變壓器的常規性故障分析以及預防措施
文章來源:北京創聯匯通電氣 ????? 發布時間： 2017-05-23 08:28:43
導讀：電力變壓器是電力系統主要設備之一，它的安全可靠運行對整個系統安全穩定起到關鍵性作用。
變壓器的常規性故障分析以及預防措施：
1 故障原因分析
1 故障原因分析
1.1磁路方面的故障原因
鐵芯夾件絕緣損壞導致鐵損增加。鐵芯夾件及連接鐵芯結構的螺栓由于電磁力的作用而引起的振動，將削弱鐵芯絕緣和鐵芯疊片之間的絕緣。同時，鐵扼與鐵扼夾件之間的絕緣也可能因此產生損壞，從而引起很大的循環渦流，也會增加變壓器的鐵損。
變壓器 硅鋼片邊角毛刺造成局部短路。毛刺可使鐵芯疊片產生局部短路，由此產生的渦流會使鐵芯產生局部過熱。
鐵芯疊片間雜物造成局部過熱。鐵芯疊片夾雜金屬物質或鐵芯疊片產生微小的彎折，會引起強烈的局部渦流，從而使變壓器鐵芯產生局部過熱。
鐵芯疊片對接縫過大造成過熱。變壓器鐵芯上鐵扼采用對接結構，鐵芯芯柱與鐵扼之間的縫隙如果不正常，則可能會在對接縫隙處產生嚴重的渦流。強烈過熱除了會導致損耗增大、空載電流增大外，還會造成與縫隙相鄰的芯柱和鐵扼燒壞。
1.2繞組方面的故障原因
電磁線曲率半徑小，短路振動時會造成絕緣損壞。在繞組繞制時，絕緣紙包扁銅線或者絕緣紙包扁鋁線的棱曲率半徑較小，當變壓器的繞組因短路、突然接人電網而遭到電磁力沖擊和當變壓器在負荷下發生振動時，導線的陡棱切斷絕緣會導致相鄰匝直接接觸而發生短路。
出口短路造成匝間短路或錯位。變壓器遭受出口短路時，會造成變壓器繞組的一匝或多匝之間短路放電，甚至造成導線錯位變形。
絕緣紙繞制過松使導線匝間短路。矩形導線上包繞的絕緣紙如果達不到所要求的緊度，會產生絕緣紙在電磁線上隆起現象，這種變形有時會引起匝間短路，如果導線的棱曲率半徑較小，這種現象將會更嚴重。
變壓器 繞組干燥或浸漬不良會造成匝間短路。如果繞組干燥不徹底或真空注油不好，則繞組會因為絕緣中的氣泡及水分而受潮，而這種現象在運行中遲早會導致繞組匝間短路。
螺旋繞組發生短路后極易損壞。當使用薄的帶狀導體在絕緣筒上立繞單螺旋或雙螺旋繞組時，由于這種繞組的機械強度低，加上線匝的覆蓋面位于絕緣筒表面的法線方向，當系統發生短路時，繞組極易損壞。
機械壓力增加導致繞組絕緣強度降低。大多數繞組的機械強度隨機械壓力的增加而降低，當負荷發生迅速波動，繞組遭受電或磁的沖擊時，繞組導線的膨脹和收縮將使匝間絕緣所承受的機械力交替地增大和減少，極易損壞繞組絕緣。
變壓器 繞組油道過窄導致熱擊穿。多根并聯連續式繞組，如果油道過窄，將會在繞組內側產生過熱點，使導線絕緣產生脆化，引起匝間短路，同時導線中將流過極大的渦流，在繞組中產生過熱點，使繞組絕緣產生熱擊穿。
焊頭不好導致接頭處絕緣損壞。繞組內部導線的焊接質量不佳，當變壓器承受大負荷時，繞組過熱，導致絕緣油局部炭化，接頭熱量傳導到繞組導線上，局部炭化導線絕緣，較終導致匝間短路。這樣的接頭遲早會造成繞組短路。
安匝不平衡短路后造成繞組變形。當圓式繞組帶有分接頭時，安匝不平衡是不可避免的。當變壓器發生外部短路時，除了產生輻向力外，還產生作用于繞組上的軸向力，該軸向力引起端部線段變形。
