电力变压器故障诊断及处理方法
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电力变压器故障诊断方法概述传统的电力变压器故障诊断方法存在各自的局限性:中性点电流法所依据的参数模型理论是一种理想情况,实际试验中,冲击电压发生器放电离散性(导致冲击波波形和持续时间差异性)、变压器复杂的内部结构(表现为绕组间的局部放电)、电磁和噪声强干扰都严重影响示伤电流波形;传递函数法虽然解决了上述问题,但其单一的频域判断技术在很大程度依赖试验人员的经验,对于细微的差别,是变压器内部绕组的局部放电还是击穿会有不同解释,更无法实现故障的识别。
本文提出了一种新的基于联合时频分析的故障判别方法,其判别步骤是:1)根据试验数据,计算在50%冲击电压下变压器的传递函数,即建立该被试变压器在冲击电压下的输入输出模型;2)基于该模型计算100%冲击电压下基准示伤电流,这是一个理论值;3)计算基准示伤电流与实测示伤电流的差异示伤电流信号;4)应用联合时频理论分析差异示伤电流信号,得到与故障类型对应的三维时频分布图,试验人员可查询时频分布图对故障类型作识别或者由计算机自动识别。
图1反映了上述三种方法的不同框架。
2 基于联合时频技术的电力变压器诊断方法理论分析传统的信号分析方法一般从时域或频域分析中确定或随机信号的参数,这些参数没有充分的描述信号的物理情况,如信号的频谱含量在时间上的演变。
联合时频分析正是这种描述并研究信号的时变频谱的分析理论,可以从信号对应的时频分布图中捕获常规分析方法中不能发现的特征。
联合时频分析算法的任务是对信号ε(t)构造一个联合时频函数,能够同时在时域和频域上描述信号的各类密度,如能量密度。
为了实现上述目标,首先寻找一个联合密度函数P(t,f)来表示信号在时间t和频率f上的强度,在理想的情况下它应该满足时间与频率的边缘条件:上式表明把某一特定时间的所有频率的能量分布加起来,可以得到瞬时能量;如果把某一特定频率的能量分布在全部时间加起来,得到能量密度频谱。
由此可以满足总能量要求:1960年建立的一种新的分布(即采用核函数表征时频分布)的特性是通过对核的简单约束来反映,并通过考察核来确定这个分布的特性。
变压器故障的诊断与检修电力变压器属于现代电力系统中的核心设备之一,变压器的稳定运行会在很大程度上对电网输配电的可靠性产生影响。
变压器在实际的运行过程中因为各种因素的干扰或影响,必然会出现一些故障现象,科学的对变压器故障问题实施诊断并采取有效的检修处理措施,才能够确保变压器的安全稳定运行。
文章结合作者实际工作经验,分析了变压器的用途与分类,并探讨了几种常见的故障诊断方法,最后就变压器实际运行过程中容易发生的几类故障的检修处理方法进行了论述。
标签:变压器;故障诊断;检修技术变压器属于电力系统中的重要组成部分,它在电力系统中占据了非常关键的地位,然而从实际工作中我们能够得知,变压器也是电力系统中故障率最高的设备之一。
电力变压器运行的稳定性将会直接影响到整个电力系统的安全,所以我们应当对变压器的运行情况进行检测,尽可能提前排除变压器可能存在的故障因素,从而为其良好运行打下坚实基础。
1 电力变压器的用途与分类在我们的日常生活中,能够看到的电气设备类型较为多样,各种不同类型的电气设备自身额定电压是不同的,而我们日常生活中使用到的电压也并非是发电厂直接输送而来,因为电能在进行传输的过程中肯定会存在一部分的热损耗,因此在无形中便会降低电能的利用率,所以为了防止这一问题的出现,必须要提升传输电能电压,而这一步骤就要依靠变压器来完成。
从本质上来说,升压变压器主要负责的是提升从电压厂输出的电压,从而帮助电压的稳定传送。
我们了解了变压器的主要用途之后,便应当对其分类有所了解。
电力变压器的类型非常多,不同类型的变压器自身所拥有的功能也是不同的,如果我们对电力变压器实施分类,按照其冷却方式的差异性,变压器一般可划分为油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、干式变压器和充气式变压器等;而根据线圈结构来划分,变压器通常包含了单线圈变压器、双线圈变压器、三线圈变压器和多线圈变压器;从实际用途上来划分,一般可分为电力变压器、特种变压器和调压器等[1]。
浅谈变压器主变温度计故障的诊断及处理摘要:变压器是电力系统中重要而又昂贵的输变电设备,它的工作状态直接关系到电力系统的安全稳定运行,而变压器温度计(简称温度计)是变电站为掌握变压器运行情况而采用的最经济,使用频率最高的手段。
