论文部分内容阅读
【摘要】文章对变压器故障的统计分析，讨论故障的起因，并对预防变压器故障以延长其使用寿命的维护方法提出了建议。
【关键词】变压器故障统计分析运行方式预防
【中图分类号】U223.6 文献标识码：B 文章编号：1673-8500（2013）03-0020-02
引言
变压器是电力系统中最昂贵和最重要的设备之一。它的正常运行对于整个电力系统的可靠运行起着非常关键的作用。由于变压器长期连续在电网中运行，不可避免地会发生各种故障和事故。因此研究电力变压器的故障类型以及对故障预防有非常重要的现实意义。
1 变压器故障分类分析
1.1变压器出现异常声音的情况
1.1.1当有大容量的动力设备起动时，负荷变化较大，使变压器声音增大。
1.1.2电网发生单相接地或产生谐振过电压时，变压器的声音较平常尖锐。
1.1.3过负荷使变压器发出很高而且沉重的“嗡嗡”声。
1.1.4变压器内部接触不良，或绝缘有击穿，变压器发出“噼啪”或“吱吱”声，且此声音随距离故障点远近而变化。
1.1.5零部件松动如铁芯的穿芯螺栓紧固不到位或有金属异物在铁芯上，形成悬浮电位，变压器发出强烈而不均匀的“噪音”或有“锤击”和“风吹”声。
1.1.6系统短路或接地时，通过很大的短路电流，使变压器发出“噼啪”声，严重时将会有巨大轰鸣声。
1.1.7系统发生铁磁谐振时，变压器发生粗细不匀的噪音。
1.2在正常负荷和正常冷却方式下，变压器油温升高的情况
1.2.1由于涡流或夹紧铁芯用的螺栓绝缘套损坏均会使变压器的油温升高。
1.2.2绕组局部层间或匝间的短路，内部接点有故障，接触电阻加大，二次线路上有大电阻短路等等，也会使油温升高。
1.3油枕或压力释放器导油管出现喷油的情况
当二次系统突然短路，而保护拒动，或内部有短路故障，而出气孔和压力释放器导油管堵塞等，内部的高温和高热会使变压器油突然喷出，喷出后使油面降低，有可能引起瓦斯保护动作。
1.4三相电压不平衡的情况
1.4.1三相负载不平衡引起中性点位移，造成三相电压不平衡。
1.4.2系统发生铁磁谐振，造成三相电压不平衡。
1.4.3绕组局部发生匝间和层间短路，造成三相电压不平衡。
1.5继电保护发生动作的情况
继电保护动作，一般说明变压器内部有故障。瓦斯保护是变压器的主要保护，它能监视变压器内部发生的部分故障，常常是先轻瓦斯动作发出信号，然后重瓦斯动作去掉闸。
1.6套管瓷套出现网络和爆炸的情况
l_6.1
由于密封橡胶垫质量不好，安装位置不当等原因，导致套管密封不严，因进水或潮气浸入使绝缘受潮而损坏。
1.6.2电容式套管绝缘分层间隙存在内部形成的游离放电。
1.6.3套管瓷套表面积垢严重或有较大的裂纹，均会造成套管闪络和爆炸事故。
1.7分接开关出现故障的情况
变压器油箱上有“吱吱”的放电声，电流表随响声发生摆动，瓦斯保护可能发出信号，油的闪点降低。这些都可能是分接开关故障而出现的现象。
2 变压器故障原因的分析
按变压器故障的原因，一般可分为电路故障和磁路故障。电路故障主要指线圈和引线故障等。磁路故障一般指铁芯、轭铁及夹件间发生的故障。
2.1雷击
雷击对变压器的损害是毁灭性的。现在，除非明确属于雷击事故，一般的冲击故障均被列为“线路涌流”。
2.2线路涌流
线路涌流（或称线路干扰）导致变压器故障的所有因素中被列为首位。包括合闸过电压、电压峰值、线路故障/闪络等异常现象。
2.3绝缘老化
绝缘老化大大降低变压器的运行寿命或发生故障。
2.4制造工艺不良
工艺或制造方面的缺陷。如出线端松动或无支撑、垫块松动、焊接不良、机械连接不良、铁心绝缘不良、抗短路强度不足以及油箱中留有异物。
2.5受潮
由于外部因素水份侵入油箱以及绝缘油中。
2.6过载
变压器超负荷运行，过高的温度导致了绝缘的过早老化。当变压器的绝缘纸板老化后，纸强度降低。外部故障的冲击力就可能导致绝缘破损，进而发生故障。
2.7维护不良
保养不够导致变压器故障，这一类包括未装控制其或装的不正确、冷却剂泄漏、污垢淤积以及腐蚀。
3 变压器维护及故障预防措施
