电力变压器综合研究与诊断

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1、电力变压器的综合分析与诊断变压器的故障类型很多，可能由于设计、制造、工艺、运输、安装、原材料等方面的缺陷，在运行中产生局部放电、局部过热等问题，从而导致贯通性击穿、匝间短路、绝缘损坏、烧损爆炸等严重事故。因此，应加强对变压器的日常维护，完善常规的预防性试验试验手段，提高对各种故障的及时检测和预报能力。电力变压器是供配电系统中广泛使用的重要且昂贵的高压电器设备，在运行中变压器一旦发生损坏性故障，则将直接影响电网的供电，除修复费用大外，还会造成更大的直接经济损失。因此选用高质量的变压器，提高运行维护水平，使用有效的故障诊断技术

2、，具有十分重要的实际价值。一、变压器故障种类及分析1、导电回路过热故障主要有引线接触不良（包括将军帽接线装置过热）、线圈导线接头焊接质量差以及虚焊、过负荷运行等都会引起导电回路局部过热。2、绝缘水平下降　主要有变压器进水受潮(包括将军帽密封不良进水)、变压器油油质不良(如介损偏大、有微生物、含水量高等)，变压器内部局部过热也会造成绝缘损坏以及绝缘材料的热解。变压器所用的电气材料包括绝缘材料、导体(金属)材料两大类。变压器的绝缘材料主要是绝缘油和纸，故障下产生的气体也主要来源于油和纸的热裂解。绝缘油是由烷烃、环烷烃、芳香烃等

3、碳氢化合物组成的混合物。绝缘纸的成分是纤维素，主要是由糖或多糖类构成的高分子碳水化合物。绝缘油热分解时，因分子链的断裂反应产生低分子烃类气体。绝缘油大约在300℃左右就开始热分解，但如果延长加热时间或存在某些催化剂时，则在150～200℃也会产生热分解。绝缘纸热分解时，因分子链反应将产生二氧化碳、一氧化碳及少量低分子烃类气体。绝缘纸的热解温度也是300℃左右，但如果长时间加热，在120～150℃也会裂解而产生碳酸气。其他绝缘物的热分解物大体和绝缘油相似，但各有特点。金属材料在绝缘物的热分解过程中会起到催化作用，当有水分存在

4、时，还会产生氢气。3、产气故障　常见的产气故障有过热和放电两种类型。放电故障可分为局部放电和其他形式的放电故障两种类型。过热故障的主要原因有：①导体故障；②磁路故障；③接点或连接不良。热点温度的高低、产气组分的相对浓度特征有所不同，热点与局部放电、电弧放电时的产气组分浓度特征也不相同，详见表5－19。表5－19　绝缘油热解产气组分比与故障源温度关系故障性质温度范围（℃）4种组分比值CH4/H2C2H6/CH4C2H4/C2H6C2H2/C2H6局部放大冷态＜0.1－－－局部过热＜150＞1－－－10/10150～200＞1

5、＞1－－200～300－＞1－－300～700＞1－1～3－＞700＞1－＞3－电弧＞1000－－＞3＞0.14、调压开关故障　调压开关主触头没有到位，调压开关抽头引线松动，调压开关触头烧毛，调压开关触头接触压力不够；还有有载调压开关中的切换开关接触不良，切换开关触头烧毛，过渡电阻断线、调压时滑档等；另外还有渗油，即切换开关中油渗到本体中引起本体油色谱异常等。5、变压器绕组变形　在运输过程中不注意或没有采取安全措施使绕组发生移位。由于抗短路能力差，当发生出口短路时，变压器绕组发生变形或散架，严重时造成变压器烧毁。6、变压器

6、渗油缺陷（包括冷却器渗油）7、电容套管故障　主要是进水受潮、油介损不好或整体介损不好，制造质量比较差内部存在着严重的局部放电（运行中油色谱异常），运行中末屏接地不良等造成套管绝缘不良或绝缘损坏事故发生等。以上变压器的常见故障有多种测试和监测手段，这些手段有的能够测试出部分故障，有的可以综合判断运行状态及故障点、故障原因。二、变压器故障分析与诊断方法变压器故障的种类多种多样，包括外部附件的缺陷直到绕组的绝缘击穿等等。按故障发生的部位可分为外部故障和内部故障；按故障发生的过程可分为突发性故障和长年累月逐步扩展而形成的故障，这些

7、故障可能相互影响、转化，使故障更趋严重。变压器故障分析和诊断的方法很多，主要有直观检查方法、电气预防性试验方法、油中溶解气体分析法（DGOA）、专家系统（TFDES）及人工神经网络法（TFDANN）、智能型系统法（TFDAI）几种。1、直观检查方法对于运行中的变压器，通过日常的巡检对发生下列异常现象，可直观地诊断出一些比较明显的故障性质。（1）温度过高或声音异常其原因可能是过负荷运行、环境温度超过40℃、冷却系统故障、漏油引起油量不足等。（2）振动、响声异常及有放电声其原因可能是电压过高或频率波动，紧固件松动，铁芯紧固不良

8、，分接开关动作机构异常，偏磁现象等，外部接地不良或未接地的金属部分出现静放电，瓷件、套管表面粘附污秽引起局部火花、电晕等。（3）气味异常或干燥剂变色10/10其原因可能是套管接线端子不良或接触面氧化使触头过热产生异味和变色，漏磁通、涡流使油箱局部过热，风扇、潜油泵过热烧毁产生的异味，过负荷造成温升过高，