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行业资讯

变压器运行中各种异常及故障原因分析

2020-09-08

  变压器的工作原理是电磁感应、变压、并网、传输和分配电能;电力变压器是变电站的核心设备,结构复杂,运行环境恶劣,其故障对供电可靠性有很大影响,因此有必要根据情况马上采取措施。变压器故障的分析和判别涉及到很多学科,如电工基础常识、高压、绝缘材料、化学分析等。以及熟悉自动化、热力学等。变压器故障种类繁多,实现形式各异,因此有必要熟悉其结构原理、现场运行情况以及各设备的特点。

(a)异常声音

 

  (一)异常声音

  正常运行时,交流电流通过变压器绕组,在铁芯中产生周期性的交变磁通量,导致硅钢片的磁性能膨胀和收缩,铁芯接头和叠片之间的磁力以及绕组导线之间的电磁力引起振动,“嗡嗡”声连续均匀,这是正常现象。如果变压器出现故障或运行异常,声音将会异常。主要原因如下:

  1.变压器过载时,音调很高,音量很大,会发出很重的“嗡嗡”声。

  2.当大功率负载启动时,如电弧、可控硅整流器等。负载变化很大,由于谐波作用,变压器中会马上发出“哇”声或“咯咯”的间歇声,并且在监视测量仪器时指针会摆动。

  3.当电网发生过电压时,如单相接地或不接地电网发生电磁谐振,变压器的声音比平时更尖锐。当这种情况发生时,可以结合电压表的指示进行综合判断。

  4.有些零件松动时,声音比正常高,有明显的噪音,但电流和电压没有明显的异常,这可能是由于压铁芯的内夹或螺丝松动,使硅钢片振动zengda。

  5.当变压器高压套管脏污、表面瓷釉脱落或存在裂纹时,会听到“嘶嘶声”。如果在夜间或雨天,在变压器高压套管附近看到蓝色电晕或火花,则意味着瓷瓶严重脏污或设备线卡接触不良。

  6.当变压器放电或接触不良时,会发出“吱吱”或“噼啪”的声音,这种声音会随着故障位置的距离而变化。

  7.当变压器的某些部件由于铁心振动而发生机械接触时,会有持续而有规律的冲击或摩擦声。

  8.当变压器内有水沸腾声,温度急剧变化,油位上升时,应判断变压器绕组短路或分接开关因接触不良而严重过热。此时,应马上停止变压器进行检查。

  9.当变压器铁心接地断开时,会有分裂声,变压器绕组会短路或放电时会有爆裂声,严重时会有巨大的轰鸣声,可能会发生火灾。

(二)外观、颜色、气味异常

 

      (二)外观、颜色、气味异常

  变压器内部故障和各种部件过热会导致一系列气味和颜色变化。

  1.防爆管防爆膜破裂会导致水和湿气进入变压器,导致绝缘油乳化,降低变压器绝缘强度,这可能是内部故障或呼吸器不良造成的。

  2.呼吸器硅胶变色可能是由于过度吸湿、垫圈损坏、油室进水过多等原因造成的。

  3.瓷套连接紧固件松动,表面接触过热氧化,导致变色和异味。(颜色变暗,失去光泽,表面涂层受损。

  4.瓷套结垢引起的电晕和闪络会散发出奇怪的气味,冷却风扇和油泵烧毁时会产生烧焦气味。

  5.变压器漏磁断磁能力差,磁场分布不均匀,会产生涡流,局部油箱过热,导致换漆或掉漆。

(三)油温和颜色异常

 

  (三)油温和颜色异常

  变压器的许多故障都伴随着急剧的温升和油颜色的急剧变化。如果发现在相同的正常条件下(负荷、环境温度、冷却),温度比平时高10以上,或负荷不变,温度持续上升(仪表无异常),则认为变压器有异常现象,原因如下:

  1.由于涡流或夹芯螺栓绝缘损坏,变压器油温会升高。

  2.绕组局部层间或匝间短路、内部接触失效、二次线大电阻短路等。会引起变压器温度异常。

  3.过载、环境温度高、冷却风扇和输油泵故障、风扇电机损坏、散热器管结垢或冷却效果不佳、散热器阀未打开、漏油导致油量不足等。会导致变压器温度异常。

  4.当油颜色发生显著变化时,应进行跟踪和测试。发现油中含有碳粒和水分,油的酸值升高,雷电降低,油的绝缘强度降低,容易造成绕组和外壳的击穿。这时,应该及时制止。

(四)油位异常:

 

  (四)油位异常:

  1.虚假油位:(1)油标准管堵塞;(2)储油柜呼吸器堵塞;(3)防暴管气孔堵塞。

  2.油位过低:(1)变压器漏油严重;(2)维修人员因工作需要,多次放油后没有加油;(3)温度过低,油量不足;(4)储油柜容量不足,不能满足运行要求。

  (五)漏油

  变压器运行中常见漏油现象,主要原因如下:

  1.油箱和零件之间的连接密封不良,焊接件或铸件有缺陷,并且在操作过程中会产生额外的负载或振动。

  2.内部故障使油温升高,造成油体积膨胀,造成漏油或喷油。

(六)油枕或防暴管注油

 

  (六)油枕或防暴管注油

  1.当二次系统突然短路时,保护拒动,或内部短路故障,气孔和防暴管堵塞。

  2.内部高温高热会使变压器突然喷油,喷油后油位会下降,可能引起气体保护动作。

      (七)分接开关故障

  变压器油箱有“吱吱”放电声,电流表随声摆动,气体保护可能发出信号,油绝缘降低,这可能是分接开关故障引起的现象。分接开关故障的原因如下:

  1.由于接触弹簧压力不足、接触辊压力不均匀、有效接触表面积减小以及涂层机械强度不足导致的严重磨损,分接开关被烧毁。

  2.分接开关连接器接触不良,无法承受短路电流冲击。

  3.当分接开关被切换时,由于分离位置的错误切换,开关被烧坏。

  4.相间绝缘距离不够,或绝缘材料性能降低,过电压造成短路。

(八)绝缘套管闪络和爆炸故障

 

  (八)绝缘套管闪络和爆炸故障

  外壳密封不严密,绝缘因进水而损坏;套管的电容器芯制造不良,内部自由放电;否则严重的套管结垢和套管裂纹会引起套管闪络和爆炸事故。

  (九)三相电压不平衡

  1.三相负载不平衡导致中性点位移和三相电压不平衡。

  2.系统发生铁磁谐振,使三相电压不平衡。

  3.绕组发生匝间短路或层间短路,导致三相电压不平衡。

(十)继电保护动作

 

  (十)继电保护动作

  继电保护动作表明变压器有故障。气体保护是变压器的主要保护之一,可以保护变压器的大部分故障。它通常先通过轻气体动作发出信号,然后气体动作跳闸。

  轻气动作的原因:(1)空气进入变压器是由于滤油、加油和冷却系统不严密。(2)温度下降和漏油导致油位缓慢下降。(3)变压器内部故障产生少量气体。(4)变压器内部故障短路。(5)保护装置二次回路故障。

  当变压器在外部检查中未发现异常时,应查明气体继电器中气体的性质:如果气体继电器中积聚的气体不可燃,无色无味,混合气体主要为惰性气体,含氧量大于6个点,油的燃点不降低,则说明变压器内部有故障,应根据气体继电器中积聚的气体来判断变压器内部故障的性质;如果气体的颜色为黄色且不可燃,且一氧化碳含量大于1个点-2个点,则木材绝缘受损;灰色、黑色、易燃,含氢量低于3个点,有焦油味,燃点较低,表示油因过滤而分解或油中发生闪络故障;浅灰色,有强烈气味,易燃,是纸或纸板的绝缘损伤。

  通过对变压器运行中各种异常和故障的分析,可以了解和掌握变压器异常运行的处理方法。

二、变压器运行中的异常现象处理方法

 

  二、变压器运行中的异常现象处理方法

  (一)运行中异常现象的处理1.当值班人员发现变压器运行中有异常现象时,应尽快排除,并向上级汇报,做好记录。

  2.有下列情况之一时,应马上关闭变压器。如果有备用变压器在使用,应尽快投入运行:

  (1)变压器噪声明显zengda,异常,内部有爆裂声;

  (2)严重漏油或喷油导致油位下降到油位计指示ji限以下;

  (3)套管损坏严重,排放;

  (4)变压器冒烟着火。

  3.当发生危及变压器anquan的故障,且变压器相关保护装置拒动时,值班人员应马上关闭变压器。

  4.当变压器附近的设备着火、爆炸或发生其他情况,对变压器造成严重威胁时,值班人员应马上关闭变压器。

  5.当变压器油温升至规定值以上时,值班人员应按以下步骤进行检查和处理:

  (1)检查变压器负荷和冷却介质的温度,并在相同负荷和冷却介质温度下与正常温度进行核对;

  (2)检查温度装置;

  (3)检查变压器冷却装置或变压器室的通风情况。

  如果温升是由于冷却系统故障造成的,并且在运行中无法修复,则应关闭变压器进行维护;如果不能马上停止维护,值班人员应根据现场规程的规定,在允许的运行温度下,将变压器的负荷调整到相应的容量。在正常负荷和冷却条件下,如果变压器温度异常并持续上升,经检查证明温度指示正确,则认为变压器有内部故障,应马上停机。

  变压器在各种过量恒流模式下运行。如果zuigao油温超过105,应马上降低负荷。

  6.当变压器内的油因温度低而停滞时,冷却器不应空载运行,同时应监测zuigao油温,并逐渐增加负荷,直至相应数量的冷却器投入运行。

  7.当发现变压器油位明显低于当时油温时,应查明原因。加油时应遵守规定,严禁从变压器下部加油。

  8.由于温度升高,变压器油位可能高于油位指示限值。如果发现不是虚假油位造成的,应排油,将油位降至与当时油温对应的高度,以免漏油。

  9.当铁芯多点接地且接地电流较大时,应按排进行修理。在缺陷消除之前,可采取措施将电流限制在100毫安左右,并加强监控。

  10.如果系统单相接地,监控消弧线圈和与消弧线圈相连的变压器的运行。

(二)气体保护装置动作的处理

 

  (二)气体保护装置动作的处理

  当气体保护信号动作时,应马上检查变压器,查明动作原因,是空气积聚、油位降低、二次回路故障还是变压器内部故障。当气体保护动作跳闸时,在故障消除前,变压器不得投入运行。要找出原因,大家应该考虑以下因素并做出综合判断:

  (1)是否有呼吸不畅或排气;

  (2)保护、DC等二次回路是否正常;

  (3)变压器外观是否有明显反映故障性质的异常现象;

  (4)气体继电器中积聚的气体是否易燃;

  (5)气体继电器中气体和油中溶解气体的色谱分析结果;

  (6)必要的电气试验结果;

  (7)变压器其他继电保护装置的动作。

  (3)变压器跳闸和灭火

  1.变压器跳闸后,马上查明原因。如果综合判断证明变压器跳闸不是内部故障引起的,可以重新投入运行。如果变压器有内部故障迹象,应进行进一步检查。

  2.变压器跳闸后,马上停止油泵。

  3.变压器着火时,马上切断电源,关闭冷却器,并迅速采取灭火措施,防止火势蔓延。

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