根据以上统计分析结果，用户可制订一个维护、检查和试验的计划。这样不但将显著地减少变压器故障的发生以及不可预计的电力中断，一旦变压器发生事故，修理费用以及停工期的花费巨大。因此良好维护制度将有助于变压器获得最大的使用寿命。
3.1安装及运行
3.1.1确保负荷在变压器的设计允许范围之内。在油冷变压器中需要仔细地监视顶层油温。
3.1.2变压器的安装地点应与其设计和建造的标准相适应。若置于户外，确定该变压器适于户外运行。
3.1.3保护变压器不受雷击及外部损坏危险。
3.2对油的检验
变压器油的介电强度随着其中水分的增加而急剧下降。油中万分之一的水分就可使其介电强度降低近一半。
应用变压器油中气体在线.监测仪，连续测定随着变压器中故障的发展而溶解于油中气体的含量，通过对气体类别及含量的分析则可确定故障的类型。每年都应作油的物理性能试验以确定其绝缘性能，试验包括介质的击穿强度、酸度、界面张力等等。
3.3经常维护
3.3.1保持瓷套管及绝缘子的清洁。
3.3.2在油冷却系统中，检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制油自由流动的机械损伤。
3.3.3保证电气连接的紧固件紧固可靠。
3.3.4定期检查分接开关。并检验触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。
3.3.5每年检验避雷器接地的可靠性。接地必须可靠，而引线应尽可能短。旱季应检测接地电阻，其值不应超过5fl。
3.3.6每三年应对变压器线圈、套管以及避雷器进行介损的检测。
3.3.7应考虑将在线检测系统用于最关键的变压器上。将不同的探测器与传感器加以组装，并将其与数据采集装置相连，同时提供通过调制解调器实现远距离通讯的功能。
4 结论
变压器是电网中的重要设备之一。电力变压器承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。虽配有避雷器、差动、接地等多重保护，但由于内部结构复杂、电场及热场不均等诸多因素，变压器故障难免发生。因此，变压器的安全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。
【关键词】变压器故障统计分析运行方式预防
【中图分类号】U223.6 文献标识码：B 文章编号：1673-8500（2013）03-0020-02
引言
变压器是电力系统中最昂贵和最重要的设备之一。它的正常运行对于整个电力系统的可靠运行起着非常关键的作用。由于变压器长期连续在电网中运行，不可避免地会发生各种故障和事故。因此研究电力变压器的故障类型以及对故障预防有非常重要的现实意义。
1 变压器故障分类分析
1.1变压器出现异常声音的情况
1.1.1当有大容量的动力设备起动时，负荷变化较大，使变压器声音增大。
1.1.2电网发生单相接地或产生谐振过电压时，变压器的声音较平常尖锐。
1.1.3过负荷使变压器发出很高而且沉重的“嗡嗡”声。
1.1.4变压器内部接触不良，或绝缘有击穿，变压器发出“噼啪”或“吱吱”声，且此声音随距离故障点远近而变化。
1.1.5零部件松动如铁芯的穿芯螺栓紧固不到位或有金属异物在铁芯上，形成悬浮电位，变压器发出强烈而不均匀的“噪音”或有“锤击”和“风吹”声。
1.1.6系统短路或接地时，通过很大的短路电流，使变压器发出“噼啪”声，严重时将会有巨大轰鸣声。
1.1.7系统发生铁磁谐振时，变压器发生粗细不匀的噪音。
1.2在正常负荷和正常冷却方式下，变压器油温升高的情况
1.2.1由于涡流或夹紧铁芯用的螺栓绝缘套损坏均会使变压器的油温升高。
1.2.2绕组局部层间或匝间的短路，内部接点有故障，接触电阻加大，二次线路上有大电阻短路等等，也会使油温升高。
1.3油枕或压力释放器导油管出现喷油的情况
当二次系统突然短路，而保护拒动，或内部有短路故障，而出气孔和压力释放器导油管堵塞等，内部的高温和高热会使变压器油突然喷出，喷出后使油面降低，有可能引起瓦斯保护动作。
1.4三相电压不平衡的情况
1.4.1三相负载不平衡引起中性点位移，造成三相电压不平衡。
1.4.2系统发生铁磁谐振，造成三相电压不平衡。
1.4.3绕组局部发生匝间和层间短路，造成三相电压不平衡。
