配电变压器常见故障分析
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２０１３年１０月下 配电变压器常见故障分析
赵冀，冯云川（国网重庆市电力公司江津供电分公司，重庆江津４０２２６０）
【摘 要】电能的最终利用绝大部分都是通过配电变压器的桥梁和纽带作用来实现的，在配电系统中，配电变压器占有着非常重要的位置。本 文结合现场实际，主要对大型变压器显性故障的原因和特征进行了叙述和分析，介绍了现场常见的处理办法，也是一些比较简单的办法。 【关键词】配电；变压器；显性；故障 【中图分类号】ＴＭ４２１ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】１００６—４２２２（２０１３）２０—００８７—０２
引言 电力变压器作为电力系统和广大企业用户广泛应用的电 气设备，在电力输送、分配和使用过程中发挥着核心关键作 用。随着社会经济的快速发展，人们的生活水平和需求也相应 提高，对电能的需求正不断增长，各级电网负荷亦随之攀升。 由于用电负荷的攀升，配电变压器的运行管理工作日渐繁重． 故障发生率亦呈现上升的趋势。所以，必须加强运行管理工 作，有效抑制或预防其故障的发生，向广大用电客户提供安 全、稳定和优质的电能。以下主要阐述了配电变压器四种显性 故障．并提出了相应的处理措施及预防措施。 １套管闪络放电原因及处理措施 变压器在运行过程中发生异常和故障时，往往伴随相应 外观特征，通过这些简单的外部现象，可以发现一些缺陷并对 异常和故障进行定性分析。而套管闪络放电会使其本身发热、 老化，引发变压器出口短路事故，其主要原因和措施有： （１）表面脏污，在阴雨潮湿天气下，因脏污的导电性能提 高而放电。需对变压器停电清扫套管，并涂ＲＴＶ长效涂料以 提高其防污闪性能。 （２）安装检修或制造时即有缺陷。试验时介质损失角等绝 缘指标超标或瓷件不完整，需更换套管。 （３）设计时外爬电距离选用的小，变压器又处在污秽等级 高的地区运行。更换爬电距离大的套管或硅橡胶外绝缘的套 管或采取加硅橡胶增爬裙等防污闪措施。 （４）系统出现内部过电压和大气过电压。对套管及变压器 进行试验和检查．全部合格后方可投入运行。 （５）套管表面附有杂物短接部分瓷裙。带电用绝缘杆挑出 即可。 （６）雨雪天气或伏冰，停止运行。 ２变压器的声音和温度故障及处理措施 ２．１异常响声 （１）内部夹件或压紧铁心的螺丝、拉带松动，铁心的硅钢 片震动增大，有明显的杂音；需吊罩处理。 （２）变压器发出“咕嘟咕嘟”的开水沸腾声，可能是变压器 绕组发生层间或匝间短路而烧坏，使其附近的零件严重发热。 分接开关的接触不良而局部点有严重过热．必会出现这种声 音。此时，应立即停止变压器的运行，进行检修。 （３）当声响中夹有爆裂声，既大又不均匀时，可能是变压 器本身绝缘有击穿现象。导电引线通过空气对变压器外壳的 放电声：如果听到通过液体沉闷的“噼啪”声．则是导体通过变 压器油面对外壳的放电声。如属绝缘距离不够，则应停电吊心 检查，加强绝缘或增设绝缘隔板。声响中夹有连续的、有规律 的撞击或摩擦声时，可能是变压器的某些部件因铁心振动而 造成机械接触。如果发生在油箱外壁上的油管或电线处．可用 增加其间距离或增强固定采解决。 （４）如果音响中产生比较有规律的摩擦或者桩基声音时， 那么有可能是因为变压器的某些地方因为铁芯振动而产生的 机械接触，也可能是因为静电放电而产生的声音异常，如果所 有的测量表指示以及温度都没有变化，那么虽然产生了不正 常的声音，但是不会对正常运行产生危害，不需要立即停止工 作，可以再规定的检修时间内进行检修，将故障排除。 ２．２温度异常 变压器的许多故障往往会伴随温度的变化．规程规定变 压器上层油温不得超过９５℃．温升不得超过５５ｃＣ：引起变压 器温度异常的主要原因和措施有： （１）铁心多点接地、裸金属过热等变压器内部故障。需甄 别处理。 （２）新安装或大修后，散热器阀门未打开，不能正常循环 散热。检查油泵运转和流速表的动作情况，开启未打开的阀门 （３）呼吸器堵塞或严重渗漏油影响散热 （４）变压器结构不合理，因漏磁引起箱壳局部过热，有时 会达到上百摄氏度。可在具体部位加装隔磁材料 （５）冷却装置运行不正常，影响散热。 ３变压器铁心接地故障特征与防治措施 目前运行的变压器，由于制造工艺质量．运输、安装和运 行维护等原因，在变压器运行过程中，铁心接地故障往往时有 发生，且在变压器各类故障中占相当的比例．而铁心多点接地 故障点往往发生在视角不易发现之处，发生原因和表现的特 征各式各样，给现场处理和查找带来一定的难度。 ３．１变压器铁心接地故障的表现特征 变压器发生铁心接地故障的原因和现场表现形式各种各 样，但其故障特征往往有共同的规律可循．需要熟悉变压器的