本文作者分析了变压器主变温度计故障原因,并提出处理措施。
关键词:变压器;主变温度计;故障0、引言变压器是变电站的核心设备之一,变压器是由铁芯、线圈、油箱、油枕、呼吸器、防爆管、散热器、绝缘套管、分接开关、瓦斯继电器、还有温度计、热虹吸等附件组成。
变压器在输配电系统中占有极其重要的地位,它的主要用途是升高电压把电能送到用电地区,再把电压降低为各级使用电压,以满足用电需要。
变压器是连接各种电压等级母线的中间环节,一旦发生故障,轻则会造成大面积停电,给工农业生产带来极大的危害,重则会危及整个电力系统的稳定。
面对变压器在运行中的各种异常及故障现象,每一个电力运行人员应能作出迅速而正确的判断与处理,尽快消除设备隐患及缺陷,从而保证变压器的安全运行及电力系统的安全稳定。
变压器故障以超温为最常见,主变超温往往是变压器各种故障的先兆。
我局对主变温度监控非常重视,在每个变电站都建立了主变温度监控档案,以便运行人员及早发现主变温度异常的问题,同时还结合一些主变超温的处理方法,以防止主变故障的发生。
1、变压器概述电力变压器是电力系统中广泛使用的高压电器设备,其在运行的过程中一旦发生故障,极容易影响到整个电力系统的供电质量和稳定性,甚至是可能造成巨大的经济损失。
因此在目前的工作中,以充分理解变压器的组成、运行原理并对常见的各种故障出现原因进行分析和诊断十分关键,对保证变压器的正常持续工作有着极为关键和重要的意义。
1.1变压器概念所谓的变压器就是在工作的过程中利用电磁感应原理来对原有的电流和电压进行改变的一种装置,其在应用的过程中主要的构成有初级线圈、次级线圈以及铁芯等。
在变压器的应用中,电压的交换、电流交换以及稳压等功能。
學號________________密級________________ 大學本科畢業論文電力變壓器的故障診斷分析院(系)名稱:專業名稱:學生姓名:指導教師:二○一一年十月鄭重申明本人呈交的學位論文,是在導師的指導下,獨立進行研究工作所取得的成果,所有數據、圖片資料真實可靠。
盡我所知,除文中已經注明引用的內容外,本學位論文的研究成果不包含他人享有著作權的內容。
對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體,均已在文中以明確的方式標明。
本學位論文的知識產權歸屬於培養單位。
本人簽名:日期:BACHELOR'S DEGREE THESIS OF WUHAN UNIVERSITYPower transformer fault diagnosisand analysisCollege :Subject :Name :Director :Oct 2011目錄摘要 (5)第一章电力变压器故障检测绪论 (7)1.1造成变压器故障的原因....................... 7错误!未定义书签。
1.2变压器故障的种类 (8)第二章电力变压器故障检测的现状 (9)第三章目前电力变压器故障检测存在的问题. (11)第四章电力变压器故障诊断的方法 (12)4.1油中溶解气体分析法 (12)4.1.1单项成分超标分析法 (13)4.1.2特征气体色谱的分析和判断 (13)4.2 在线检测技术 (14)4.2.1 局部放电在线监测 (15)4.2.1油中气体含量的在线监测 (16)4.4.3绕组故障的在线监测 (17)4.3 建立完备的变压器历史资料库 (18)结束语 (20)參考文獻 (21)致謝 (22)摘要電力變壓器是電力系統中重要的電氣設備之一,它一旦發生事故,則所需的修復時間較長,造成的影響也比較嚴重。
隨著我國電力工業的迅速發展,電網規模不斷擴大,電力變壓器的單機容量和安裝容量隨之不斷增加,電壓等級也在不斷地提高。
电力变压器故障的诊断与检修刘流楼渊王震海石雪梅发表时间:2019-08-15T16:21:49.240Z 来源:《当代电力文化》2019年第07期作者:刘流楼渊王震海石雪梅[导读] 电力企业日常在发展过程中非常重视日常的管理工作,但是却忽略了后期基本工作的维修以及定期检查的工作,这种工作模式有一定要的不合理性能。
国网安徽省电力有限公司建设分公司,安徽合肥 230031摘要:电力企业日常在发展过程中非常重视日常的管理工作,但是却忽略了后期基本工作的维修以及定期检查的工作,这种工作模式有一定要的不合理性能。
但是很多工作人员都没有给予足够的准备及重视,很多地区的检修力度很大,但是很多工作人员缺少专业的检修技术,导致目前我国大部分电网规模都存在着非常多的差异及问题,这些都有待解决。
