运行中电力变压器故障特征分析及综合检测方法

运行中电力变压器故障特征分析及综合检测方法　郑焕城　（广东电网公司河源供电局，广东河源　５１７０００）　［摘要］　从工作实际出发，对运行中电力变压器的故障特征进行分类，并对故障的可能原因进行分析，有针对　性的提出综合检测方法，目的是为电力系统从业人员对电力变压器日常巡视维护工作提供新的思维。　关键词　电力变压器绕组故障检测　运行中电力变压器故障很多，按变压器本体可分　为内部故障与外部故障，按变压器结构可分为绕组故　障、铁心故障、油质故障、附件故障，按回路可分为　电路故障、磁路故障，从故障发生的部位可分为绝缘　故障、铁心故障、分接开关故障、套管故障等，可以　从以下几个特征来进行判断。　１运行中变压器有故障的特征　１．１外观异常特征　（１）防爆筒薄膜龟裂破损。油枕呼吸器发生堵塞影　响变压器的正常呼吸，将使油枕上方空气压力发生变　化，引起防爆筒薄膜破损，水和潮气进入变压器内部　导致绝缘受潮。　防爆筒薄膜破损的主要原因有：呼吸器堵塞；检　修更换防爆筒薄膜时，螺丝拧得过紧或法兰表面不平　整；外力损伤、人员误碰或自然灾害袭击；内部发生　短路故障等。　（２）套管表面放电。套管表面放电将导致发热、老　化，甚至引起短路或爆炸。　引起套管表面放电的主要原因有：套管表面有灰　尘、油泥、金属粉末等污物时，脏污吸收水分而潮湿　后，导电率增大，泄露电流增加，不仅引起套管发　热，并有可能使套管内部产生裂缝而导致击穿，而且　表面绝缘强度下降后容易发生沿面闪络事故；制造中　留下隐伤或安装检修时有轻微碰伤；系统出现内部过　电压或大气过电压等。　（３）渗漏油。渗漏油的主要部位多为大盖与本体结　合部、放油阀、散热器闸阀接口、气体继电器及套管　基座等处。　原因有胶垫老化、龟裂引起；螺丝松动或放油阀　关闭不严；制造时如有沙眼或焊接质量差，也是造成　渗漏得主要原因之一。　１．２颜色、气味异常　变压器的很多故障都伴有过热现象，导致某些部　收稿日期：２００８—０７—０７　作者简介：郑焕城（１９７５一），电气工程师，从事河源电网检修管　理工作。　件局部过热，引起有关部件颜色变化或产生特殊焦臭　气味等。　（１）线卡处过热引起异常。套管与设备卡线连接部　位螺丝松动、接触面严重氧化等使接头过热、颜色变　暗并失去光泽。接头连接部位温度不宜超过７Ｏ℃，检　查时可使用红外测温仪检测。　（２）套管污秽严重或有损伤。套管表面污垢严重或有　损伤而引发表面放电时，将产生一种特殊的焦臭气味。　（３）呼吸器硅胶变色。为便于运行人员监视，呼吸　器的硅胶一般为变色硅胶或掺有变色硅胶的无色，它　吸附进入变压器油枕中的潮气，正常情况下呈浅蓝　色，若变为粉红色说明已经失效。　主要原因有：硅胶罐密封不严，如胶垫龟裂、螺　丝松动等，使其很快受潮、变色；硅胶玻璃罩有裂纹　或破损；硅胶罐下部油封无油或油位太低，起不到油　封的作用，使空气未经油封过滤直接进入硅胶罐内；　长时间阴雨使空气温度较大。　（４）气体继电器内有气体。正常情况下，变压器气　体继电器内充满了变压器油。若气体继电器内有瓦斯　气体，会造成瓦斯保护动作，严重时则会造成重瓦斯　跳闸。当发现气体继电器内有气体时应采样检查分析　原因：若气体为无色无味且不可燃时，应判断变压器　安装或大修后重新注油、滤油时带入内部的空气没有　及时排出；若气体为微黄色且不易燃时，可能是变压　器内部绝缘支架等木质材料烧损；若气体为黑色或灰　色可燃气体，且嗅到特殊气味，则是裸金属过热或绝　缘闪络使油质分解所致；若气体为白色不易燃且有特　殊气味时，可能是绝缘击穿、绝缘纸及纸板烧损。　１．３声响异常　变压器正常运行时，在交流电磁场的作用下变压器　身会发出轻微连续的“嗡嗡”的交流电磁声。如果声音　不均匀或有特殊的响声，应视为不正常现象。若声音比　平时增强而且均匀，可能有以下几种原因：电网发生单　相接地或产生谐振过电压；变压器过负荷尤其是在满负　荷的情况下，若突然有大的动力设备投入，将会使变压　器发出沉重的“嗡嗡”声；若变压器的声音比正常时增　大且有明显的杂音，但电流、电压无明显异常时，可能　是内部夹件或压紧铁心的螺钉松动，引起硅钢片振动增　电工技术ｌ　２００８　Ｉ１０期１２７　变压器技术　大；变压器发生局部放电或电晕放电、火花放电时，声　结合变压器的运行情况、历史数据、故障特征，通过　音中将夹有放电声；若是套管表面污秽严重或设备线夹　接触不良，在夜问或阴雨天气可看到变压器套管附近有　采取针对性的色谱分析及电气检测手段等各种有效的　方法和途径，科学有序地对故障进行分析判断。　