變壓器檢修(高級(jí)技師)3檢測(cè)

1、變 壓 器 故 障 檢 測(cè)（高級(jí)技師）主講：曲在輝2006.82006.9概述根據(jù)變壓器運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀態(tài)，在發(fā)生以下情況變化時(shí)，需對(duì)變壓器進(jìn)行故障診斷。（1）正常停電狀態(tài)下進(jìn)行的交接、檢修驗(yàn)收或預(yù)防性試驗(yàn)中一項(xiàng)或幾項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。（2）運(yùn)行中出現(xiàn)異常而被迫停電進(jìn)行檢修和試驗(yàn)。（3）運(yùn)行中出現(xiàn)其他異常（如出口短路）或發(fā)生事故造成停電，但尚未解體（吊心或吊罩）。當(dāng)出現(xiàn)上述任何一種情況時(shí)，往往要迅速進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)，以確定有無(wú)故障、故障的性質(zhì)、可能位置、大概范圍、嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)及影響波及范圍等。 概述對(duì)變壓器故障的綜合判斷，還必須結(jié)合變壓器的運(yùn)行情況、歷史數(shù)據(jù)、故障特征，通過(guò)采取針對(duì)性的色譜分析及

2、電氣檢測(cè)手段等各種有效的方法和途徑，科學(xué)而有序地對(duì)故障進(jìn)行綜合分析判斷。 綜合判斷的針對(duì)性檢測(cè)方法 （1）油色譜分析判斷有異常（2）氣體繼電器動(dòng)作報(bào)警（3）變壓器出口短路 （4）判斷變壓器絕緣受潮 （5）判斷絕緣老化 （6）變壓器振動(dòng)及噪聲異常時(shí) 特征氣體產(chǎn)生原因特征氣體產(chǎn)生原因氣體產(chǎn)生原因氣體產(chǎn)生原因H2電暈放電、油和固體絕緣熱分解、水分CH4油和固體絕緣熱分解、放電CO固體絕緣受熱和熱分解C2H6固體絕緣熱分解、放電CO2固體絕緣受熱和熱分解C2H4高溫?zé)狳c(diǎn)下油和固體絕緣熱分解、放電烴類氣體 C2H2強(qiáng)弧光放電、油和固體絕緣熱分解油中溶解氣體含量的注意值及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 設(shè)備氣 體組分注意值L/

3、L 6000臺(tái)次中超過(guò)注意值的比例變壓器和電抗器總烴1505.6乙炔5(500KV為1)5.7氫氣1503.6IEC三比值法C2H2C2H4CH4H2C2H4C2H6 (四比值法：C2H6 CH4)不同故障氣體成分的變化不同故障氣體成分的變化故障類型主 要 增大 的 氣體成分次 要 增大 的 氣體成分故障類型主 要 增大 的 氣體成分次 要 增大 的 氣體成分油過(guò)熱C H 4 、C2H4H 2 、C2H6油 中 電弧H 2 、C2H6C H 4 、C2H4、C2H6油 紙 過(guò)熱C H 4 、C2H4、CO、CO2H 2 、C2H6油 紙 中電弧H 2 、C2H6、CO、CO2C H 4 、C2

4、H4、C2H6油 紙 中放電C2H2、H2C2H6、CO2受 潮 或油 有 氣泡H2 油 中 火花放電C2H2、H2 油色譜分析判斷有異常1）檢測(cè)變壓器繞組的直流電阻。2）檢測(cè)變壓器鐵芯的絕緣電阻和鐵芯接地電流。3）檢測(cè)變壓器的空載損耗和空載電流。4）在運(yùn)行中進(jìn)行油色譜和局部放電跟蹤監(jiān)測(cè)。5）檢查變壓器潛油泵及相關(guān)附件運(yùn)行中的狀態(tài)。用紅外測(cè)溫儀器在運(yùn)行中檢測(cè)變壓器油箱表面溫度分布及套管端部接頭溫度。油色譜分析判斷有異常6）進(jìn)行變壓器絕緣特性試驗(yàn)，如絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)、介質(zhì)損耗、泄漏電流等試驗(yàn)。7）絕緣油的擊穿電壓、油介質(zhì)損耗、油中含水量、油中含氣量（500KV 級(jí)時(shí))等檢測(cè)。8）變壓器