关键词:电力;变压器故障;诊断检修中图分类号:TM736文献标识码:A引言变压器是电力系统的重要组成部分,变压器能否正常工作直接关系到电力系统的运行是否安全可靠。
传统的事后和定期检修方式不仅周期长、效率低,而且检修成本高,因此状态检修成为目前变电设备检修的发展趋势。
通过建立检修故障率模型,在变压器检测模型中运用浴盆曲线和威布尔分布计算了其发生的故障率,通过检修延长变压器工作寿命。
同时维修也需考虑成本问题,提出了分析单位成本发生故障概率的下降度来选择3种不同检修策略:大修、小修或不修。
1电力变压器故障的诊断1.1绝缘系统受到损坏诊断方法变压器内部有很多绝缘体,如果内部的部分绝缘体出现故障情况,就会引起绝缘性能受损的情况,这种运行机制非常复杂,主要有以下几种主要的表现形式。
(1)变压器内部如果受到严重的损坏最可能的情况就是零件受潮而引起的,这样会降低整个系统的绝缘性能。
(2)如果变压器长时间处于过重的负荷状态,那么整个系统运行过程中就会缺少绝缘系统的应用保护操作,进而引起相关部位的老化现象,如果绝缘系统出现不当会加重老化现象的产生。
电力变压器常见内部故障原因分析及处理措施摘要:电力用户对电力需求的大大提高,在一定程度上推动了电力行业的发展,所以电力企业要认真分析电力用户的实际需要,通过变革科学技术和手段,完善电力设备和装置,更好地为人们提供正常的电力运行系统,可以促进电力系统的正常运行。
电力变压器在具体运行的时候,会出现许多故障问题,工作人员要充分地分析并把握故障原因,结合相关数据,编制可行的解决方案,综合电力变压器的多方面内容,增强设备的使用效果,准确锁定故障问题,提出具体的检修措施,进而排除故障问题。
关键词:电力变压器;故障分析;处理引言电力变压器在运行过程中,由于外部环境、设备自身以及其他多种因素的影响,导致设备故障的发生频率相对比较高,为了更好的保证电力变压器安全、稳定、高效的运行,必须要准确分析内部故障原因进行具体问题具体分析,结合设备问题原因,快速采取有效措施予以优化处理,同时对于每一次的处理结果也不能有所松懈,要加强记录,积极总结已有的故障解决经验,做好故障排查工作,将相关问题扼杀于摇篮之中,使得变压器能够长期、可靠、稳定、高效的运行。
1变压器概述现代化社会发展趋势下我国电力设备与电气稳定性成为社会广泛关注的一大热点,电气设备稳定运行中电力系统对电子设备检修成本、可靠性及其稳定性提出更高要求,据此在这一背景下电力变压器涉及到的检修工作成为电力维护人员主要管理的重要组成部分。
本文主要以变压器检修维护中常见故障分析与处理措施为讨论方向,参考前人结论的基础上,深度探析了相关处理措施,旨在为我国电力系统稳定运行发展与电力变压器检修效率提升做出贡献。
2电力变压器故障的主要原因2.1线路过热故障电力变压器在使用的过程中存在的其中一个故障问题,就是线路过热的情况。
这是因为电力变压器在使用的时候,电流出现异常情况,导致线路过热,并出现故障问题。
电路回路的时候,因为电阻的不断增加,从而引发线路过热现象,一旦电路散热不及时,就会使整个线路的温度急速上升。
电力变压器的故障诊断与预测方法研究电力变压器是电力系统中不可或缺的关键设备,其正常运行对于电力系统的稳定运行起着重要的作用。
然而,由于变压器长期工作在高温、高湿、高电场等恶劣环境下,其内部的绝缘材料容易老化,从而导致变压器的故障。
为了提前发现变压器的潜在故障,避免事故发生并确保电力系统的稳定供电,故障诊断与预测方法成为变压器研究的重点。
变压器故障诊断与预测方法的研究可以分为实时监测与离线诊断两个方面。
实时监测是通过传感器安装在变压器的关键部位,实时采集变压器运行数据,如温度、电流、振动等,然后通过信号处理与数据分析技术,提取有用的特征信息,并建立变压器的故障特征模型。
通过与已知故障模型进行对比分析,可以及时发现变压器的异常状况。
离线诊断是通过对变压器的内部绝缘材料进行检测,如绝缘油的分析、红外热像仪的应用等。
这些方法可以检测变压器内部的绝缘材料是否老化、是否存在短路等故障。
在实时监测方面,近年来,随着物联网技术的快速发展,越来越多的变压器开始采用无线传感器网络进行监测。
传感器网络可以在变压器各个关键部位分布式地布置传感器节点,实时采集变压器的运行状态数据,利用无线通信技术将数据传输到远程的数据中心进行实时监测和分析。
同时,利用大数据分析技术,对采集到的大量数据进行处理,提取出变压器异常的特征,从而实现对变压器故障的早期预警。
在离线诊断方面,绝缘油分析是一种常用的方法。
变压器内部的绝缘油可以反映变压器的运行状态和绝缘材料的老化情况。
