變壓器運行中各種異常及故障原因分析

　　變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)、變壓、并網(wǎng)、傳輸和分配電能；電力變壓器是變電站的核心設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運行環(huán)境惡劣，其故障對供電可靠性有很大影響，因此有必要根據(jù)情況立即采取措施。變壓器故障的分析和判別涉及到很多學(xué)科，如電工基礎(chǔ)知識、高壓、絕緣材料、化學(xué)分析等。以及熟悉自動化、熱力學(xué)等。變壓器故障種類繁多，實現(xiàn)形式各異，因此有必要熟悉其結(jié)構(gòu)原理、現(xiàn)場運行情況以及各設(shè)備的特點。

　　(一)異常聲音

　　正常運行時，交流電流通過變壓器繞組，在鐵芯中產(chǎn)生周期性的交變磁通量，導(dǎo)致硅鋼片的磁性能膨脹和收縮，鐵芯接頭和疊片之間的磁力以及繞組導(dǎo)線之間的電磁力引起振動，“嗡嗡”聲連續(xù)均勻，這是正?，F(xiàn)象。如果變壓器出現(xiàn)故障或運行異常，聲音將會異常。主要原因如下：

　　1.變壓器過載時，音調(diào)很高，音量很大，會發(fā)出很重的“嗡嗡”聲。

　　2.當大功率負載啟動時，如電弧、可控硅整流器等。負載變化很大，由于諧波作用，變壓器中會立即發(fā)出“哇”聲或“咯咯”的間歇聲，并且在監(jiān)視測量儀器時指針會擺動。

　　3.當電網(wǎng)發(fā)生過電壓時，如單相接地或不接地電網(wǎng)發(fā)生電磁諧振，變壓器的聲音比平時更尖銳。當這種情況發(fā)生時，可以結(jié)合電壓表的指示進行綜合判斷。

　　4.有些零件松動時，聲音比正常高，有明顯的噪音，但電流和電壓沒有明顯的異常，這可能是由于壓鐵芯的內(nèi)夾或螺絲松動，使硅鋼片振動zengda。

　　5.當變壓器高壓套管臟污、表面瓷釉脫落或存在裂紋時，會聽到“嘶嘶聲”。如果在夜間或雨天，在變壓器高壓套管附近看到藍色電暈或火花，則意味著瓷瓶嚴重臟污或設(shè)備線卡接觸不良。

　　6.當變壓器放電或接觸不良時，會發(fā)出“吱吱”或“噼啪”的聲音，這種聲音會隨著故障位置的距離而變化。

　　7.當變壓器的某些部件由于鐵心振動而發(fā)生機械接觸時，會有持續(xù)而有規(guī)律的沖擊或摩擦聲。

　　8.當變壓器內(nèi)有水沸騰聲，溫度急劇變化，油位上升時，應(yīng)判斷變壓器繞組短路或分接開關(guān)因接觸不良而嚴重過熱。此時，應(yīng)立即停止變壓器進行檢查。

　　9.當變壓器鐵心接地斷開時，會有分裂聲，變壓器繞組會短路或放電時會有爆裂聲，嚴重時會有巨大的轟鳴聲，可能會發(fā)生火災(zāi)。

      (二)外觀、顏色、氣味異常

　　變壓器內(nèi)部故障和各種部件過熱會導(dǎo)致一系列氣味和顏色變化。

　　1.防爆管防爆膜破裂會導(dǎo)致水和濕氣進入變壓器，導(dǎo)致絕緣油乳化，降低變壓器絕緣強度，這可能是內(nèi)部故障或呼吸器不良造成的。

　　2.呼吸器硅膠變色可能是由于過度吸濕、墊圈損壞、油室進水過多等原因造成的。

　　3.瓷套連接緊固件松動，表面接觸過熱氧化，導(dǎo)致變色和異味。(顏色變暗，失去光澤，表面涂層受損。

　　4.瓷套結(jié)垢引起的電暈和閃絡(luò)會散發(fā)出奇怪的氣味，冷卻風(fēng)扇和油泵燒毀時會產(chǎn)生燒焦氣味。

　　5.變壓器漏磁斷磁能力差，磁場分布不均勻，會產(chǎn)生渦流，局部油箱過熱，導(dǎo)致?lián)Q漆或掉漆。

　　(三)油溫和顏色異常

　　變壓器的許多故障都伴隨著急劇的溫升和油顏色的急劇變化。如果發(fā)現(xiàn)在相同的正常條件下(負荷、環(huán)境溫度、冷卻)，溫度比平時高10以上，或負荷不變，溫度持續(xù)上升(儀表無異常)，則認為變壓器有異?，F(xiàn)象，原因如下：

