电力变压器常见故障分析及试验

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1、电力变压器常见故障分析及试验电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电压变换、电能分配和传输。因此，变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。由于变压器长期运行，故障和事故总不可能完全避免，且引发故障和事故又出于多方面的原因。如外力的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行后造成绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。从而危及电力系统的安全运行。1变压器分类我国电力变压器产品可按容量大小分为大型变压器(容

2、量大于或等于8000kVA)和中小型变压器(容量小于或等于6300kVA)；也可按电压等级分为6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV和500kV等。作为电压变换设备，变压器被广泛应用于输电和配电领域，特别是6KV、10kV和35kV电压等级的变压器，在油田生产、商业、居民配电系统中被普遍使用，且数量巨大。2变压器的原理变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如图）：当一次侧绕组上加上电压U1时，流过电流I1，在铁芯中就产生交变磁通φ1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别出感应电势E1，E2，感应电势公式为：

3、E=4.44fNφm式中：E—感应电势有效值f—频率N—匝数φm—主磁通最大值由于一次绕组与二次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，电压U1和U2大小也就不同。3变压器常见故障变压器故障通常是伴随着电弧和放电以及剧烈燃烧而发生，随后电力设备即发生短路或其他故障，轻则可能仅仅是机器停转，照明完全熄灭，严重时会发生重大火灾乃至造成人身伤亡事故。因此如何确保变压器的安全运行受到了世界各国的广泛关注。美国HSB公司收集了有关变压器故障10年来的资料并进行分析的结果表明，尽管老化趋势及使用不同，故障的基本原因仍然相同：多种因素都可能影响到绝缘材料的预期寿命，负责电气设备操作的人员应给予细

4、致地考虑。这些因素包括：误用、振动,过高的操作温度、雷电或涌流、过负荷、对控制设备的维护不够、清洁不良、对闲置设备的维护不够、不恰当的润滑以及误操作等。3．1使用寿命短按照变压器设计人员的说法，在“理想状况下”变压器的使用寿命可达30～40年，很明显的是在实际中并非如此。电力系统在1975年的统计研究中发现，故障变压器的平均寿命为9.4年。在1985年，变压器平均寿命为14.9年。在油田电力系统中变压器的使用寿命应当给予特别地关注。3．2线路涌流线路涌流（或称线路干扰）在导致变压器故障的所有因素中被列为首位。这一类中包括线路故障、闪络以及其他输配方面的异常现象。这类起因在变压器故障中占

5、有显著比例的事实表明必须在冲击保护或对已有冲击保护充分性的试验方面给与更多的关注。3．3工艺制造不良在电力系统常年的施工中仅发现，很小比例的故障归咎于工艺或制造方面的缺陷。例如出线端松动或无支撑、垫块松动、焊接不良、铁心绝缘不良、抗短路强度不足以及油箱中留有异物。3．4绝缘老化电力系统在过去的10年中在造成故障的起因中，绝缘老化列在第二位。由于绝缘老化的因素，变压器的平均寿命仅有17.8年，大大低于预期为35～40年的寿命！在1983年，发生故障时变压器的平均寿命为20年。3．5过载是由过负荷导致的故障，指那些长期于超过铭牌功率工作状态下的变压器。过负荷经常会发生在发电厂或用电部门持续

6、缓慢提升负荷的情况下。最终造成变压器超负荷运行，过高的温度导致了绝缘的过早老化。当变压器的绝缘材料老化后，绝缘强度降低。因此，外部故障的冲击力就可能导致绝缘破损，进而发生故障。3．6受潮受潮这一类别包括由洪水、管道渗漏、顶盖渗漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及绝缘油中存在水分。3．7维护不良保养不够是导致变压器故障的重要因素。油泄漏、污垢淤积以及腐蚀。3．8连接问题其中一个问题就是不同性质金属之间不当的配合，这种现象近几年来有所减少。另一个问题就是螺栓连接间的紧固不恰当。3.9分接开关故障常见的故障是表面熔化与灼伤，相间触头放电或各接头放电。4变压器运行常见故障判断4．1变压器运行声音的

7、故障判断变压器在正常运行时，会发出连续均匀的“嗡嗡”声。如果产生的声音不均匀或有其他特殊的响声，就应视为变压器运行不正常，并可根据声音的不同查找出故障，进行及时处理。主要有以下几方面故障：电网发生过电压。电网发生单相接地或电磁共振时，变压器声音比平常尖锐。出现这种情况时，可结合电压表计的指示进行综合判断。变压器过载运行。负荷变化大，又因谐波作用，变压器内瞬间发生“哇哇”声或“咯咯”的间歇声，监视测量仪表指针发生摆动，且音调高、音量大。变压器内部