通过对绝缘油的采集和分析,可以了解绝缘材料的老化程度,发现潜在故障,有助于制定修复策略和延长变压器的使用寿命。
此外,红外热像仪的应用也是一种常见的离线诊断方法。
红外热像仪可以测量变压器表面的温度分布,通过温度分布的异常变化可以预测变压器内部绝缘材料的故障情况。
然而,这些故障诊断和预测方法在实际应用中还存在一些问题和挑战。
首先,变压器运行数据的采集和处理需要大量的计算资源和存储空间,对于部分资源有限的地区可能存在困难。
电力变压器故障分析与诊断[摘要]电力变压器是电力系统中最关键的设备之一,它承担着电压变换,电能分配和传输,并提供电力服务。
因此,变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证,必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。
但由于变压器长期运行,故障和事故总不可能完全避免,且引发故障和事故又出于众多方面的原因。
如外力的破坏和影响,不可抗拒的自然灾害,安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患,特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响,已成为发生故障的主要因素。
同时,部分工作人员业务素质不高、技术水平不够或违章作业等,都会造成事故或导致事故的扩大,从而危及电力系统的安全运行……[关键词]电力变压器故障电力系统分析诊断中图分类号:c34 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)23-0041-011 变压器故障油浸电力变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。
内部故障为变压器油箱内发生的各种故障,其主要类型有:各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。
外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障,其主要类型有:绝缘套管闪落或破碎而发生的接地<通过外壳)短路,引出线之间发生相间故障等而引起变压器内部故障或绕组变形等。
变压器的内部故障从性质上一般又分为热故障和电故障两大类。
热故障通常为变压器内部局部过热、温度升高。
根据其严重程度,热性故障常被分为轻度过热(一般低于150℃)、低温过热(150—300℃)、中温过热(300~700℃)、高温过热(一般高于700℃)四种故障隋况。
电故障通常指变压器内部在高电场强度的作用下,造成绝缘性能下降或劣化的故障。
根据放电的能量密度不同,电故障又分为局部放电、火花放电和高能电弧放电三种故障类型。
由于变压器故障涉及面较广,具体类型的划分方式较多,如从回路划分主要有电路故障、磁路故障和油路故障。
电力变压器状态评估及故障诊断方法摘要:电网的安全运行能保证电力的正常供应,如果因一些电力事故而导致的停电事件,不仅会对人们的生活造成影响,造成经济损失,还会引起很多的社会问题。
而造成停电的原因就是输电网架的老化,还有相关设备的老化。
所以对于电力设备如电力变压器的故障诊断就显得格外重要。
同时也可促进对于一些未出现的故障在设计时进行防范,提升电网建设质量。
本文主要探讨电力变压器状态评估及故障诊断方法。
关键词:电力变压器;状态评估;故障诊断方法引言在电力系统中,变压器是十分重要的设备之一,其能够实现电压的变换,电能的分配以及传输。
因此,电力变压器能够正常运行是电力系统安全性、可靠性的基本保证。
随着社会的不断发展,人们对电力的需求越来越高,对变压器也提出了更高的要求,但是电力变压器在长时间的运行过程中难免会出现一些故障,例如外在因素对变压器的影响和破坏等,因此需要对变压器进行定期维护,并且维修人员还需要掌握常见的检修方法,以便快速地处理变压器的故障,恢复电力的供应。
1 配电变压器变压器主要是指利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,是一种静止用电器,多由初级线圈、次级线圈和铁芯构成,对电流、电压、阻抗进行改变。
供电所的配电变压器也可以将其简称为配电,指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。
当下比较流行的配电变压器主要有油浸式变压器和非晶合金变压器两种。
