畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-牽引變電所常見故障判斷及處理方案

1、黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電氣自動(dòng)化專業(yè)黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：牽引變電所常見故障判斷及處理方案牽引變電所常見故障判斷及處理方案指導(dǎo)教師：專 業(yè) 電氣自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 2011 年 05 月 10 日黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電氣化鐵道 專業(yè)目 錄引 言 .- 1 -一 牽引變電所基本概念 .- 1 -(一) 牽引變電所概述.- 2 -(二) 牽引變電所主要電氣元件.- 3 -(三) 牽引變電所供變電系統(tǒng).- 5 -(四) 牽引變電所 .- 5 -二 互感器的常見故障與分析 .- 11 -(一)

2、 互感器的作用.- 11 -(二) 互感器分類.- 11 -(三) 電流互感器常見故障分析處理.- 12 -(四) 電壓互感器常見故障分析處理.- 12 - (五) 電壓互感器故障案例分析 - 12 -三 斷路器常見故障分析 .- 19 -(一) 斷路器工作原理.- 19 -(二) 短路器的分類.- 20 -(三) 真空斷路器的故障分析及設(shè)備管理.- 20 -(四) 斷路器跳閘拒動(dòng)的原因及防止措施.- 24 -四 牽引變電所運(yùn)行與檢修重要規(guī)程與規(guī)則 .- 24 -總結(jié) .- 31 -致謝 .- 32 -參考文獻(xiàn) .- 33 -黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化 專

3、業(yè)摘 要 電力牽引的專用變電所。牽引變電所把區(qū)域電力系統(tǒng)送來的電能，根據(jù)電力牽引對(duì)電流和電壓的不同要求，轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于電力牽引的電能，然后分別送到沿鐵路線上空架設(shè)的接觸網(wǎng)，為電力機(jī)車供電，或者送到地下鐵道等城市交通所需的供電系統(tǒng)，為地鐵電動(dòng)車輛或電車供電。一條電氣化鐵路沿線設(shè)有多個(gè)牽引變電所，相鄰變電所間的距離約為 4050 公里。在長的電氣化鐵路中，為了把高壓輸電線分段以縮小故障范圍 ,一般每隔 200250 公里還設(shè)有支柱牽引變電所 ,它除了完成一般變電所的功能外，還把高壓電網(wǎng)送來的電能，通過它的母線和輸電線分配給其他中間變電所。牽引變電所的任務(wù)是將電力系統(tǒng)三相電壓降低，同時(shí)以單相方式饋出。

4、降低電壓是由牽引變壓器來實(shí)現(xiàn)的，將三相變?yōu)閱蜗嗍峭ㄟ^變電所的電氣接線來達(dá)到的。牽引供電回路是由牽引變電所 饋電線接觸網(wǎng)電力機(jī)車鋼軌回流聯(lián)接（牽引變電所）接地網(wǎng)組成的閉合回路，其中流通的電流稱牽引電流，閉合或斷開牽引供電回路會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧，處理不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重的后果。通常將接觸網(wǎng)、鋼軌回路（包括大地）、饋電線和回流線統(tǒng)稱為牽引網(wǎng)。牽引變電所(包括分區(qū)亭、開閉所，AT 所等)，為了完成接受電能，高壓和分配電能的工作，其電氣接線可分為兩大部分：一次接線(主接線)和二次接線。 主接線是指牽引變電所內(nèi)一次主設(shè)備(即高壓、強(qiáng)電流設(shè)備)的聯(lián)接方式，也是變電所接受電能、變壓和分配電能的通路。它反映了牽引變電所