另外在繞組方面造成故障的原因還有過載運行造成繞組絕緣熱擊穿等。
1.3絕緣方面的故障原因
密封不嚴潮氣進入導致絕緣性能下降。 變壓器沒有全密封或密封出現泄漏等，使潮氣進入絕緣油中降低絕緣油的絕緣性能，從而引起繞組或引線對油箱或鐵芯構件擊穿。
絕緣材料搭配不合理。變壓器中經常把介電常數不同的絕緣材料串聯使用，如果其搭配不合理，將會因電暈放電或過熱導致某種絕緣材料的損壞。
絕緣油中雜質形成導電“小橋”。變壓器絕緣油里面的懸浮物粒子在有電位差的裸導線之間形成導電“小橋”，引起電氣擊穿。
過載運行導致絕緣油老化。變壓器長時間的過載會引起絕緣油老化，油溫過高加快油泥、水分和酸的形成。
缺油使冷卻系統循環不良導致過熱。油面下降，不能保證油處于規定位置，從而導致變壓器冷卻系統循環受限而產生過熱。
內部金屬粉塵導致絕緣擊穿。施工過程中在變壓器內部絕緣件表面或導電體外包絕緣紙表面上遺留有金屬材料粉塵，這些金屬粉塵對爬電距離會產生非常大的影響，較終會導致絕緣爬電放電。
地屏包扎不好導致邊緣擊穿。一次繞組和二次繞組間放置的地屏往往引起邊緣處產生電場強度集中，使得絕緣局部承受電場強度過大，使高壓繞組到地屏有擊穿點，從而導致鐵芯桿上的高壓繞組損壞。
另外在絕緣方面造成故障的原因還有絕緣成型件表面臟污導致放電、木制夾件干燥不好易形成“小橋”放電等。
1.4結構件方面的故障原因
壓緊裝置間的絕緣不好形成短路。變壓器有壓力調節裝置，繞組上的壓緊力應隨著運行過程絕緣的收縮情況進行調整，但必須采取適當的措施防止繞組壓緊裝置的任何部分或部件形成短路匝，壓緊裝置一般包括正反壓釘，壓釘外應套有絕緣套，壓釘與鋼板之間的絕緣應良好，且鋼板應開口。
氣體繼電器不動作造成內部嚴重擊穿。由于氣體繼電器未充油或未校驗發生誤動作，或拒動作，油箱內發生故障時，造成變壓器嚴重擊穿。
絕緣支持物不牢造成引線變形。當系統產生外部短路時，由于從繞組至接線端子的引線支撐不牢及拉得不緊，會引起引線變形和互相接觸。
另外在結構件方面造成的故障原因還有套管表面臟污閃絡、末屏小套管放電故障等。
2 防范措施
2.1優化產品設計結構，加強全過程監造管理
加強變壓器設計、選型、訂貨、驗收及投運的全過程管理。完善試驗與監造檢測過程，對220 kV及以上電壓等級的變壓器應赴廠監造和驗收。
2.2加強變壓器繞組變形和局部放電檢測
對66 kV及以上電壓等級變壓器投產前應用頻響法測試繞組變形，或做低電壓短路阻抗測試，并保留原始記錄。
2.3加強空載損耗和負載損耗試驗的檢測
由于制造變壓器的主要材料硅鋼片和銅價格較高，為防止個別變壓器制造廠家偷工減料，避免對電力系統的安全、經濟運行帶來負面影響，必須加強對配電變壓器的空載損耗和負載損耗試驗的檢測。
2.4加強老舊變壓器的絕緣監督工作
對運行超過20年的變壓器要加強技術監督，特別是油色譜監督工作，結合電網改造應盡快更新淘汰老舊變壓器。
2.5加強氣體繼電器和溫控器的校驗
對新上氣體繼電器和溫控器要按照交接標準進行試驗，運行后還要進行定期校驗工作，當發現問題后應查明原因并及時排除。
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