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配電變壓器常見故障分析判斷及處理

返回打印來源：儀天成電力時間：2017/12/07 閱讀：次

　　建筑電力用戶通常采用的中小型電力變壓器，他需要一個長期穩定的運行環境，正確維護電力變壓器，對提高電力用戶的供電可靠性具有很深遠的意義。電纜識別儀是一小型化手提式，緊湊型儀器，裝在鋁合金箱內，由一個信號發生器，一個帶傳感器的接收機及連線構成。
　　要想正確有效的維護電力變壓器正常運行，除掌握變壓器的理論知識外，對運行中變壓器經常出現的異常情況及故障也應具有準確的分析判斷能力，從而為故障的預防和處理提供準確的依據。
　　一、電力變壓器常見故障的分析判斷
　　電氣工作人員可以隨時通過對聲音、振動、氣味、變色、溫度及其它現象的變化來判斷變壓器的運行狀態，分析事故發生的原因、部位及程度。從而根據所掌握的情況進行綜合分析，結合各種檢測結果對變壓器的運行狀態做出判斷。
　　(一) 直觀判斷
　　1、聲音
　　正常運行時，由于交流電通過變壓器繞組，在鐵芯里產生周期性的交變磁通，引起電鋼片的磁致伸縮，鐵芯的接縫與疊層之間的磁力作用以及繞組的導線之間的電磁力作用引起振動，發出平均的“嗡嗡”響聲。如果產生不均勻響聲或其它響聲，都屬不正常現象。
　　(1) 若音響比平常增大而均勻時，則一種可能是電網發生過電壓，另一種也可能是變壓器過負荷，在大動力設備(如大型電動機)，負載變化較大，因五次諧波作用，變壓器內瞬間發出“哇哇”聲。此時，再參考電壓與電路表的指示，即可判斷故障的性質。然后，根據具體情況改變電網的運行方式與減少變壓器的負荷，或停止變壓器的運行等。
　　(2) 音響較大而噪雜時，可能是變壓器鐵芯的問題。例如，夾件或壓緊鐵芯的螺釘松動時，儀表的指示一般正常，絕緣油的顏色、溫度與油位也無大變化，這時應當停止變壓器的運行進行檢查。
　　(3) 音響中夾有放電的“吱吱”聲時，可能是變壓器或套管發生表面局部放電。如果是套管的問題，在氣候惡劣或夜間時，還可見到電暈輝光或藍色、紫色的小火花，此時應清除套管表面的臟污，再涂上硅油或硅脂等涂料。如果是器身的問題，把耳朵貼近變壓器的油箱，則會聽到變壓器內部由于有局部或電接觸不良而發出的“吱吱”或“噼啪”的聲，且此聲音隨離故障部位遠近而變化。若站在變壓器跟前就可聽到“噼啪”聲音，有可能接地不良或未接地的金屬部分靜電放電。此時，要停止變壓器運行，檢查鐵芯接地與各帶電部位對地的距離是否符合要求。
　　(4) 若音響中夾有水的沸騰聲時，可能是繞組有較嚴重的故障，使其附近的零件嚴重發熱。分接開關的接觸不良而局部點有嚴重過熱，必會出現這種聲音。此時，應立即停止變壓器的運行，進行檢修。
　　(5) 當音響中夾有爆裂聲，既大又不均勻時，可能是變壓器的器身絕緣有擊穿現象。此時，也應立即停止變壓器的運行，進行檢修。
　　(6) 音響中夾有連續的、有規律的撞擊或磨擦聲時，可能是變壓器的某些部件因鐵芯振動而造成機械接觸。如果發生在油箱外壁上油管或電線處，可用增加其間距或增強固定來解決。另外，冷卻風扇，輸油泵的軸承磨損及滾珠軸承有裂紋，也會出現機械磨擦的聲音。
　2、氣味、顏色
　　變壓器內部故障及各部件過熱將引起一系列的氣味、顏色的變化。
　　(1) 瓷套管端子的緊固部分松動，表面接觸過熱氧化，會引起變色和異常氣味。
　　(2) 變壓器漏磁的斷磁能力不好及磁場分布不均勻，引生渦流，也會使油箱各部分的局部過熱引起油漆變色。
　　(3) 瓷套管污損產生電暈，會發出奇臭味，冷卻風扇，油泵燒毀會發出燒焦氣味。
　　(4) 吸濕計變色是吸潮過度，墊圈損壞，進入其油室的水量太多等原因造成的。
　　3、溫度
　　(1) 變壓器的很多故障都伴隨著急劇的溫升，對運行中的變壓器，應經常檢查套管各個端子和母線或電纜的連接是否緊密，有無發熱跡象。
　　(2) 過負載、環境溫度超過規定值，冷卻風扇和輸油泵出現故障，散熱器閥門忘記打開，漏油引起油量不足，溫度計損壞以及變壓器內部故障等會使溫度計上的讀數超過運行標準中規定的允許溫度。