5、的基本結(jié)構(gòu)和功能。 二次接線是指牽引變電所內(nèi)二次設(shè)備(即低電壓、弱電流的設(shè)備)的聯(lián)接方式。其作用是對(duì)主接線中的設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行控制，監(jiān)察、測(cè)量以及實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)與運(yùn)動(dòng)化等。二次接線對(duì)一次主設(shè)備的安全可靠運(yùn)行起著重要作用。 主接線是根據(jù)變電所的容量規(guī)模、性能要求、電源條件及配電出線的要求確定的，其基本主接線型式有：單母線分段接線、勞旁路母線的單母線分段接線、雙母線接線、橋式接線、雙 T 式(即分支式)接線等。關(guān)鍵詞： 電氣設(shè)備故障 電力系統(tǒng) 分析 診斷 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目：1 本課題的來源、選題依

6、據(jù)：2 本課題的設(shè)計(jì)（研究）意義（相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)）：3 本課題的基本內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)，擬采用的實(shí)現(xiàn)手段（途徑）：（可以另附頁）4 文獻(xiàn)綜述（列出主要參考文獻(xiàn)的作者、名稱、出版社、出版時(shí)間以及與本課題相關(guān)的主要參考要點(diǎn)）：指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師： 年 月 日專業(yè)部意見： 簽字 年 月 日黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè) 中期進(jìn)展情況檢查表中期進(jìn)展情況檢查表年 月 日課題名稱牽引變電所電氣設(shè)備常見故障分析學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)專 業(yè)電氣化鐵道指導(dǎo)教師職 稱學(xué)生主要研究內(nèi)容及進(jìn)展主要研究牽引變電所主要電器設(shè)備，如變壓器、互感器、斷路器等的原理分類，和常見的故障

7、分析和預(yù)防措施。現(xiàn)在已經(jīng)完成變壓器、互感器方面的原理應(yīng)用，和有可能出現(xiàn)的故障及分析，對(duì)個(gè)方面有可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行的各項(xiàng)預(yù)防措施。尚須完成的任務(wù)尚未完成斷路器方面常見的故障分析及各方面的措施存在的主要問題及解決措施指導(dǎo)教師審查意見專業(yè)部審查意見黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)1牽引變電所主要電器設(shè)備常見故障分析牽引變電所主要電器設(shè)備常見故障分析引 言我第國一條電氣化鐵路始建于寶成線寶雞鳳州段，全長 91km ，于 1961 年 8 月正式通車，至今已 40 余年，截止 2002 年底全國電氣化鐵路營業(yè)里程已達(dá) 18336km 。涵蓋鄭州、北京、成都等 11 個(gè)

8、鐵路局，伴隨著已開工的鄭州徐州電氣化工程建設(shè)，濟(jì)南鐵路局即將步入電氣化鐵路的運(yùn)營，成為電氣化鐵路的新成員。 我國電氣化鐵路采用工頻單相交流電力牽引制，額定電壓 25kV。牽引動(dòng)力為電能，牽引供電設(shè)備將國家電力系統(tǒng)輸送的電能變換為適合電力機(jī)車使用的形式，電力機(jī)車則完成牽引任務(wù)，因此牽引供電設(shè)備和電力機(jī)車是電氣化鐵路的兩大主要裝備，鐵路其他裝備和基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)與之相適應(yīng)。本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)牽引變電所電氣設(shè)備的故障與分析一 牽引變電所主要電氣設(shè)備之變壓器故障分析(一) 變壓器工作原理 變壓器-利用電磁感應(yīng)原理，從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號(hào)的一種電器是電能傳遞或作為信號(hào)傳輸?shù)闹匾?1.變壓器

9、 - 靜止的電磁裝置 變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能 電壓器的主要部件是一個(gè)鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。 變壓器原理 與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組 與負(fù)載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組 一次繞組的 二次繞組的 電壓相量 U1 電壓相量 U2 電流相量 I1 電流相量 I2 電動(dòng)勢(shì)相量 E1 電動(dòng)勢(shì)相量 E2 匝數(shù) N1 匝數(shù) N2 同時(shí)交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為 m ,該磁通量稱為主磁通當(dāng)變壓器一次側(cè)施加交流電壓 U1，流過一次繞組的電流為 I1,則該電流在鐵芯中會(huì)產(chǎn)生交變磁通，使一次繞組和二次繞組發(fā)生電磁聯(lián)系，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，