现阶段随着科学技术的进步,配电变压器也紧跟时代的步伐在机械性能方面进行不同程度的创新和改善,配电变压器在供电所整体运行中占据着主导位置,供电所可以利用配电变压器和保护系统保证电流的稳定。
配电变压器会在电器设备出现问题时及时和其他机械断开连接,确保配电变压器正常运行,同时也能保证电流运行的稳定性,便于检查维护工作顺利开展。
2 电力变压器状态评估方法(1)分析油中的色谱图。
通过分析变压器导热油的色谱信息,可以及时发现变压器是否存在局部热量过高或者存在局部放电的现象。
电力变压器铁芯接地常见故障判断及处理措施摘要:随着电力系统容量的日益增大,主变压器的运行安全对于供电的可靠性也日益重要。
统计资料表明,变压器铁芯接地故障约占电力变压器故障总数的三分之一。
因此,变压器铁芯接地问题的研究对于变压器生产、安装、运行、维护和电网的安全、稳定运行有着重要的现实意义。
本文重点分析了变压器铁芯接地的原因和处理铁芯接地故障的方法,并提出了预防故障发生的措施。
关键词:电力变压器;铁芯;处理0前言铁芯是变压器的磁路,是变压器完成能量转换的通道。
电力变压器正常运行时,铁芯必须有一点可靠接地。
若没有接地,铁芯对地的悬浮电压会造成铁芯对地断续性击穿放电。
为了将铁芯的电位保持在接近地电位,在铁芯上设置了一个固定的接地点(一般在上部,也有在下部)。
但当铁芯出现两点以上接地时,铁芯间的不均匀电位会在接地点之间形成环流,并造成铁芯多点接地发热的故障。
变压器的铁芯接地故障会造成铁芯局部过热,严重时会造成铁芯局部温升增加、轻瓦斯动作,甚至将会造成重瓦斯动作而跳闸的事故。
烧熔的局部铁芯形成铁芯片间的短路故障,严重影响变压器的性能和正常工作,以致必须更换铁芯硅钢片加以修复。
1 造成铁芯接地故障的主要原因(1)安装过程中的疏忽。
完工后未将变压器油箱顶盖上运输用的定位钉翻转或卸除。
(2)制造或大修过程中的疏忽。
铁芯夹件的支板距芯柱太近,硅钢片翘凸而触及夹件支板或铁轭螺杆衬套过长,碰及铁轭硅钢片。
(3)铁芯下夹件垫脚与铁轭间的纸板脱落,造成垫脚与硅钢片相碰或变压器纸板受潮形成短路接地。
(4)潜油泵轴承磨损,金属粉末沉积箱底,受电磁力影响形成导电小桥,使铁轭与垫脚或箱底接通。
(5)油箱中不慎落入金属异物,如铜丝、焊条头或铁芯碎片等造成多点接地。
(6)下夹件与铁轭阶梯间的木垫块受潮或表面附有大量油泥、水份和杂质使其绝缘被破坏。
(7)变压器的油泥污垢堵塞铁芯纵向散热油道,形成短路接地。
(8)变压器油箱和散热器等在制造过程中,由于焊渣清理不彻底,当变压器运行时,在油流的作用下,杂质往往被堆积在一起,使铁芯与油箱壁短接。
电力变压器常见内部故障原因分析及处理措施摘要:随着工业用电量的日益增加,作为整个供配电核心的电力变压器更是确保供配电系统安全稳定运行的关键,变压器发生故障不止影响系统供配电系统的正常运行,也会给电力生产上造成经济损失,为了使得供配电系统能够高效率高稳定地运行,运行过程中巩固和完善变压器的日常运行维护管理就显得尤为重要,只要我们在平时巡检和定检过程中注意观察、巡视设备时对变压器是否正常运行多加注意,加强历次运行数据和试验数据的对比,就可以及时察觉失常故障现象,然后有针对性地采取措施解决故障预防事故的发生,为生产生活提供更加安全、可靠、高质量的电力能源。
关键词:电力变压器;内部故障;处理措施1变压器主体结构简介变压器的器身包括了铁芯夹件、高低压绕组、绝缘结构等。
油浸式变压器的铁芯和绕组都浸没在绝缘油里,其中还包括油箱、油枕及其所有附件,降温装置是主要依靠散热片和风扇冷却;进出线装置则为高低压套管;保护装置包括了油枕、油表安全气道、呼吸器、净油器、瓦斯继电器和测温元件等;变压器绝缘油兼有散热、绝缘、防止内部元件和材料老化、以及在内部发生故障时起到熄灭电弧的作用。
而干式变压器的铁芯和绕组的冷却介质是空气,主要依靠自然冷却和风扇冷却;为了便于制造和维护,小容量、低电压的特种变压器,也有干式变压器,例如励磁变、隔离变等;在干式变压器中开启式干式变压器作为常用,适用于比较洁净而干燥的室内环境,同时干式变压器一般用于安全防火要求相对较高的场合。
2变压器故障分类(1)绕组故障。
变压器绕组是构成变压器输入、输出电能的电气回路。
变压器绕组故障除外在影响因素外,大部分是绕组本身结构、绕组的直流电阻不平衡和绝缘不合格引起的,不仅影响到绕组本身,并且对引线、铁芯、绝缘层等都有非常大的影响。
在绕组断路的情况下,高压侧有一相断路时,变压器将处在非全相运行状态,会造成低压侧三相电压、电流的不平衡;高压侧有两相断路时,断路的两相均无电压输出,变压器则为单相负载运行,所以必须更换或修复绕组。
