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时间:2018-09-21
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1、电力变压器故障原因分析[摘要]分析电力变压器故障原因及征象,及时地发现变压器的故障前兆,预测故障以防止故障带来的损失。[关键词]变压器故障分类故障征兆原因分析电力变压器是电力系统广泛应用而又昂贵的最重要的电器设备之一,在电力系统中处于枢纽地位,它的安全可靠运行对整个电力系统的安全稳定运行有关键性影响。据统计仅1985-1990年15年间,全国就有140台110千伏及以上的变压器发生重大事故,其中有21台被完全烧毁[1](电力系统事故统计)。这就凸显了变压器故障预防的重要性。因此,了解电力变压器的各种故障,清楚变压器的故障原因,
2、及时了解电力变压器内部运行情况并发现故障苗头,在故障前把隐患消除,对保证变压器安全、可靠、优质运行有十分重要的意义。1、变压器的故障分类变压器结构复杂,会发生故障的部位和原因很多,因此,故障种类也很多。分类方法不同,变压器的故障类型也不一样。如按故障原因分为击穿故障、过热故障、放电故障、受潮故障和绕组变形故障;按故障发生部位可分为磁路中的故障、绕组中的故障、绝缘中的故障和结构件中发生的故障。2、变压器的故障原因及早期预兆变压器故障主要是因为绝缘材料的劣化,其主要原因是由于正常及过负荷下的热劣化,由于雷击、开闭冲击过电压造成的电
3、场劣化,以及外部断路时的电磁、机械力造成的机械劣化。绝缘劣化最终造成绝缘破坏,过电流烧损[4]。其早期征兆主要有:⑴由热裂化引起的征兆:绝缘纸的抗拉强度下降;绝缘纸的平均聚合度下降;油中分解气体的产生;油中水分产生;绝缘分解液体出纳五糠醛生成;电气特性的变化;绝缘物变色⑵由电场劣化引起的征兆:局部放电起始电压下降;局部放电产生;分解气体产生⑶由机械劣化引起的征兆:物理损伤。3、变压器的故障原因分析3.1磁路中的故障原因在变压器铁心的紧固结构中,铁心、铁轭及夹件中出现的故障是由以下几点原因造成的。3.1.1加紧铁心柱和铁轭叠片的
4、穿心螺杆的绝缘件击穿,引起铁心叠片局部短路,从而产生很大的局部涡流,涡流会产生热量,所以有时会烧坏整台铁心。此热量也可能烧焦绕组的绝缘和铁心叠片之间的绝缘而引起相邻绕组的的匝间短路。3.1.2铁心夹件及连接铁心结构的螺栓由于电磁力的作用而引起的震动,将削弱铁心绝缘和铁心片之间的绝缘,铁轭与铁轭夹件之间的绝缘也可能产生损坏,从而引起很大的循环涡流,产生巨大的热量,危及铁心和绕组的绝缘,而且会增加变压器的铁损。3.1.3在加工过程中,由于连续使用磨损的工具,所以铁心及铁轭叠片的边缘可能产生毛刺。毛刺可使铁心叠片产生局部短路,由此产
5、生的涡流会使铁心产生局部过热。3.1.4铁心叠片间夹杂金属物质或铁心叠片产生微小的弯折,会引起强烈的局部涡流,从而使变压器的铁心产生局部过热。53.1.5高压试验变压器,上铁轭采用对接结构,铁心心柱与铁轭之间的缝隙如果不正常,则在对接缝隙处可能会产生严重的涡流,强烈过热,使与缝隙相邻的心柱和铁轭烧坏。3.1.6一些变压器由于结构中铁轭的高度较小,磁通相对接缝的角度与正常情况下大不相同,结果局部涡流增加,加重了缝隙过热。3.1.7变压器空载合闸时,变压器铁心中的高磁密往往会引起很大的空载合闸励磁电流,会产生很大的电磁力,会使绕组
6、变形,如果重复合闸,绕组可能错位。3.1.8如果变压器具有中间出线和中性点作为直流中性点,但又没能使绕组平衡,那么变压器中性点两侧的绕组里的直流安匝数就不能互相补偿,这样一来,铁心在前半周内要饱和而在下半周内又相应欠励,于是铁心就要被加热到某一温度,这种过热会使绕组绝缘变脆,并可能从导线上脱落,同时绝缘油中形成的油泥的情况也会比较严重,影响变压器散热。3.1.9磁路中的高磁密将产生相当大的高次谐波或电流,对变压器产生极坏的影响。三次谐波的影响局限于星型/星型,星型/曲折形,曲折形/星型绕组的连接结构。对后两者的情况,只需考虑星
7、型连接的一侧。当变压器的中性点不直接接地时,相电压将包含很大的三次谐波分量,其数值可达到基波的60%或更高些,变压器可能达到很高的温度,损坏绕组和铁心绝缘。继续运行下去,变压器的绝缘油中将产生油泥,这种变压器过热不必接负荷就可能发生,这时的铁耗是正常情况下的3倍。3.1.10如果系统负荷的需要必须大幅提高变压器的施加电压时,为了避免铁心磁通高度的饱和,必须同时提高频率,否则铁心将高度饱和并增加铁耗,导致铁心过热。3.2绕组中的故障原因造成绕组,纵绝缘,和端子中的故障的原因有:3.2.1在绕组绕制时如果纸包扁铜线或者纸包扁铝线的
8、棱曲率半径较小,当变压器的绕组因短路、突然接入电网而遭到电磁力冲击和当变压器在负荷下发生震动时,导线的陡棱切断绝缘而导致相邻线匝的直接接触,造成相邻匝间短路。3.2.2曾遭受过出口短路的变压器绕组的一匝或多匝导线发生错位,可能造成匝间短路。3.2.3矩形导线上包绕的绝缘纸可能
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