5、運(yùn)行或停電后的局部放電檢測(cè)。9）絕緣油中糠醛含量及絕緣紙材聚合度檢測(cè)。10）交流耐壓試驗(yàn)檢測(cè)。 氣體繼電器動(dòng)作報(bào)警 應(yīng)進(jìn)行油色譜分析和氣體繼電器中的氣體分析 變壓器出口短路 1）油色譜分析。2）變壓器繞組直流電阻檢測(cè)。3）短路阻抗試驗(yàn)。4）繞組的頻率響應(yīng)試驗(yàn)。5）空載電流和空載損耗試驗(yàn)。 判斷變壓器絕緣受潮 1）絕緣特性試驗(yàn)。如絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)、介質(zhì)損耗、泄漏電流等。2）變壓器油的擊穿電壓、油介質(zhì)損耗、含水量、含氣量（500KV級(jí)時(shí))試驗(yàn)。3）絕緣紙的含水量檢測(cè)。 判斷絕緣老化 1）油色譜分析。特別是油中一氧化碳和二氧化碳的含量及其變化。2）變壓器油酸值檢測(cè)。3）變壓器油中糠醛含量檢

6、測(cè)。4）油中含水量檢測(cè)。5）絕緣紙或紙板的聚合度檢測(cè)。 變壓器振動(dòng)及噪聲異常 1）振動(dòng)檢測(cè)。 2）噪聲檢測(cè)。3）油色譜分析。4）變壓器阻抗電壓測(cè)量。 二、綜合分析判斷的基本原則 （1）與設(shè)備結(jié)構(gòu)聯(lián)系。熟悉和掌握變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和狀態(tài)是變壓器故障診斷的關(guān)鍵，如變壓器內(nèi)部的絕緣配合、引線走向、絕緣狀況、油質(zhì)情況等。又如變壓器的冷卻方式是風(fēng)冷還是強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式等，再如變壓器運(yùn)行的歷史、檢修記錄等等，這些內(nèi)容都是診斷故障時(shí)重要的參考依據(jù)。 二、綜合分析判斷的基本原則（2）與外部條件相結(jié)合。診斷變壓器故障的同時(shí)，一定要了解變壓器外部條件是否構(gòu)成影響，如是否發(fā)生過(guò)出口短路；電網(wǎng)中的諧波或過(guò)電壓情況是否

7、構(gòu)成影響；負(fù)荷率如何；負(fù)荷變動(dòng)幅度如何等等。（3）與規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)照。與規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)照，假如發(fā)生超標(biāo)情況必須查明原因，找出超標(biāo)的根源，并進(jìn)行認(rèn)真的處理和解決。 二、綜合分析判斷的基本原則（4）與歷次數(shù)據(jù)相比較。僅以是否超標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行故障判斷，往往不夠準(zhǔn)確，需要考慮與本身歷次數(shù)據(jù)進(jìn)行比較才能了解潛伏性故障的起因和發(fā)展情況，例如，試驗(yàn)結(jié)果盡管數(shù)值偏大，但一直比較穩(wěn)定，應(yīng)該認(rèn)為仍屬正常；但試驗(yàn)結(jié)果雖未超標(biāo)而與上次相比卻增加很多，就需要認(rèn)真分析，查明原因。（5）與同類設(shè)備相比較（橫向比較）。一臺(tái)變壓器發(fā)現(xiàn)異常，而同一地點(diǎn)的另一臺(tái)相同容量或相同運(yùn)行狀態(tài)的變壓器是否有異常，這樣結(jié)合分析有利于準(zhǔn)確判