　　1.由于渦流或夾芯螺栓絕緣損壞，變壓器油溫會升高。

　　2.繞組局部層間或匝間短路、內(nèi)部接觸失效、二次線大電阻短路等。會引起變壓器溫度異常。

　　3.過載、環(huán)境溫度高、冷卻風(fēng)扇和輸油泵故障、風(fēng)扇電機損壞、散熱器管結(jié)垢或冷卻效果不佳、散熱器閥未打開、漏油導(dǎo)致油量不足等。會導(dǎo)致變壓器溫度異常。

　　4.當油顏色發(fā)生顯著變化時，應(yīng)進行跟蹤和測試。發(fā)現(xiàn)油中含有碳粒和水分，油的酸值升高，雷電降低，油的絕緣強度降低，容易造成繞組和外殼的擊穿。這時，應(yīng)該及時制止。

　　(四)油位異常：

　　1.虛假油位：(1)油標準管堵塞；(2)儲油柜呼吸器堵塞；(3)防暴管氣孔堵塞。

　　2.油位過低：(1)變壓器漏油嚴重；(2)維修人員因工作需要，多次放油后沒有加油；(3)溫度過低，油量不足；(4)儲油柜容量不足，不能滿足運行要求。

　　(五)漏油

　　變壓器運行中常見漏油現(xiàn)象，主要原因如下：

　　1.油箱和零件之間的連接密封不良，焊接件或鑄件有缺陷，并且在操作過程中會產(chǎn)生額外的負載或振動。

　　2.內(nèi)部故障使油溫升高，造成油體積膨脹，造成漏油或噴油。

　　(六)油枕或防暴管注油

　　1.當二次系統(tǒng)突然短路時，保護拒動，或內(nèi)部短路故障，氣孔和防暴管堵塞。

　　2.內(nèi)部高溫高熱會使變壓器突然噴油，噴油后油位會下降，可能引起氣體保護動作。

      (七)分接開關(guān)故障

　　變壓器油箱有“吱吱”放電聲，電流表隨聲擺動，氣體保護可能發(fā)出信號，油絕緣降低，這可能是分接開關(guān)故障引起的現(xiàn)象。分接開關(guān)故障的原因如下：

　　1.由于接觸彈簧壓力不足、接觸輥壓力不均勻、有效接觸表面積減小以及涂層機械強度不足導(dǎo)致的嚴重磨損，分接開關(guān)被燒毀。

　　2.分接開關(guān)連接器接觸不良，無法承受短路電流沖擊。

　　3.當分接開關(guān)被切換時，由于分離位置的錯誤切換，開關(guān)被燒壞。

　　4.相間絕緣距離不夠，或絕緣材料性能降低，過電壓造成短路。

　　(八)絕緣套管閃絡(luò)和爆炸故障

　　外殼密封不嚴密，絕緣因進水而損壞；套管的電容器芯制造不良，內(nèi)部自由放電；否則嚴重的套管結(jié)垢和套管裂紋會引起套管閃絡(luò)和爆炸事故。

　　(九)三相電壓不平衡

　　1.三相負載不平衡導(dǎo)致中性點位移和三相電壓不平衡。

　　2.系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振，使三相電壓不平衡。

　　3.繞組發(fā)生匝間短路或?qū)娱g短路，導(dǎo)致三相電壓不平衡。

　　(十)繼電保護動作

　　繼電保護動作表明變壓器有故障。氣體保護是變壓器的主要保護之一，可以保護變壓器的大部分故障。它通常先通過輕氣體動作發(fā)出信號，然后氣體動作跳閘。

　　輕氣動作的原因：(1)空氣進入變壓器是由于濾油、加油和冷卻系統(tǒng)不嚴密。(2)溫度下降和漏油導(dǎo)致油位緩慢下降。(3)變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生少量氣體。(4)變壓器內(nèi)部故障短路。(5)保護裝置二次回路故障。

　　當變壓器在外部檢查中未發(fā)現(xiàn)異常時，應(yīng)查明氣體繼電器中氣體的性質(zhì)：如果氣體繼電器中積聚的氣體不可燃，無色無味，混合氣體主要為惰性氣體，含氧量大于6個點，油的燃點不降低，則說明變壓器內(nèi)部有故障，應(yīng)根據(jù)氣體繼電器中積聚的氣體來判斷變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)；如果氣體的顏色為黃色且不可燃，且一氧化碳含量大于1個點-2個點，則木材絕緣受損；灰色、黑色、易燃，含氫量低于3個點，有焦油味，燃點較低，表示油因過濾而分解或油中發(fā)生閃絡(luò)故障；淺灰色，有強烈氣味，易燃，是紙或紙板的絕緣損傷。

