變壓器是電力系統(tǒng)主要設(shè)備之一，它的安全可靠運行，對整個電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定起到關(guān)鍵性作用。 變壓器的常規(guī)性故障分析，以及預(yù)防措施，變壓器磁路方面造成故障的原因，還有空載合閘產(chǎn)生的電磁力會使繞組變形、外施電壓提高導(dǎo)致鐵損增大等。

故障原因分析

      A繞組方面的故障原因

1.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(dāng)變壓器的繞組因短路、突然接人電網(wǎng)而遭到電磁力沖擊和當(dāng)變壓器在負(fù)荷下發(fā)生振動時，導(dǎo)線的陡棱切斷絕緣會導(dǎo)致相鄰匝直接接觸而發(fā)生短路

2. 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(dǎo)線錯位變形

3.絕緣紙繞制過松使導(dǎo)線匝間短路。矩形導(dǎo)線上包繞的絕緣紙如果達(dá)不到所要求的緊度，會產(chǎn)生絕緣紙在電磁線上隆起現(xiàn)象，這種變形有時會引起匝間短路，如果導(dǎo)線的棱曲率半徑較小，這種現(xiàn)象將會更嚴(yán)重。

4.  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(xiàn)象在運行中會導(dǎo)致繞組匝間短路。

5.  螺旋繞組發(fā)生短路后極易損壞。當(dāng)使用薄的帶狀導(dǎo)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(jī)械強(qiáng)度低，加上線匝的覆蓋面位于絕緣筒表面的法線方向，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時，繞組極易損壞。

6. 機(jī)械壓力增加導(dǎo)致繞組絕緣強(qiáng)度降低。大多數(shù)繞組的機(jī)械強(qiáng)度隨機(jī)械壓力的增加而降低，當(dāng)負(fù)荷發(fā)生迅速波動，繞組遭受電或磁的沖擊時，繞組導(dǎo)線的膨脹和收縮將使匝間絕緣所承受的機(jī)械力交替地增大和減少，極易損壞繞組絕緣。

7.  變壓器 繞組油道過窄導(dǎo)致熱擊穿。多根并聯(lián)連續(xù)式繞組，如果油道過窄，將會在繞組內(nèi)側(cè)產(chǎn)生過熱點，使導(dǎo)線絕緣產(chǎn)生脆化，引起匝間短路，同時導(dǎo)線中將流過極大的渦流，在繞組中產(chǎn)生過熱點，使繞組絕緣產(chǎn)生熱擊穿。

 8. 焊頭不好導(dǎo)致接頭處絕緣損壞。繞組內(nèi)部導(dǎo)線的焊接質(zhì)量不佳，當(dāng)變壓器承受大負(fù)荷時，繞組過熱，導(dǎo)致絕緣油局部炭化，接頭熱量傳導(dǎo)到繞組導(dǎo)線上，局部炭化導(dǎo)線絕緣，較終導(dǎo)致匝間短路。這樣的接頭遲早會造成繞組短路。

9. 安匝不平衡短路后造成繞組變形。當(dāng)圓式繞組帶有分接頭時，安匝不平衡是不可避免的。當(dāng)變壓器發(fā)生外部短路時，除了產(chǎn)生輻向力外，還產(chǎn)生作用于繞組上的軸向力，該軸向力引起端部線段變形。

10.  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。

B磁路方面的故障原因

1. 變壓器 穿芯螺桿絕緣損壞。夾緊鐵芯柱和鐵扼疊片的穿芯螺桿的絕緣件擊穿，引起鐵芯疊片局部短路，從而產(chǎn)生很大的局部渦流，該渦流會產(chǎn)生熱量，有時會燒毀整臺鐵芯

2. 鐵芯夾件絕緣損壞導(dǎo)致鐵損增加。鐵芯夾件及連接鐵芯結(jié)構(gòu)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(chǎn)生損壞，從而引起很大的循環(huán)渦流，也會增加變壓器的鐵損。

3. 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(chǎn)生局部短路，由此產(chǎn)生的渦流會使鐵芯產(chǎn)生局部過熱。