　　以上所述的依據對聲音、振動、氣味、變色、溫度現象對變壓器事故的判斷，只能作為現場直觀的初步判斷。因為，變壓器的內部故障不僅是單一方面的直觀反映，它涉及諸多因素，有時甚至會出現假象。因此，必須進行測量并做綜合分析，才能準確可靠地找出故障原因，判明事故性質，提出較完備的合理的處理方法。
　　(二) 分析判斷
　　1、鐵芯損壞
　　變壓器鐵芯硅鋼片間絕緣損壞會增加鐵芯中的渦流損耗。渦流損耗的增加與硅鋼厚度的平方成正比。如果硅鋼片片間絕緣損壞，使硅鋼片的厚度增加一倍，渦流損耗將增加四倍，發熱后會使臨近的鐵芯絕緣更加損壞。同時會使油溫升高和油質劣化加速。嚴重時，瓦斯繼電器動作。
　　2、鐵芯接地片裂
　　變壓器在運行中，其內部金屬部件會因感應產生懸浮電位。如果接地不良或接地片斷開，就會產生斷續的放電。當電壓升高時，內部可能發生輕微噼啪聲。嚴重時會使瓦斯繼電器動作，油色譜分析結果為不合格。其原因可能是接地片沒有插緊，對此可進行吊芯檢查接地片，更換已損壞的接地片。
　　3、繞組匝間短路
　　匝間短路時，一般氣體繼電器的氣體是灰白色或藍色，跳閘回路動作。故障嚴重時，差動保護動作。在電源側裝有的過流保護動作，高壓熔斷器熔斷。匝間短路如不能及時發現，會使熔化的銅(鉛)粒回散，波及鄰近的繞組。繞組間短路的原因是：散熱不良或長期過負荷使匝間絕緣損壞;由于變壓器出現短路，或其它故障使繞組受短路電流的沖擊而產生振動與變形而損壞匝間絕緣，油面降低使繞組露出油面線匝間絕緣擊穿;雷擊時大氣過電壓侵入損壞匝間絕緣;繞組繞制時未發現缺陷或繞匝排列與換位、繞組壓裝不正確等，使匝間絕緣受到損壞。
4、繞組時接地部分短路
　　變壓器油受潮后絕緣強度降低，油面下降或絕緣老化;雷電大氣電壓及操作過電壓，繞組受短路電流的沖擊發生變形，主絕緣老化破裂、折斷等缺陷;繞組內有雜物落入等都會發生這類事故，事故時，一般都是瓦斯繼電器動作，防爆管噴油，如果變壓器的中心點接地，則差動和直流保護也會動作。一般情況下，測量繞組的對地絕緣電阻即可發現是否存在繞組接地。
　　5、繞組和引線斷線
　　由于連接不良或短路應力使導線斷裂;導線內部焊接不良，匝間短路使線匝燒斷，斷線處發生電弧會引起繞組接地和相間短路，油分解促使氣體繼電器動作。處理時可進行吊芯檢查，用電橋測量繞組直流電阻，判斷故障相，重繞繞組。
　　6、繞組相間短路
　　繞組有匝間短路或接地故障時，由于電弧及熔化的銅(鉛)粒子四散飛濺使事故蔓延擴大，可能發展為相間短路。發生相間短路時，強大的短路電流將產生猛烈的電弧。此時瓦斯繼電器、差動保護和過流保護都會動作。防爆管嚴重噴油，油溫劇增。測量絕緣電阻及測量繞組的直流電阻和變壓比，即可判斷出繞組的損壞情況。
　　7、套管碎裂或出線連接松動
　　變壓器套管表面污穢及大霧、下雨、陰天時會造成電暈放電而發生“吱吱”聲，套管污損產生電暈，閃絡會引起奇臭味;套管出線連接松動，表面接觸面過熱，氧化都會引起變色和異常氣味;對地擊穿或套管間放電時外部保護裝置動作。
　　8、氣體繼電器
　　當氣體繼電器動作且其中積聚有氣體時，并不能證明是變壓器內部有故障，例如絕緣油脫氣不徹底，非真空注油。冷卻系統不嚴密，都會使空氣進入氣體繼電器，并使其動作，發出信號，這些空氣被排放后，變壓器仍能夠繼續運行，但是當變壓器內部發生故障時，情況便不一樣了，此時，雖然氣體繼電器內邊積聚氣體，但并不是普通的空氣，所以應把這些氣體收集起來，對其數量，可燃性顏色與化學成分進行分析，判斷出故障的性質。在一時不能做色譜分析的地區可按如下方法簽別：
　　(1) 無色，不可燃的是空氣。
　　(2) 黃色、可燃的是木質故障產生的氣體。
　　(3) 淡黃色、可燃并有臭味的是紙質故障產生的氣體。
　　(4) 灰黑色、易燃的是鐵質故障使絕緣油分解產生的氣體。
　　綜上所述，變壓器發生故障時，只要根據故障顯現的狀態進行科學細致地分析，就能準確地判斷出故障產生的原因，為故障的處理提供準確的依據，保證在短的時間內恢復運行。同時，在日常運行中加強對變壓器狀態的檢查，也能預防故障的發生，提高電力供電的可靠性。

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