　　通過對變壓器運行中各種異常和故障的分析，可以了解和掌握變壓器異常運行的處理方法。

　　二、變壓器運行中的異?，F(xiàn)象處理方法

　　(一)運行中異?，F(xiàn)象的處理1.當值班人員發(fā)現(xiàn)變壓器運行中有異?，F(xiàn)象時，應(yīng)盡快排除，并向上級匯報，做好記錄。

　　2.有下列情況之一時，應(yīng)立即關(guān)閉變壓器。如果有備用變壓器在使用，應(yīng)盡快投入運行：

　　(1)變壓器噪聲明顯zengda，異常，內(nèi)部有爆裂聲；

　　(2)嚴重漏油或噴油導(dǎo)致油位下降到油位計指示ji限以下；

　　(3)套管損壞嚴重，排放；

　　(4)變壓器冒煙著火。

　　3.當發(fā)生危及變壓器anquan的故障，且變壓器相關(guān)保護裝置拒動時，值班人員應(yīng)立即關(guān)閉變壓器。

　　4.當變壓器附近的設(shè)備著火、爆炸或發(fā)生其他情況，對變壓器造成嚴重威脅時，值班人員應(yīng)立即關(guān)閉變壓器。

　　5.當變壓器油溫升至規(guī)定值以上時，值班人員應(yīng)按以下步驟進行檢查和處理：

　　(1)檢查變壓器負荷和冷卻介質(zhì)的溫度，并在相同負荷和冷卻介質(zhì)溫度下與正常溫度進行核對；

　　(2)檢查溫度裝置；

　　(3)檢查變壓器冷卻裝置或變壓器室的通風(fēng)情況。

　　如果溫升是由于冷卻系統(tǒng)故障造成的，并且在運行中無法修復(fù)，則應(yīng)關(guān)閉變壓器進行維護；如果不能立即停止維護，值班人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場規(guī)程的規(guī)定，在允許的運行溫度下，將變壓器的負荷調(diào)整到相應(yīng)的容量。在正常負荷和冷卻條件下，如果變壓器溫度異常并持續(xù)上升，經(jīng)檢查證明溫度指示正確，則認為變壓器有內(nèi)部故障，應(yīng)立即停機。

　　變壓器在各種過量恒流模式下運行。如果zuigao油溫超過105，應(yīng)立即降低負荷。

　　6.當變壓器內(nèi)的油因溫度低而停滯時，冷卻器不應(yīng)空載運行，同時應(yīng)監(jiān)測zuigao油溫，并逐漸增加負荷，直至相應(yīng)數(shù)量的冷卻器投入運行。

　　7.當發(fā)現(xiàn)變壓器油位明顯低于當時油溫時，應(yīng)查明原因。加油時應(yīng)遵守規(guī)定，嚴禁從變壓器下部加油。

　　8.由于溫度升高，變壓器油位可能高于油位指示限值。如果發(fā)現(xiàn)不是虛假油位造成的，應(yīng)排油，將油位降至與當時油溫對應(yīng)的高度，以免漏油。

　　9.當鐵芯多點接地且接地電流較大時，應(yīng)按排進行修理。在缺陷消除之前，可采取措施將電流限制在100毫安左右，并加強監(jiān)控。

　　10.如果系統(tǒng)單相接地，監(jiān)控消弧線圈和與消弧線圈相連的變壓器的運行。

　　(二)氣體保護裝置動作的處理

　　當氣體保護信號動作時，應(yīng)立即檢查變壓器，查明動作原因，是空氣積聚、油位降低、二次回路故障還是變壓器內(nèi)部故障。當氣體保護動作跳閘時，在故障消除前，變壓器不得投入運行。要找出原因，我們應(yīng)該考慮以下因素并做出綜合判斷：

　　(1)是否有呼吸不暢或排氣；

　　(2)保護、DC等二次回路是否正常；

　　(3)變壓器外觀是否有明顯反映故障性質(zhì)的異常現(xiàn)象；

　　(4)氣體繼電器中積聚的氣體是否易燃；

　　(5)氣體繼電器中氣體和油中溶解氣體的色譜分析結(jié)果；

　　(6)必要的電氣試驗結(jié)果；

　　(7)變壓器其他繼電保護裝置的動作。

　　(3)變壓器跳閘和滅火

　　1.變壓器跳閘后，立即查明原因。如果綜合判斷證明變壓器跳閘不是內(nèi)部故障引起的，可以重新投入運行。如果變壓器有內(nèi)部故障跡象，應(yīng)進行進一步檢查。

　　2.變壓器跳閘后，立即停止油泵。

　　3.變壓器著火時，立即切斷電源，關(guān)閉冷卻器，并迅速采取滅火措施，防止火勢蔓延。

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