4.  鐵芯疊片間雜物造成局部過熱。鐵芯疊片夾雜金屬物質(zhì)或鐵芯疊片產(chǎn)生微小的彎折，會引起強(qiáng)烈的局部渦流，從而使變壓器鐵芯產(chǎn)生局部過熱。

5.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(jié)構(gòu)，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(chǎn)生嚴(yán)重的渦流。強(qiáng)烈過熱除了會導(dǎo)致?lián)p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。

C結(jié)構(gòu)件方面的故障原因

1. 壓緊裝置間的絕緣不好形成短路。變壓器有壓力調(diào)節(jié)裝置，繞組上的壓緊力應(yīng)隨著運行過程絕緣的收縮情況進(jìn)行調(diào)整，但必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐估@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(yīng)套有絕緣套，壓釘與鋼板之間的絕緣應(yīng)良好，且鋼板應(yīng)開口

2.氣體繼電器不動作造成內(nèi)部嚴(yán)重?fù)舸?。由于氣體繼電器未充油或未校驗發(fā)生誤動作，或拒動作，油箱內(nèi)發(fā)生故障時，造成變壓器嚴(yán)重?fù)舸?/p>

3. 絕緣支持物不牢造成引線變形。當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)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。

4. 另外在結(jié)構(gòu)件方面造成的故障原因還有套管表面臟污閃絡(luò)、末屏小套管放電故障等。

D絕緣方面的故障原因

1.  密封不嚴(yán)潮氣進(jìn)入導(dǎo)致絕緣性能下降。  變壓器沒有全密封或密封出現(xiàn)泄漏等，使潮氣進(jìn)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(gòu)件擊穿。

 2. 絕緣材料搭配不合理。變壓器中經(jīng)常把介電常數(shù)不同的絕緣材料串聯(lián)使用，如果其搭配不合理，將會因電暈放電或過熱導(dǎo)致某種絕緣材料的損壞。

3. 絕緣油中雜質(zhì)形成導(dǎo)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(dǎo)線之間形成導(dǎo)電“小橋”，引起電氣擊穿。

 4.過載運行導(dǎo)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。

5.缺油使冷卻系統(tǒng)循環(huán)不良導(dǎo)致過熱。油面下降，不能保證油處于規(guī)定位置，從而導(dǎo)致變壓器冷卻系統(tǒng)循環(huán)受限而產(chǎn)生過熱。

6. 內(nèi)部金屬粉塵導(dǎo)致絕緣擊穿。施工過程中在變壓器內(nèi)部絕緣件表面或?qū)щ婓w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(chǎn)生非常大的影響，較終會導(dǎo)致絕緣爬電放電。

7.地屏包扎不好導(dǎo)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(chǎn)生電場強(qiáng)度集中，使得絕緣局部承受電場強(qiáng)度過大，使高壓繞組到地屏有擊穿點，從而導(dǎo)致鐵芯桿上的高壓繞組損壞。

8.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(dǎo)致放電、木制夾件干燥不好易形成“小橋”放電等。

       防范措施

      1優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)全過程監(jiān)造管理

   加強(qiáng)變壓器設(shè)計、選型、訂貨、驗收及投運的全過程管理。完善試驗與監(jiān)造檢測過程，對220 kV及以上電壓等級的變壓器應(yīng)赴廠監(jiān)造和驗收。

      2加強(qiáng)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(chǎn)前應(yīng)用頻響法測試?yán)@組變形，或做低電壓短路阻抗測試，并保留原始記錄。

      3加強(qiáng)空載損耗和負(fù)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(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運行帶來負(fù)面影響，必須加強(qiáng)對配電變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗試驗的檢測。

      4加強(qiáng)老舊變壓器的絕緣監(jiān)督工作

      對運行超過20年的變壓器要加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督，特別是油色譜監(jiān)督工作，結(jié)合電網(wǎng)改造應(yīng)盡快更新淘汰老舊變壓器。

      5加強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗，運行后還要進(jìn)行定期校驗工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)查明原因并及時排除。

      在可采取的防范措施方面還有加強(qiáng)對套管將軍帽密封、末屏小套管檢查，加強(qiáng)紅外線監(jiān)測工作等。

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