电力变压器铁心绝缘故障的诊断及处理 包慧发表时间:2018-07-23T09:56:26.390Z 来源:《基层建设》2018年第15期 作者: 包慧[导读] 摘要:电力能源已经贯穿于人们日常生活的方方面面,在人们的生活生产中不可或缺,因此要做好电力系统的日常维护和检修。
天威保变(合肥)变压器有限公司 安徽合肥 230000
摘要:电力能源已经贯穿于人们日常生活的方方面面,在人们的生活生产中不可或缺,因此要做好电力系统的日常维护和检修。电力变压器是电网安全系统中的关键设备,而目前正在运行的电力变压器大多数存在老化和故障问题,如果发生电力事故,危害很大,断电会严重影响人们的日常生活,也会造成巨大的经济损失,变压器铁心绝缘故障在变压器故障中占有相当大的比例,基于此,本文主要对电力变压器铁心绝缘故障的诊断及处理进行分析探讨。
关键词:电力变压器;铁心绝缘故障;诊断;处理 1、前言
变压器是一种静止的电器,它利用电磁感应作用将一种电压、电流的交流电能,转换成同频率的另一种电压,电流的电能。变压器是电力系统中的重要电气设备。因此,要做好正在运行的电力变压器的检修和维护工作,诊断出存在的故障和潜在的隐患,降低电力变压器的故障发生率,也避免发生安全事故,保障电力变压器的稳定运行。 2、变压器铁心多点接地故障的诊断 2.1变压器停运状态下铁心多点接地故障的诊断
由于大型电力变压器的铁心在正常情况下均是通过接地套管实现一点接地,因此大型电力变压器在停运状态下,判断铁心是否存在多点接地故障的方法较为简单。只要断开铁心接地线,用2500V绝缘电阻表测量接地套管绝缘电阻,即可判定铁心是否接地。对于铁心没有通过接地套管接地的电力变压器,在停运状态下判断铁心是否存在多点接地故障的方法相对较为复杂。需要通过变压器油气相色谱分析,结合电气试验项目进行综合判断。 2.2变压器运行过程中铁心多点接地故障的诊断
(1)油样气相色谱分析。当电力变压器铁心发生多点接地故障时,便会造成铁心局部过热,改变绝缘油组分,通过提取油样,进行气相色谱分析,便可作出判断。铁心在接地点之间形成环流造成过热,属于裸金属过热,在气相色谱分析结果中,将会表现出总烃产气速率超出注意值,甲烷与烯烃组分很高,一氧化碳与以往数据相比无明显变化等特征。运行中的变压器,如果绝缘油气相色谱分析出现这些特征,表明其铁心存在多点接地故障,可以通过四比值法进一步进行确诊。四比值法确诊铁心存在多点接地故障的分析判据为:①CH4/H2=1—3;②C2H6/CH4<1;③C2H4/C2H6≥3;④C2H2/C2H4<0.5。
电力变压器故障诊断及处理方法 第一章 变压器故障 油浸电力变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。 内部故障为变压器油箱内发 生的各种故障, 其主要类型有: 各相绕组之间发生的相问短路、 绕组的线匝之间发生的匝问 短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。 外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其 引出线上发生的各种故障,其主要类型有:绝缘套管闪络或破碎而发生的接地 < 通过外壳 ) 短路,引出线之间发生相问故障等而引起变压器内部故障或绕组变形等。 变压器的内部故障 从性质上一般又分为热故障和电故障两大类。 热故障通常为变压器内部局部过热、 温度升高。 根据其严重程度,热性故障常被分为轻度过热 (一般低于150 C )、低温过热(150 — 300 C )、
中温过热(300〜700C )、高温过热(一般高于700C )四种故障隋况。电故障通常指变压器内 部在高电场强度的作用下, 造成绝缘性能下降或劣化的故障。 根据放电的能量密度不同, 电 故障又分为局部放电、火花放电和高能电弧放电三种故障类型。
由于变压器故障涉及面较广, 具体类型的划分方式较多, 如从回路划分主要有电路故障、 磁路故障和油路故障。若从变压器的主体结构划分,可分为绕组故障、 铁心故障、 油质故障 和附件故障。 同时习惯上对变压器故障的类型一般是根据常见的故障易发区位划分, 如绝缘 故障、 铁心故障、分接开关故障等。 而对变压器本身影响最严重、 目前发生机率最高的又是 变压器出口短路故障,同时还存在变压器渗漏故障、油流带电故障、保护误动故障等等。所 有这些不同类型的故障, 有的可能反映的是热故障, 有的可能反映的是电故障, 有的可能既 反映过热故障同时又存在放电故障, 而变压器渗漏故障在一般情况下可能不存在热或电故障 的特征。
