓器火災或爆炸事故。此時值班人員應首先報告上級，經(jīng)許可后立即切除有故障的變壓器，并采取轉(zhuǎn)換負荷，起用備用變壓器等措施，并將故障變壓器退出運行，進行檢修。02處理措施(2)當變壓器發(fā)生著火事故時，應立即將變壓器切除電源，并用四氧化碳干粉滅火器或砂子滅火。滅火時特別注意嚴禁用水滅火。變壓器故障分類01目錄CONTENT繞組故障鐵芯故障油故障附件故障02040305絕緣故障

01繞組故障（1）繞組絕緣電阻低、吸收比不合格：主要原因是變壓器運行中進水受潮或絕緣老化，表現(xiàn)為停電檢測時，絕緣測試性能不合格。（2）繞組溫升超限、溫度過高：產(chǎn)品設計不合理或運行超負載所致，表現(xiàn)為運行中繞組溫度和油頂層溫度的指示值過高。

01繞組故障（3）繞組直流電阻電阻不平衡：運行中電氣連接部位有松動（如接線片），或繞組內(nèi)部導體有短路、斷股情形，或開關(guān)觸頭接觸電阻有變化。需根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)不同進行具體分析，其表現(xiàn)是停電檢測時，直流電阻不平衡，運行中油色譜檢測指標異常。（4）繞組接地故障：主絕緣擊穿接地，或繞組出口短路變形，發(fā)生絕緣燒毀接地，表現(xiàn)為停電檢測時繞組對地絕緣為零，運行時變壓器保護動作。

01繞組故障（5）繞組匝間、層間、餅間、股間、相間、高低壓繞組間發(fā)生短路故障：繞組制造質(zhì)量缺陷，或繞組運行中受到短路沖擊所致，由于產(chǎn)生局部放電或過熱，運行中油色譜檢測指標異常，通常瓦斯、差動保護動作。（6）繞組出口短路故障：變壓器套管發(fā)生相間或?qū)Φ囟搪?，變壓器主保護動作。

02鐵芯故障（1）多點接地：鐵芯與接地體間異物搭接，表現(xiàn)為是鐵芯接地電流大，超過1A以上。（2）絕緣油道間多點連接：鐵芯油道的端面（鐵窗內(nèi)外切面處），尤其是尖角處有搭接，而鐵芯連接片跨接距離又較大，導致鐵芯局部過熱，油色譜檢測指標異常。

02鐵芯故障（3）局部過熱：鐵芯硅鋼片間或鐵芯局部間短路，表現(xiàn)為油色譜檢測指標異常，輕瓦斯保護動作。（4）整體過熱：變壓器勵磁電壓過高，表現(xiàn)為油色譜檢測指標異常。（5）夾件多點接地：鐵芯夾持系統(tǒng)在運行中接地，如：上部器身與油箱定位裝置處，下部墊腳與箱底間，開關(guān)支撐架與開關(guān)頭部法蘭間接觸，表現(xiàn)為夾件接地電流大，超過1A以上。

03絕緣故障（1）絕緣性能下降（包括繞組、鐵芯、夾件絕緣）：變壓器受潮所致，表現(xiàn)為停電檢測時指標異常。（2）絕緣擊穿故障：變壓器制造質(zhì)量缺陷，或運行中受到過電壓沖擊所致。表現(xiàn)為運行時油色譜檢測指標異常，變壓器瓦斯保護動作；停電檢測時如果主絕緣擊穿，主絕緣對地耐壓不合格，縱絕緣擊穿，繞組直流電阻或變比不合格。03絕緣故障（3）絕緣老化：主要指與電導體或磁導體發(fā)熱部件接觸的絕緣材料過熱，年久失效，絕緣性能下降，變壓器壽命到期，不能保證變壓器安全運行。

04油故障（1）新變壓器油耐壓指標不合格：油中含水指標過高，通過濾油脫氣、脫水處理即可提高耐壓值。（2）變壓器投運前變壓器油中油色譜指標不合格（如含有乙炔等）：新油未經(jīng)驗收注入本體，或新油合格而現(xiàn)場油務工作操作不當及設備污染所致。

04油故障（3）運行中變壓器油的油色譜檢測不合格：變壓器內(nèi)部有熱故障或電故障所致，不同性質(zhì)的故障有不同的油色譜分析含氣指標，可作為變壓器故障監(jiān)測的有效手段。（4）運行中變壓器介