10、交變磁通穿過這兩個(gè)繞組就會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，其大小與繞組匝數(shù)以及主磁通的最大值成正比，繞組匝數(shù)多的一側(cè)電壓高，繞組匝數(shù)少的一側(cè)電壓低，當(dāng)變壓器二次側(cè)開路，即變壓器空載時(shí)，一二次端電壓與一二次繞組匝數(shù)成正比，變壓器起到變換電壓的目的。當(dāng)變壓器二次側(cè)接入負(fù)載后，在電動(dòng)勢(shì) E2 的作用下，將有二次電流通過，該電流產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，也將作用在同一鐵芯上，起到反向去磁作用，但因主磁通取決于電源電壓，而 U1 基本保持不變，故一次繞組電流必將自動(dòng)增加一個(gè)分量產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì) F1,以抵消二次繞組電流所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì) F2,在一二次繞組電流 L1、L2 作用下，作用在鐵芯上的總磁動(dòng)勢(shì)（不計(jì)空載電流 I0),F1+F2=0,

11、 由于 F1=I1N1,F2=I2N2,故 I1N1+I2N2=0,由式可知，I1 和 I2 同相，所以I1/I2=N2/N1=1/K黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)- 2 -由式可知，一二次電流比與一二次電壓比互為倒數(shù)，變壓器一二次繞組功率基本不變，（因變壓器自身損耗較其傳輸功率相對(duì)較?。?，二次繞組電流 I2 的大小取決于負(fù)載的需要，所以一次繞組電流 I1 的大小也取決于負(fù)載的需要，變壓器起到了功率傳遞的作用。（二）變壓器常見故障根據(jù)有關(guān)變壓器故障的資料并進(jìn)行分析的結(jié)果表明，盡管老化趨勢(shì)及使用不同，故障的基本原因仍然相同。多種因素都可能影響到絕緣材料的預(yù)期

12、壽命，負(fù)責(zé)電氣設(shè)備操作的人員應(yīng)給予細(xì)致地考慮。這些因素包括：誤操作、振動(dòng)、高溫、雷電或涌流、過負(fù)荷、三相負(fù)載不平衡、對(duì)控制設(shè)備的維護(hù)不夠、清潔不良、對(duì)閑置設(shè)備的維護(hù)不夠、不恰當(dāng)?shù)臐櫥约罢`用等。1、線路涌流 線路涌流（或稱線路干擾）在導(dǎo)致變壓器故障的所有因素中被列為首位。這一類中包括由誤操作、變壓器解并列、有載調(diào)壓分接頭拉弧等原因引起的操作過電壓、電壓峰值、線路故障/閃絡(luò)以及其他輸配(TD)方面的異?，F(xiàn)象。這類起因在變壓器故障中占有絕大部分的比例。2、絕緣老化 絕緣老化排列在第二位。由于絕緣老化的因素，變壓器的平均壽命僅有 17.8 年，大大低于預(yù)期為 3540 年的壽命！3、受潮受潮這一類別

13、包括由洪水、管道滲漏、頂蓋滲漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及絕緣油中存在水分。4、維護(hù)不良保養(yǎng)不夠被列為第四位導(dǎo)致變壓器故障的因素。這一類包括未裝變壓器的保護(hù)裝置或安裝的不正確、冷卻劑泄漏、污垢淤積以及腐蝕。5、過載 這一類包括了確定是由過負(fù)荷導(dǎo)致的故障，僅指那些長期處于超過銘牌功率工作狀態(tài)下小馬拉大車的變壓器。過負(fù)荷經(jīng)常會(huì)發(fā)生在發(fā)電廠或用電部門持續(xù)緩慢提升負(fù)荷的情況下。最終造成變壓器超負(fù)荷運(yùn)行，過高的溫度導(dǎo)致了絕緣的過早老化。當(dāng)變壓器的絕緣紙板老化后，絕緣紙絕緣強(qiáng)度降低。因此，外部故障的沖擊力就可能導(dǎo)致絕緣破損，進(jìn)而發(fā)生故障。6、雷擊雷電波看來比以往的研究要少，這是因?yàn)楦淖兞藢?duì)起因的分類方法

