電力變壓器常見(jiàn)故障的分析判斷

電氣工作人員可以隨時(shí)通過(guò)對(duì)聲音、振動(dòng)、氣味、變色、溫度及其它現(xiàn)象的變化來(lái)判斷變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，分析事故發(fā)生的原因、部位及程度。從而根據(jù)所掌握的情況進(jìn)行綜合分析，結(jié)合各種檢測(cè)結(jié)果對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)做出最后判斷。

（一） 直觀判斷

1、 聲音

正常運(yùn)行時(shí)，由于交流電通過(guò)變壓器繞組，在鐵芯里產(chǎn)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(dǎo)線之間的電磁力作用引起振動(dòng)，發(fā)出平均的“嗡嗡”響聲。如果產(chǎn)生不均勻響聲或其它響聲，都屬不正常現(xiàn)象。

（1） 若音響比平常增大而均勻時(shí)，則一種可能是電網(wǎng)發(fā)生過(guò)電壓，另一種也可能是變壓器過(guò)負(fù)荷，在大動(dòng)力設(shè)備（如大型電動(dòng)機(jī)），負(fù)載變化較大，因五次諧波作用，變壓器內(nèi)瞬間發(fā)出“哇哇”聲。此時(shí)，再參考電壓與電路表的指示，即可判斷故障的性質(zhì)。然后，根據(jù)具體情況改變電網(wǎng)的運(yùn)行方式與減少變壓器的負(fù)荷，或停止變壓器的運(yùn)行等。

（2） 音響較大而噪雜時(shí)，可能是變壓器鐵芯的問(wèn)題。例如，夾件或壓緊鐵芯的螺釘松動(dòng)時(shí)，儀表的指示一般正常，絕緣油的顏色、溫度與油位也無(wú)大變化，這時(shí)應(yīng)當(dāng)停止變壓器的運(yùn)行進(jìn)行檢查。

（3） 音響中夾有放電的“吱吱”聲時(shí)，可能是變壓器或套管發(fā)生表面局部放電。如果是套管的問(wèn)題，在氣候惡劣或夜間時(shí)，還可見(jiàn)到電暈輝光或藍(lán)色、紫色的小火花，此時(shí)應(yīng)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(wèn)題，把耳朵貼近變壓器的油箱，則會(huì)聽(tīng)到變壓器內(nèi)部由于有局部或電接觸不良而發(fā)出的“吱吱”或“噼啪”的聲，且此聲音隨離故障部位遠(yuǎn)近而變化。若站在變壓器跟前就可聽(tīng)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(shí)，要停止變壓器運(yùn)行，檢查鐵芯接地與各帶電部位對(duì)地的距離是否符合要求。

（4） 若音響中夾有水的沸騰聲時(shí)，可能是繞組有較嚴(yán)重的故障，使其附近的零件嚴(yán)重發(fā)熱。分接開(kāi)關(guān)的接觸不良而局部點(diǎn)有嚴(yán)重過(guò)熱，必會(huì)出現(xiàn)這種聲音。此時(shí)，應(yīng)立即停止變壓器的運(yùn)行，進(jìn)行檢修。

（5） 當(dāng)音響中夾有爆裂聲，既大又不均勻時(shí)，可能是變壓器的器身絕緣有擊穿現(xiàn)象。此時(shí)，也應(yīng)立即停止變壓器的運(yùn)行，進(jìn)行檢修。

（6） 音響中夾有連續(xù)的、有規(guī)律的撞擊或磨擦聲時(shí)，可能是變壓器的某些部件因鐵芯振動(dòng)而造成機(jī)械接觸。如果發(fā)生在油箱外壁上油管或電線處，可用增加其間距或增強(qiáng)固定來(lái)解決。另外，冷卻風(fēng)扇，輸油泵的軸承磨損及滾珠軸承有裂紋，也會(huì)出現(xiàn)機(jī)械磨擦的聲音。

2、 氣味、顏色

變壓器內(nèi)部故障及各部件過(guò)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(dòng)，表面接觸過(guò)熱氧化，會(huì)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(chǎng)分布不均勻，引生渦流，也會(huì)使油箱各部分的局部過(guò)熱引起油漆變色。

（3） 瓷套管污損產(chǎn)生電暈，會(huì)發(fā)出奇臭味，冷卻風(fēng)扇，油泵燒毀會(huì)發(fā)出燒焦氣味。

（4） 吸濕計(jì)變色是吸潮過(guò)度，墊圈損壞，進(jìn)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(duì)運(yùn)行中的變壓器，應(yīng)經(jīng)常檢查套管各個(gè)端子和母線或電纜的連接是否緊密，有無(wú)發(fā)熱跡象。

（2） 過(guò)負(fù)載、環(huán)境溫度超過(guò)規(guī)定值，冷卻風(fēng)扇和輸油泵出現(xiàn)故障，散熱器閥門(mén)忘記打開(kāi)，漏油引起油量不足，溫度計(jì)損壞以及變壓器內(nèi)部故障等會(huì)使溫度計(jì)上的讀數(shù)超過(guò)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的允許溫度。