因此, 很难以某一范畴规范划分变压器故障的类型, 本书采用了比较普遍和常见的变压 器短路故障、放电故障、绝缘故障、铁心故障、分接开关故障、渗漏油气故障、油流带电故 障、保护误动故障等八个方面, 按各自故障的成因、影响、判断方法及应采取的相应技术措 施等,分别进行描述。
第一节 短路故障 变压器短路故障主要指变压器出口短路, 以及内部引线或绕组间对地短路、 及相与相之 间发生的短路而导致的故障。
变压器正常运行中由于受出口短路故障的影响, 遭受损坏的情况较为严重。 据有关资料 统计, 近年来, 一些地区 110及以上电压等级的变压器遭受短路故障电流冲击直接导致损坏 的事故,约占全部事故的 50%以上,与前几年统计相比呈大幅度上升的趋势。这类故障的 案例很多, 特别是变压器低压出口短路时形成的故障一般要更换绕组, 严重时可能要更换全 部绕组,从而造成十分严重的后果和损失,因此,尤应引起足够的重视。
出口短路对变压器的影响,主要包括以下两个方面。 1 .短路电流引起绝缘过热故障 变压器突发短路时, 其高、 低压绕组可能同时通过为额定值数十倍的短路电流, 它将产 生很大的热量, 使变压器严重发热。 当变压器承受短路电流的能力不够,热稳定性差, 会使 变压器绝缘材料严重受损,而形成变压器击穿及损毁事故。 变压器发生出口短路时,短路电流的绝对值表达式为 ( 1-1 ) 式中(n)――短路类型的角标;
——比例系数,其值与短路类型有关; ――所求短路类型的正序电流绝对值。 不同类型短路的正序电流绝对值表达式为 (1-2) 式中 E——故障前相电压
――等值正序阻抗 ――附加阻抗。 变压器的出口短路主要包括: 三相短路、 两相短路、 单相接地短路和两相接地短路等几 种类型。据资料统计表明,在中性点接地系统中,单相接地短路约占全部短路故障的 65%, 两相短路约占10 %〜15%,两相接地短路约占 15%— 20%,三相短路约占 5%,其中以三 相短路时的短路电流值最大,国标 094 • 585中就是以三相短路电流为依据的。
忽略系统阻抗对短路电流的影响,则三相短路表达式为 (1-3) 式中 /5;'I 三相短路电流;
U -变压器接人系统的额定电压 -变压器短路阻抗; -变压器额定电流; -变压器短路电压百分数。 对 220 三绕组变压罪而言,高压对中、低压的短路阻抗一般在 10%一 30%之间,中压 对低压的短路阻抗一般在 10%以下,因此变压器发生短路故障时,强大的短路电流致使变 压器绝缘材料受热损坏。
2.短路电动力引起绕组变形故障 变压器受短路冲击时,如果短路电流小, 继电保护正确动作, 绕组变形将是轻微的;如 果短路电流大, 继电保护延时动作甚至拒动, 变形将会很严重,甚至造成绕组损坏。对于轻 微的变形,如果不及时检修,恢复垫块位置,紧固绕组的压钉及铁轭的拉板、拉杆,加强引 线的夹紧力, 在多次短路冲击后, 由于累积效应也会使变压器损坏。 因此诊断绕组变形程度、 制订合理的变压器检修周期是提高变压器抗短路能力的一项重要措施。 绕组受力状态如图 1—1、图 1—2 所示。由于绕组中漏磁中。的存在,载流导线在漏磁 作用下受到电动力的作用, 特别是在绕组突然短路时, 电动力最严重。 漏磁通常可分解为纵 轴分量月和横轴分量月,。纵轴磁场月使绕组产生辐向力, 而横轴磁场月•使绕组受轴向力。 轴向力使整个绕组受到张力 P1,在导线中产生拉伸应力。而内绕组受到压缩力 P2,导线受 到挤压应力。 轴向力的产生分为两部分, 一部分是由于绕组端部漏磁弯曲部分的辐向分量与载流导体 作用而产生。它使内、外绕组都受压力:由于绕组端部磁场 B '最大因而压力也最大,但中 部几乎为零, 绕组的另一端力的方向改变。 轴向力的另一部分是由于内外安匝不平衡所产生 的辐向漏磁与载流导体作用而产生, 该力使内绕组受压, 外绕组受拉; 安匝不平衡越大,该 轴向力也越大。
因此, 变压器绕组在出口短路时, 将承受很大的轴向和辐向电动力。 轴向电动力使绕组 向中间压缩, 这种由电动力产生的机械应力, 可能影响绕组匝间绝缘, 对绕组的匝间绝缘造 成损伤; 而辐向电动力使绕组向外扩张, 可能失去稳定性, 造成相间绝缘损坏。 电动力过大, 严重时可能造成绕组扭曲变形或导线断裂。