结构特点，了解容易发生多点接地的部位，并结合各类试验数 据进行综合分析，就能对多余接地点准确定位；综合分析时． 应重点把握铁心接地故障的如下表现特征： ３．１．１油色谱分析的表现特征 一般情况下．铁心接地点之间会产生环流．直接表现在铁 心的过热上，加快变压器油的裂化和分解．产生可燃性的特征 气体，初期一般为３００～７００℃的中温过热．故障编码一般为 ０２１，这就必然使变压器油的色谱分析异常。 ３．１．２电气测量的表现特征 ①大部分变压器铁心多点接地的接地点，不是从接地套 管一处引出．而是在不同的位置形成环流通道，故在变压器正 常运行时，从引出的接地线上，测量铁心接地的电流，将明显 增大，往往超出《电力设备预防性试验规程》一般不大于０．１Ａ 的要求，停电用兆欧遥测铁心绝缘．阻值很低，往往小于 ５ＭＱ，甚至用万用表即可测量出其接触电阻值。（ 多点接地故 障点是从接地套管一处引出，往往通过电气测量不能判定，测 的铁心绝缘电阻和接地电流正常，只能结合色谱分析在有怀 疑时．对变压器停电进行检查．可在放出部分油后，打开接地 套管．观察接地引线是否过长、裸露，该部位的硅铜片有无放 电和烧伤痕迹．直接找到多余接地点。 ３．１３吊罩检查的表现特征 变压器大修和铁心接地处理需要吊罩时．查找多点接地 部位应注意如下特征：①首先检查铁心的外观，有无明显的放 电和烧伤、过热痕迹，有无运输定位钉、铁心夹件等金属物碰 及铁心，有无焊渣、铜丝、金属屑或脏杂物。②从铁心引线处施 加交流电压．可能会有放电声音或烧熔的烟气．发现多余接地 点。③将铁心与夹件的联结片打开，在铁轭两侧施加直流电 压，用万用表依次测量各级铁心叠片的电压，多余接地点处的 电压指示为零 ３．２变压器铁心接地故障的预防和处理措施 ３．２．Ｉ变压器安装和检修单位。应珍惜变压器安装和大修时的吊罩机会 ①测量铁心及夹件的绝缘电阻；②对未绝缘处理的铁心 接地联结片（或联结线）绝缘包扎处理；（ 将接地线外引至运 行中便于测量处．定期检测铁心接地电流．一般在０．５Ａ左右 或更小。 ３．２．２加强变压器运行监督．将电气试验和定期气相色谱分析结合起来 ①结合运行巡视定期测量铁心接地电流；②严格变压器 油色谱分析周期：注意：用三比值法判断铁心接地故障，必须 在油中各种气体含量足够高（一般是超出注意值）的前提下， 对各种气体含量正常的变压器，其比值没有意义，否则，容易 误判．造成不必要的经济损失 ４变压器出口短路故障预防措施 经现场分析判别，一旦确定绕组变形和绝缘材料损坏．只 能尽快修复，线圈修整或更换：实践证明：变压器在现场能够 更换线圈，这样既能缩短修复时间．又可减少返厂装运费用， 只要采取必要的防受潮和干燥等措施．应该是经济可行的．但 必须针对现场环境和技术条件等具体确定 减少电力变压器出口短路损坏事故，作为运行单位：①在 设备选型定货时．应尽量选用通过短路试验的变压器制造厂 家，并合理选择容量和适当提高短路阻抗，尽量减少不必要的 调压分节抽头。②要提高变压器近距离出线的绝缘水平，优化 电力变压器低压侧的运行环境。⑧并列运行的电力变压器可 考虑加装保护自投装置，正常方式开环运行，以减少短路时流 过变压器的短路电流。④提高继电保护装置的快速性，采用微 机保护装置．尽量压缩系统中保护的动作级差，缩短低压侧断 路器的掉闸时间，缩短短路电流通过电力变压器的作用时间 电力变压器近距离出口短路后．应尽快判别绕组是否变 形和绝缘是否损坏，以便确定变压器是否继续投运。（１）尽快进 行油色谱分析．根据气体组分含量进行分析，一旦Ｃ，Ｈ，急剧 上升，说明线圈可能烧坏或烧断，线包绝缘遭到破坏。②进行 全面电气试验．排除线圈绝缘损坏的可能．直流电阻测量是发 现绕组是否损坏的最有效手段。⑧进行变压器绕组变形测量 工作，要与以往测量的频响特性曲线进行横向和纵向对比分 析，判定电力变压器绕组是否变形。④在不能确定的条件下， 应进行吊罩检查，未经全面检查和综合分析，变压器不得投入 运行。对低压出口短路故障的几率进行减少，必须要保证变压 器低压部分具有良好的绝缘水平。 ５结语 虽然变压器出现的异常现象的原因比较多，但是只要我 们在日常运行中多听、多看、多记，积累实际中的经验，对处理 问题就有很大的帮助。同时除了依靠我们的日常积累的经验 进行分析处理外，还有就是要依据当时的具体故障现象、各个 参数变化以及保护动作情况进行综合分析、判断、处理。 参考文献 【１］贾德军，唐勇，崔学刚．电力变压器的故障判断与处理『ＪＩ．技术与市 场，２０１ ｌ（０６）：５６￣５７． 【２】许华骋．电力变压器常见故障及诊断技术『Ｊ１．科技促进发展（应用 版），２０１０（１０）：２３￣２４． ［３】王磊．铁路１０ｋＶ电力变压器故障分析ｌ Ｊｌ冲国西部科技，２Ｏｌ１（２０）： ４５￣４６ 收稿日期：２０１３—９一１０ 作者简介：赵冀（１９７４一），男，工程师，大学本科，主要从事电 网设备运维检修管理工作。 冯云川（１９７３一），男，助理工程师，大学本科，主要从事电 网设备运维检修管理工作。
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