8、斷故障現(xiàn)象是外因的影響還是內(nèi)在的變化。 二、綜合分析判斷的基本原則（6）與自身不同部位相比較（縱向比較）。對(duì)變壓器本身的不同部位進(jìn)行檢查比較。如變壓器油箱箱體溫度分布是否變化均勻，局部溫度是否有突變。又如用紅外成像儀檢查變壓器套管或油枕溫度，以確定是否存在缺油故障等。再如測(cè)繞組絕緣電阻時(shí)，分析高對(duì)中、低、地，中對(duì)高、低、地與低對(duì)高、中、地是否存在明顯差異，測(cè)繞組電阻、測(cè)套管tg及C時(shí)，三相間有無(wú)異常不同，這些也有利于對(duì)故障部位的準(zhǔn)確判斷。 故障判斷的步驟 1）判斷變壓器是否存在故障，是隱性故障還是顯性故障。2）判斷屬于什么性質(zhì)的故障，是電性故障還是熱性故障，是固體絕緣故障還是油性故障等。3）判

9、斷變壓器故障的狀況，如熱點(diǎn)溫度、故障功率、嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)以及油中氣體的飽和程度和達(dá)到飽和而導(dǎo)致繼電器動(dòng)作所需的時(shí)間等。4）提出相應(yīng)的反事故措施，如能否繼續(xù)運(yùn)行，繼續(xù)運(yùn)行期間的安全技術(shù)措施和監(jiān)視手段或是否需要內(nèi)部檢查修理等。 有無(wú)異常的判斷 1）將分析結(jié)果的幾項(xiàng)主要指標(biāo)（總烴、乙炔、氫氣含量）與DL/T596-1996規(guī)程中的注意值作比較。 2）了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)、安裝、運(yùn)行及檢修等情況，徹底了解氣體真實(shí)來(lái)源，以免造成誤判斷。 3）注意油中CO、CO2含量及比值。在開放式的變壓器中，CO含量小于300L/L , CO2/ CO比值在7左右時(shí)，屬于正常范圍；而薄膜密封變壓器中的CO2/ CO比值一

10、般低于7時(shí)也屬于正常值。 變壓器發(fā)生故障的原因 1制造工藝存在缺陷：如設(shè)計(jì)不合理，材料質(zhì)量低劣及加工不精細(xì)等。2缺乏良好的管理及維護(hù)：如檢修后干燥處理不充分，安裝不細(xì)心，導(dǎo)演的過(guò)程或持續(xù)的操作，以及由于檢測(cè)能力有限導(dǎo)致某些故障未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而繼續(xù)發(fā)展，或故障設(shè)備修復(fù)不徹底等。變壓器發(fā)生故障的原因 3絕緣老化：變壓器在正常運(yùn)行中，由于長(zhǎng)期受到熱、電、機(jī)械應(yīng)力以及環(huán)境因素的影響，會(huì)發(fā)生一些不可逆的變化過(guò)程，使絕緣老化，通常這一過(guò)程非常緩慢，但當(dāng)設(shè)備發(fā)生某些異常情況時(shí)，則會(huì)加速絕緣老化過(guò)程. 迅速形成故障。4惡劣的環(huán)境和苛刻的運(yùn)行條件. 以及長(zhǎng)期超過(guò)技術(shù)規(guī)定所允許的范圍運(yùn)行. 往往是直接導(dǎo)致故障的起因

11、. 不同運(yùn)行條件導(dǎo)致的各種故障如下表所示。 運(yùn)行條件引起的變壓器故障 運(yùn)行條件 條件特性 原因引起的故障負(fù)載條件 工作過(guò)程特性經(jīng)常過(guò)載繞組過(guò)熱；絕緣老化；分接燒損停運(yùn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)絕緣受潮操作過(guò)電壓或雷電過(guò)電壓主絕緣；縱絕緣損傷或擊穿系統(tǒng)近區(qū)短路繞組變形；絕緣損傷；繞組及分接開關(guān)過(guò)熱燒蝕 運(yùn)行條件引起的變壓器故障運(yùn)行條件條件特性原因引起的故障環(huán)境條件工作現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)高溫過(guò)熱絕緣老化低溫過(guò)熱外絕緣及橡膠墊圈劣化有害氣體結(jié)構(gòu)件、外絕緣腐蝕地理、氣象特點(diǎn)高濕度絕緣受潮、擊穿海拔 1000m 允許溫升降低污染情況污穢、 粉塵套管表面絕緣電阻降低、泄漏電流增加電力變壓器絕緣故障樹變壓器從結(jié)構(gòu)上看主要包括鐵芯、一、