对于由变压器出口短路电动力造成的影响, 判断主变压器绕组是否变形, 过去只采取吊 罩检查的方法, 目前一些单位采用绕组变形测试仪进行分析判断, 取得了一些现场经验, 如 有些地区选用— 1 型变压器绕组变形测试仪进行现场测试检查,通过对主变压器的高、中、 低压三相的九个绕组分别施加 l0 至高频脉冲,由计算机记录脉冲波形曲线并储存。通过彩 色喷墨打印, 将波形绘制出图, 显示正常波形与故障后波形变化的对比和分析, 试验人员根 据该仪器特有的频率和波形,能比较科学地准确判断主变压器绕组变形情况。
对于变压器的热稳定及动稳定, 在给定的条件下, 仍以设计计算值为检验的依据, 但计 算值与实际值究竟有无误差, 尚缺少研究与分析, 一般情况下是以设计值大于变压器实际承 受能力为准的。 目前逐步开展的变压器突发短路试验, 将为检验设计、 工艺水平提供重要的 依据。 变压器低压侧发生短路时, 所承受的短路电流最大, 而低压绕组的结构一般采用圆筒 式或螺旋式多股导线并绕, 为了提高绕组的动稳定能力, 绕组内多采用绝缘纸筒支撑, 但有 些厂家仅考虑变压器的散热能力, 对于其动稳定, 则只要计算值能够满足要求, 便将支撑取 消,于是当变压器遭受出口短路时,由于动稳定能力不足,而使绕组变形甚至损坏。
3.绕组变形的特点 通过检查发生故障或事故的变压器进行和事后分析, 发现电力变压器绕组变形是诱发多 种故障和事故的直接原因。 一旦变压器绕组已严重变形而未被诊断出来仍继续运行, 则极有 可能导致事故的发生,轻者造成停电,重者将可能烧毁变压器。致使绕组变形的原因, 主要 是绕组机械结构强度不足、 绕制工艺粗糙、 承受正常容许的短路电流冲击能力和外部机械冲 击能力差。 因此变压器绕组变形主要是受到内部电动力和外部机械力的影响, 而电动力的影 响最为突出, 如变压器出口短路形成的短路冲击电流及产生的电动力将使绕组扭曲、 变形甚
至崩溃。 (1)受电动力影响的变形。 1)高压绕组处于外层,受轴向拉伸应力和辐向扩张应力,使绕组端部压钉松动、垫块飞 出,严重时,铁轭夹件、拉板、紧固钢带都会弯曲变形,绕组松弛后使其高度增加。 2)中、低压绕组的位置处于内柱或中间时,常受到轴向和辐向压缩力的影响,使绕组端 部紧固压钉松动,垫块位移;匝间垫块位移,撑条倾斜,线饼在辐向上呈多边形扭曲。若变 形较轻,如 35 线饼外圆无变形,而内圆周有扭曲,在辐向上向内突出,在绕组内衬是软纸 筒时这种变形特别明显。如果变压器受短路冲击时,继电保护延时动作超过 2s,变形更加 严重, 线饼会有较大面积的内凹、上翘现象。 测量整个绕组时往往高度降低,如果变压器继 续投运,变压器箱体振动将明显增大。
3) 绕组分接区、纠接区线饼变形。这是由于分接区和纠接区 (一般在绕组首端 )安匝不平 衡,产生横向漏磁场, 使短路时线饼受到的电动力比正常区要大得多, 所以易产生变形和损 坏。特别是分接区线饼, 受到有载分接开关造成的分接段短路故障时, 绕组会变形成波浪状, 而影响绝缘和油道的通畅。
4) 绕组引线位移扭曲。 这是变压器出口短路故障后常发生的情况, 由于受电动力的影响, 破坏了绕组引线布置的绝缘距离。如引线离箱壁距离太近,会造成放电,引线间距离太近, 因摩擦而使绝缘受损,会形成潜伏性故障,并可能发展成短路事故。
(2)受机械力影响的变形。 变压器绕组整体位移变形。 这种变形主要是在运输途中, 受到运输车辆的急刹车或运输 船舶撞击晃动所致。 据有关报道, 变压器器身受到大于 3g(g 为重力加速度 )重力加速的冲击, 将可能使线圈整体在辐向上向一个方向明显位移。
4.技术改进和降低短路事故的措施 基于上述, 为防止绕组变形,提高机械强度, 降低短路事故率,些制造厂家和电力用户 提出并采取了如下技术改进措施及减少短路事故的措施。
(1)技术改进措施。 1) 电磁计算方面。在保证性能指标、温升限值的前提下,综合考虑短路时的动态过程。 从保证绕组稳定性出发, 合理选择撑条数、 导线宽厚比及导线许用应力的控制值, 在进行安 匝平衡排列时根据额定分接和各级限分接情况整体优化, 尽量减小不平衡安匝。 考虑到作用 在内绕组上的轴向内力约为外绕组的两倍, 因此尽可能使作用在内绕组上的轴向外力方向与 轴向力的方向相反。
2) 绕组结构方面。 绕组是产生电动力又直接承受电动力的结构部件, 要保证绕组在短路 时的稳定性, 就要针对其受力情况, 使绕组在各个方向有牢固的支撑。 具体做法如在内绕组 内侧设置硬绝缘筒, 绕组外侧设置外撑条, 并保证外撑条可靠地压在线段上。 对单螺旋低压 绕组首末端均端平一匝以减少端部漏磁场畸变。 对等效轴向电流大的低压和调压绕组, 针对 其相应的电动力, 采取特殊措施固定绕组出头, 并在出头位置和换位处采用适形的垫块, 以 保证绕组稳定性。