生故障的重要依据,能为分析故障性质提供参考。
变压器故障大体可分为:一种是在变压器的载流部分发生短路、断路、击穿、以至于烧坏等严重事故;另一种是在变压器内部发生的,如:局部过热、局部放电、严重的电晕等现象。前一种故障,性质比较严重,它将迫使变压器无法再运行,故障的同时也可能危及产品安全和其他设备及人身安全。这类故障发生后,分析故障性质和查找故障部位并不十分困难,一般从故障现象及故障后的实验测量数据中可以大致确定故障部位,使吊心检查具有针对性,并能较迅速的查出故障点。但是,在分析故障原因时,情况是十分复杂的,有时由于烧坏严重,拆开后也很那准确查出引起故障的原因。后一种故障虽然较前一种为轻,,但是它将随时危及变压器的安全运行。因此,在还没有停机之前,必须加强监视,注意情况变化,及时采取措施。在分析和查找这些故障时,一般都比较困难,所以在吊心检查时应该按上节所述,逐项检查。
不论变压器发生哪类故障,情况都比较复杂。因此,在分析和查找之前,都要了解运行情况,故障现象,尽量多做一些测试项目,有助于分析准确、查找容易。总之要做到具体情况具体分析,不同产品之间,各类故障之间都无绝对规律可循。
第八章 变压器常见故障
8.1 绕组质量问题
变压器绕组质量问题多数多数是在运行时烧坏的,故障部位多发生在进线端几段,或在分接段附近,也有在绕组上下两端或其它正常
段,多数为段间或匝间击穿故障。大型变压器高压绕组多采用纠结式结构,使得冲击电压的起始分布比较均匀,或是采用其它保护措施,是冲击电压的起始分布得到改善。如果出厂以前能够承受柱冲击电压实验的考核,那么在运行中遇有冲击电压侵入绕组后,一般不到引起击穿事故。
变压器在正常运行情况下,绕组匝绝缘的厚薄主要取决于游离电压,一般绕组设计时的匝绝缘选取,都有较大的电气裕度。因而,绕组的故障原因不应该时由于绕组的匝间电压高所引起的,也就是说变压器正常运行时,绝缘裕度一般是很大的,即使在试验电压下也仍然有较大的绝缘裕度。
变压器绕组故障多数是由于原材料质量不好,或制造质量较差所引起的,因此,在制造过程中必须引起高度注意。 8.2 铁心的质量问题
铁心可能出现的故障有:铁心及铁心零部件接地不良或没有接地,引起断续放电;铁心的两点或者多点接地可能构成的短路匝而引起的过热或接触不良处的放电;部分铁心片短路,使涡流损耗增加而引起局部过热等。 ⑴铁心接地不良
引起放电的原因除没有接地之外,接地不良也同样会引起放电现象,接地不良如:接地片未被铁心片加夹紧,接地螺钉松、接地片似断非断、接触面有氧化皮、油漆等使接触不良。 ⑵ 多点接地
铁心叠片的接地是靠接地片插入铁心某一点的叠片之间来实现的。如果有多点接地,将产生大量的涡流,是铁心发热,邻近的绝缘件炭化,油被分解,产生可燃性气体,色谱分析时,气体含量增加,变压器处于故障状态。
多点接地容易发生的部位:硅钢片凸起或端部没夹住而碰夹件;夹件里侧尖角、加强筋等以硅钢片接触或距离太小,地脚绝缘损坏、受潮以及有金属物搭桥等,都能造成多点接地。 ⑶ 铁心的局部短路
当铁心局部受到损坏后,各片间发生短路,涡流损耗增加,铁心发热。当有金属物落入铁心或落在铁心表面上时, 金属物将硅钢片直接短路,也将使铁心发热。严重时能使变压器发生故障而不得不停止运行,为防止这一类故障,检查时必须注意上述几种情况的发生。 8.3 漏磁发热
变压器运行时,除了主磁通以外还产生漏磁通。特别是大型变压器,运行时的电流大,因此,它的漏磁场也很强,由于漏磁场的存在,会使铁磁材料制成的结构件发热,而引起变压器的局部过热故障。 大型变压器金属结构件过热主要是由于大电流引线漏磁以及绕组的轴向漏磁和辐向所引起的。。当漏磁通穿过结构件时,将在结构件中引起涡流而发热;当漏磁通穿过结构件所构成的回路时,将在结构件回路中引起环流,造成发热,发热的的程度主要取决于漏磁通的多少,由环流所引起的发热将在回路中电阻大的部位集中,形成过热点。
8.4 变压器故障的气相色谱分析
气相色谱测量具有速度快、效率高、灵敏度好等优点。通过对溶于变压器油中的气体含量和成分的分析,来判断变压器运行情况,为在带电的情况下及早发现变压器内部潜伏性故障,把事故消灭在萌芽状态,开辟了新的途径。
运行中的变压器,如果内部村在局部过热或局部放电等潜伏性故障时,油纸绝缘材料就会在电或热的作用下分解,产生各种气体。其中对判断故障有价值的气体有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氢、一氧化碳、二氧化碳,以及丙烷、丙烯等。在正常运行温度下,油和固体绝缘正常老化过程中,产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。在油纸绝缘中存在局部放电时,油裂解的产物主要是甲烷和氢。在故障温度高于正常温度不多时,油裂解的产物主要是甲烷。随着故障温度的升高,乙烯和乙烷的产生逐渐呈为主要特征气体。在温度高于1000℃时,油分解产物中含有较多的乙炔。如果故障涉及到固体绝缘时,会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。随着温度的增加,出现最大产气率的气体依次为甲烷、乙烷、乙烯和乙炔。另外,在低能放电的情况下会产生大量氢,随着温度的升高,氢也不断增加。
在正常的变压器运行中,溶解于油中的各种气体含量都在一定的范围内。见下表
油中溶解气体的正常值
气体组成 总烃 含量/10-6 100 乙炔 氢 注:总烃包括 CH4,C2H6,C3H8,C2H4,C3H6,C2H2等
5 100 第九章 变压器运行故障处理
对于一般性的故障(比较轻的故障),可以进行现场修理,以便及时解决问题,使变压器重新投入运行。对于严重的故障:如铁心局部烧毁,绕组短路,变形,主要绝缘严重击穿,邮箱和散热器崩裂等,一般应采用回场修理的办法。几种常见的修理问题 9.1 渗漏油的修理
当油箱的焊缝渗漏油时,可以在带油的情况下焊补,但必须遵守有关安全操作规程,焊接时要防止将箱壁烧穿而出现大量漏油。带油箱补焊后,应换油或对油在现场过滤,取油样证实气相色谱无异常时才可以投入运行,以避免由于焊接时的过热影响油的气相色谱造成判断上的困难。若无法带油补焊,则必须拆卸变压器,取出器身,擦干空油箱上的残油再补焊,绝对禁止放油后,或半放油后对变压器进行补焊。当变压器上的铸件或焊件存在砂眼、气孔等缺陷出现渗漏时,可以使用快干环氧树脂粘合剂临时进行堵塞,快干粘合剂可采用40%的聚酰胺树脂加60%的环氧树脂,稍许加热后调均而成,在堵塞之前先擦净油迹,然后用肥皂塞住漏孔,再涂上粘合剂。这种粘合剂在常温下就可以固化。
如果属于装配质量,则应线弄清渗漏原因,如果时密封垫老化、损坏、或是压力太大使橡胶失去弹性而引起渗漏,则应考虑更换密封