12、二、三次繞組、引出端子和冷卻系統(tǒng)等。有時(shí)還帶有輔助的外部冷卻器及分接變換裝置。原則上講，所有這些組、部件都有可能發(fā)生故障。但其發(fā)生的概率差異很大，為了保證分析的有效性，我們將研究的范圍限制在較為常見(jiàn)的故障類型上。 變 壓 器 故 障鐵心故障繞組故障主絕緣故障分接故障引線故障套管故障不同歷史時(shí)期變壓器主要事故分析 變壓器事故與生產(chǎn)工藝和運(yùn)行環(huán)境密切相關(guān)，由于不同歷史時(shí)期設(shè)計(jì)的變壓器變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，引發(fā)變壓器故障類型故障類型也在逐漸變化也在逐漸變化。國(guó)產(chǎn)大型變壓器在不同歷史時(shí)期主要的事故原因如下： 20世紀(jì)70年代因變壓器電壓等級(jí)提高，高壓繞組結(jié)構(gòu)由連續(xù)式改為糾結(jié)式，相鄰匝間的

13、工作場(chǎng)強(qiáng)由原來(lái)的200300V/mm升高到20003000V/mm，開始時(shí)的設(shè)計(jì)仍采用較薄的絕緣結(jié)構(gòu)，加之鋁導(dǎo)線制造工藝不佳，致使在正常運(yùn)行條件下匝間短路匝間短路事故屢有發(fā)生。1978年原機(jī)電部規(guī)定將220KV等級(jí)變壓器的匝絕緣由0.951.35mm提高到1.95mm，從而使匝間短路事故大幅度降低。 20世紀(jì)80年代初由于變壓器套管的“將軍帽將軍帽”密封結(jié)構(gòu)密封結(jié)構(gòu)不合理，沿穿纜引線進(jìn)水，使引線應(yīng)力錐受潮，進(jìn)而波及到首端線段絕緣，造成擊穿事故的情況發(fā)生較多。僅19801989年間東北電管局直屬?gòu)S局就有6次繞組事故是由該原因引起的。占總事故率的23。其后，制造廠改進(jìn)了“將軍帽”的結(jié)構(gòu)，基本杜絕了

14、這類事故的發(fā)生。 20世紀(jì)80年代中、后期長(zhǎng)墊塊引起的圍屏放電圍屏放電事故逐漸增加，19841989年間東北電管局圍屏放電事故占總事故率的30.8，同時(shí)期全國(guó)其他局也相繼報(bào)道了類似事故多起，圍屏放電不僅使高壓側(cè)相間絕緣受到嚴(yán)重?fù)p壞，而且由于這種故障發(fā)生后會(huì)產(chǎn)生相間或相對(duì)地電弧放電，極易引起油箱變形，甚至引起火災(zāi)，危害很大。1999年7月鞍山局紅旗堡一次變2號(hào)主變發(fā)現(xiàn)氣體色譜呈持續(xù)增長(zhǎng)，吊罩檢查發(fā)現(xiàn)V、W相間圍屏紙板樹枝放電嚴(yán)重，幾乎貫穿。經(jīng)分析：造成這類事故的主要原因：一是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，局部場(chǎng)強(qiáng)過(guò)高；二是絕緣紙板受潮，沿面放電電壓降低。 1989年以來(lái)500KV變壓器因油流帶電油流帶電引發(fā)的事故率逐漸升高。據(jù)1996年資料統(tǒng)計(jì)，在國(guó)產(chǎn)500KV電力變壓器事故中有58.3與油流靜電有關(guān)。事故統(tǒng)計(jì)表明，油流荷電量與變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)，由于問(wèn)題的復(fù)雜性很難把它作為一種單一因素來(lái)判斷事故的原因，根據(jù)目前的普遍認(rèn)識(shí)，降低油流速度是避免油流靜電的有效措施之一。 近年近年來(lái)系統(tǒng)短路沖擊強(qiáng)度隨系統(tǒng)容量的增大而不斷增強(qiáng)，甚至達(dá)到設(shè)備難以承受的程度。變壓器抗短路能力不足已成為突出問(wèn)題。1994年全國(guó)110KV及以上等級(jí)變壓器因系統(tǒng)短