蓝色的电晕或火花；若是变压器的内部放电，可能是不　笔者在多年检修经验中，总结出以下行之有效地　针对性检测方法：　接地的金属部件静电放电，或是分接开关接触不良放　电；若声音中夹有水沸腾声且温度急剧变化，油位又升　（１）油色谱分析判断有异常。若变压器油色谱分析　有异常时，可采用的针对性检测方法有：检测变压器绕　组的直流电阻，铁心的绝缘电阻和铁心接地电流，空载　高，可能是变压器绕组发生短路故障或分接开关因接触　不良引起严重过热；若声音中夹有不均匀的爆裂声，可　能是变压器内部或表面绝缘击穿。　损耗和空载电流，在运行中进行油色谱和局部放电追踪　监测，检查变压器潜油泵及相关附件运行中的状态，用　１．４温度异常　变压器的上层油温最高不超过９５℃，运行中的油温　监视一般为８５。Ｃ，为使绝缘不过早老化，上层油温最高　温升不得超过５５℃。当气温剧变时，有可能出现上层油　温并没有超过允许值，而铁心和绕组的温度已经很高，　以至于可能造成绕组过热、绝缘损坏的现象。若在同样　条件下，变压器的温度比平时高出１０。Ｃ以上，或负荷不　变而温度不断上升，则应判断为变压器内部出现异常。　产生温度异常的原因有：变压器绕组匝间或相间短　路、裸金属过热、铁心多点接地、涡流增大等内部故障　都会引起变压器温度异常，可能伴随有瓦斯或差动保护　动作，故障严重时还可能出现防爆薄膜破裂喷油；新安　装或大修后变压器散热器阀门如忘记打开，变压器油不　能正常循环散热也会引起温度升高；呼吸器堵塞或油量　严重不足将影响其热效果而导致温度升高；冷却装置运　行不正常或故障停运也将导致温度升高。　１．５油位异常　运行中变压器温度的变化将使油体积变化，从而　引起油位的上下位移。　油位异常的原因有：变压器温度变化正常，而变　压器油标管内的油位变化不正常或不变，则是油标管　堵塞或油枕呼吸器堵塞或防爆管通气孔堵塞引起的假　油位；油面低到一定限度时会造成轻瓦斯保护动作；　严重缺油时变压器内部绕组被暴露，将使其绝缘降　低，甚至造成因绝缘散热不良而引起损坏事故。　１．６负载异常　由于负荷低、温度低、绝缘老化较正常要慢，而　负荷较大、温度较高，则绝缘老化较正常速度要快，　因此，虽然正常过载不损害变压器的使用寿命，但事　故过载时变压器的绝缘寿命要受到影响。　２故障的离线综合检测方法　当变压器在运行中出现上述异常现象而被迫停电进　行检修或运行中出现其他异常（如出口短路）或发生事故　造成停电但尚未解体（吊心或吊罩）时，往往要迅速进行　有关试验，以确定有无故障、故障的性质、可能位置、　大概范围、严重程度、发展趋势及影响波及范围等。　对变压器故障进行离线故障综合诊断时，还必须　２８　ｌ　ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔ　ｌ电工技术　红外测温仪器检测运行中变压器的油箱表面温度分布及　套管端部接头温度，进行绝缘电阻、吸收比、极化指　数、介质损耗、泄露电流等绝缘特性试验，绝缘油的击　穿电压、油介质损耗、油中含水量等的检测，变压器运　行或停电后的局部放电检测，绝缘油中糠醛含量及绝缘　纸材聚合度检测，交流耐压试验检测等。　（２）变压器出口短路。若发生变压器出口短路，可　采用的针对性检测方法有：进行油色谱分析，绕组直　流电阻检测，短路阻抗试验，绕组的频率响应试验，　空载电流和空载损耗试验。　（３）变压器绝缘受潮。若初步判断变压器受潮，则　要进行绝缘电阻、吸收比、极化指数、介质损耗、泄　露电流等绝缘特征试验，变压器油的击穿电压、油介　质损耗、含水量试验，绝缘纸的含水量检测等。　（４）绝缘老化。若初步判断变压器绝缘老化，则要　进行油中ＣＯ和Ｃ０２的含量及其变化等色谱分析，油　的酸值检测，油中糠醛含量检测，油中含水量检测，　绝缘纸或纸板的聚合度检测。　（５）变压器振动及噪声异常。若发生变压器振动及　噪声异常，则要进行振动检测，噪声检测，油色谱分　析，变压器阻抗电压测量，进行空载试验，测量三相　空载电流和空载损耗值，以此判断变压器的铁心硅钢　片之间有无故障或磁路有无短路，以及绕组短路故障　等现象。　（６）气体继电器动作报警。若出现气体继电器动作　报警，应进行油色谱分析和对气体继电器中的气体进　行分析。　３结束语　运行中电力变压器的故障特征表现方式虽多样复　杂，但只要我们掌握了故障的特征，再进行相关的试　验检测及检修手段，故障完全可以及时排除。　参考文献　［１］赵家礼，等．变压器故障诊断与修理［Ｍ］，北京：机械工业　出版社，２０００　［２］陈化钢．电力设备预防性试验方法及诊断技术［Ｍ］．北　京：中国科学技术出版社，２００２