1.5继电保护发生动作的情况
继电保护动作，一般说明变压器内部有故障。瓦斯保护是变压器的主要保护，它能监视变压器内部发生的部分故障，常常是先轻瓦斯动作发出信号，然后重瓦斯动作去掉闸。
1.6套管瓷套出现网络和爆炸的情况
l_6.1
由于密封橡胶垫质量不好，安装位置不当等原因，导致套管密封不严，因进水或潮气浸入使绝缘受潮而损坏。
1.6.2电容式套管绝缘分层间隙存在内部形成的游离放电。
1.6.3套管瓷套表面积垢严重或有较大的裂纹，均会造成套管闪络和爆炸事故。
1.7分接开关出现故障的情况
变压器油箱上有“吱吱”的放电声，电流表随响声发生摆动，瓦斯保护可能发出信号，油的闪点降低。这些都可能是分接开关故障而出现的现象。
2 变压器故障原因的分析
按变压器故障的原因，一般可分为电路故障和磁路故障。电路故障主要指线圈和引线故障等。磁路故障一般指铁芯、轭铁及夹件间发生的故障。
2.1雷击
雷击对变压器的损害是毁灭性的。现在，除非明确属于雷击事故，一般的冲击故障均被列为“线路涌流”。
2.2线路涌流
线路涌流（或称线路干扰）导致变压器故障的所有因素中被列为首位。包括合闸过电压、电压峰值、线路故障/闪络等异常现象。
2.3绝缘老化
绝缘老化大大降低变压器的运行寿命或发生故障。
2.4制造工艺不良
工艺或制造方面的缺陷。如出线端松动或无支撑、垫块松动、焊接不良、机械连接不良、铁心绝缘不良、抗短路强度不足以及油箱中留有异物。
2.5受潮
由于外部因素水份侵入油箱以及绝缘油中。
2.6过载
变压器超负荷运行，过高的温度导致了绝缘的过早老化。当变压器的绝缘纸板老化后，纸强度降低。外部故障的冲击力就可能导致绝缘破损，进而发生故障。
2.7维护不良
保养不够导致变压器故障，这一类包括未装控制其或装的不正确、冷却剂泄漏、污垢淤积以及腐蚀。
3 变压器维护及故障预防措施
根据以上统计分析结果，用户可制订一个维护、检查和试验的计划。这样不但将显著地减少变压器故障的发生以及不可预计的电力中断，一旦变压器发生事故，修理费用以及停工期的花费巨大。因此良好维护制度将有助于变压器获得最大的使用寿命。
3.1安装及运行
3.1.1确保负荷在变压器的设计允许范围之内。在油冷变压器中需要仔细地监视顶层油温。
3.1.2变压器的安装地点应与其设计和建造的标准相适应。若置于户外，确定该变压器适于户外运行。
3.1.3保护变压器不受雷击及外部损坏危险。
3.2对油的检验
变压器油的介电强度随着其中水分的增加而急剧下降。油中万分之一的水分就可使其介电强度降低近一半。
应用变压器油中气体在线.监测仪，连续测定随着变压器中故障的发展而溶解于油中气体的含量，通过对气体类别及含量的分析则可确定故障的类型。每年都应作油的物理性能试验以确定其绝缘性能，试验包括介质的击穿强度、酸度、界面张力等等。
3.3经常维护
3.3.1保持瓷套管及绝缘子的清洁。
3.3.2在油冷却系统中，检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制油自由流动的机械损伤。
3.3.3保证电气连接的紧固件紧固可靠。
3.3.4定期检查分接开关。并检验触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。
3.3.5每年检验避雷器接地的可靠性。接地必须可靠，而引线应尽可能短。旱季应检测接地电阻，其值不应超过5fl。
3.3.6每三年应对变压器线圈、套管以及避雷器进行介损的检测。
3.3.7应考虑将在线检测系统用于最关键的变压器上。将不同的探测器与传感器加以组装，并将其与数据采集装置相连，同时提供通过调制解调器实现远距离通讯的功能。
4 结论
变压器是电网中的重要设备之一。电力变压器承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。虽配有避雷器、差动、接地等多重保护，但由于内部结构复杂、电场及热场不均等诸多因素，变压器故障难免发生。因此，变压器的安全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。