以上所述的依據(jù)對(duì)聲音、振動(dòng)、氣味、變色、溫度現(xiàn)象對(duì)變壓器事故的判斷，只能作為現(xiàn)場(chǎng)直觀的初步判斷。因?yàn)?，變壓器的?nèi)部故障不僅是單一方面的直觀反映，它涉及諸多因素，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)假象。因此，必須進(jìn)行測(cè)量并做綜合分析，才能準(zhǔn)確可靠地找出故障原因，判明事故性質(zhì)，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(huì)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(fā)熱后會(huì)使臨近的鐵芯絕緣更加損壞。同時(shí)會(huì)使油溫升高和油質(zhì)劣化加速。嚴(yán)重時(shí)，瓦斯繼電器動(dòng)作。

2、鐵芯接地片裂

變壓器在運(yùn)行中，其內(nèi)部金屬部件會(huì)因感應(yīng)產(chǎn)生懸浮電位。如果接地不良或接地片斷開(kāi)，就會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)的放電。當(dāng)電壓升高時(shí)，內(nèi)部可能發(fā)生輕微噼啪聲。嚴(yán)重時(shí)會(huì)使瓦斯繼電器動(dòng)作，油色譜分析結(jié)果為不合格。其原因可能是接地片沒(méi)有插緊，對(duì)此可進(jìn)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(shí)，一般氣體繼電器的氣體是灰白色或藍(lán)色，跳閘回路動(dòng)作。故障嚴(yán)重時(shí)，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。在電源側(cè)裝有的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，高壓熔斷器熔斷。匝間短路如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)使熔化的銅（鉛）?；厣?，波及鄰近的繞組。繞組間短路的原因是：散熱不良或長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷使匝間絕緣損壞;由于變壓器出現(xiàn)短路，或其它故障使繞組受短路電流的沖擊而產(chǎn)生振動(dòng)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(shí)大氣過(guò)電壓侵入損壞匝間絕緣;繞組繞制時(shí)未發(fā)現(xiàn)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(shí)接地部分短路

變壓器油受潮后絕緣強(qiáng)度降低，油面下降或絕緣老化;雷電大氣電壓及操作過(guò)電壓，繞組受短路電流的沖擊發(fā)生變形，主絕緣老化破裂、折斷等缺陷;繞組內(nèi)有雜物落入等都會(huì)發(fā)生這類(lèi)事故，事故時(shí)，一般都是瓦斯繼電器動(dòng)作，防爆管?chē)娪?，如果變壓器?a target="_blank">中心點(diǎn)接地，則差動(dòng)和直流保護(hù)也會(huì)動(dòng)作。一般情況下，測(cè)量繞組的對(duì)地絕緣電阻即可發(fā)現(xiàn)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(yīng)力使導(dǎo)線斷裂;導(dǎo)線內(nèi)部焊接不良，匝間短路使線匝燒斷，斷線處發(fā)生電弧會(huì)引起繞組接地和相間短路，油分解促使氣體繼電器動(dòng)作。處理時(shí)可進(jìn)行吊芯檢查，用電橋測(cè)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(shí)，由于電弧及熔化的銅（鉛）粒子四散飛濺使事故蔓延擴(kuò)大，可能發(fā)展為相間短路。發(fā)生相間短路時(shí)，強(qiáng)大的短路電流將產(chǎn)生猛烈的電弧。此時(shí)瓦斯繼電器、差動(dòng)保護(hù)和過(guò)流保護(hù)都會(huì)動(dòng)作。防爆管?chē)?yán)重噴油，油溫劇增。測(cè)量絕緣電阻及測(cè)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(dòng)

變壓器套管表面污穢及大霧、下雨、陰天時(shí)會(huì)造成電暈放電而發(fā)生“吱吱”聲，套管污損產(chǎn)生電暈，閃絡(luò)會(huì)引起奇臭味;套管出線連接松動(dòng)，表面接觸面過(guò)熱，氧化都會(huì)引起變色和異常氣味;對(duì)地?fù)舸┗蛱坠荛g放電時(shí)外部保護(hù)裝置動(dòng)作。

8、氣體繼電器

當(dāng)氣體繼電器動(dòng)作且其中積聚有氣體時(shí)，并不能證明是變壓器內(nèi)部有故障，例如絕緣油脫氣不徹底，非真空注油。冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密，都會(huì)使空氣進(jìn)入氣體繼電器，并使其動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)，這些空氣被排放后，變壓器仍能夠繼續(xù)運(yùn)行，但是當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，情況便不一樣了，此時(shí)，雖然氣體繼電器內(nèi)邊積聚氣體，但并不是普通的空氣，所以應(yīng)把這些氣體收集起來(lái)，對(duì)其數(shù)量，可燃性顏色與化學(xué)成分進(jìn)行分析，判斷出故障的性質(zhì)。在一時(shí)不能做色譜分析的地區(qū)可按如下方法簽別：

（1） 無(wú)色，不可燃的是空氣。

（2） 黃色、可燃的是木質(zhì)故障產(chǎn)生的氣體。

（3） 淡黃色、可燃并有臭味的是紙質(zhì)故障產(chǎn)生的氣體。

（4） 灰黑色、易燃的是鐵質(zhì)故障使絕緣油分解產(chǎn)生的氣體。

綜上所述，變壓器發(fā)生故障時(shí)，只要根據(jù)故障顯現(xiàn)的狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)細(xì)致地分析，就能準(zhǔn)確地判斷出故障產(chǎn)生的原因，為故障的處理提供準(zhǔn)確的依據(jù)，保證在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行。同時(shí)，在日常運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)變壓器狀態(tài)的檢查，也能預(yù)防故障的發(fā)生，提高電力供電的可靠性。

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