14、?，F(xiàn)在，除非明確屬于雷擊事故，一般的沖擊故障均被列為“線路涌流”。7、三相負(fù)載不平衡 由于三相負(fù)載不平衡所引起某相長期過載，而使該相溫度偏高進(jìn)而使絕緣老化，產(chǎn)生匝間短路或相間短路。8、連接松動(dòng) 連接松動(dòng)也可以包括在維護(hù)不足一類中，但是有足夠的數(shù)據(jù)可將其獨(dú)立列出，因此與以往的研究也有所不同。這一類包括了在電氣連接方面的制造工藝以及保養(yǎng)情況，其中的一個(gè)問題就是不同性質(zhì)金屬之間不當(dāng)?shù)呐浜希M管這種現(xiàn)象近幾年來有所減少。另一個(gè)問題就是螺栓連接間的緊固不恰當(dāng)。9、工藝/制造不良 故障原因在于工藝或制造方面的缺陷。例如出線端松動(dòng)或無支撐、墊塊松動(dòng)、焊接不良、鐵心絕緣不良、抗短路強(qiáng)度不足以及油箱中留有異物。

15、黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)- 3 -10、破壞及故意損壞 這一類通常確定為明顯的故意破壞行為。這種現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，比如盜竊、人為破壞等。 配變?cè)谒碗姾瓦\(yùn)行中，常見的故障和異?，F(xiàn)象有： （1）變壓器在經(jīng)過停運(yùn)后送電或試送電時(shí)，往往發(fā)現(xiàn)電壓不正常，如兩相高-相低或指示為零；有的新投運(yùn)變壓器三相電壓都很高，使部分用電設(shè)備因電壓過高而燒毀; （2）高壓保險(xiǎn)絲熔斷送不上電； （3）雷雨過后變壓器送不上電； （4）變壓器聲音不正常，如發(fā)出“吱吱”或“噼啪”響聲；在運(yùn)行中發(fā)出如青蛙“唧哇唧哇”的叫聲等； （5）高壓接線柱燒壞，高壓套管有嚴(yán)重破損和閃絡(luò)痕跡； （6）在正

16、常冷卻情況下，變壓器溫度失常并且不斷上升； （7）油色變化過甚，油內(nèi)出現(xiàn)碳質(zhì)； （8）變壓器發(fā)出吼叫聲，從安全氣道、儲(chǔ)油柜向外噴油，油箱及散熱管變形、漏油、滲油等。（三）常見故障及其診斷措施1.變壓器滲油引起的故障 變壓器滲漏油不僅會(huì)給電力企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境污染，還會(huì)影響變壓器的安全運(yùn)行，可能造成不必要的停運(yùn)甚至變壓器的損毀事故，給電力客戶帶來生產(chǎn)上的損失和生活上的不便。因此，有必要解決變壓器滲漏油問題。 油箱焊縫滲油。對(duì)于平面接縫處滲油可直接進(jìn)行焊接，對(duì)于拐角及加強(qiáng)筋連接處滲油則往往滲漏點(diǎn)查找不準(zhǔn)，或補(bǔ)焊后由于內(nèi)應(yīng)力的原因再次滲漏。對(duì)于這樣的滲點(diǎn)可加用鐵板進(jìn)行補(bǔ)焊，兩面連接處，可將

17、鐵板裁成紡錘狀進(jìn)行補(bǔ)焊；三面連接處可根據(jù)實(shí)際位置將鐵板裁成三角形進(jìn)行補(bǔ)焊；該法也適用于套管電流互感器二次引線盒拐角焊縫滲漏焊接。 高壓套管升高座或進(jìn)人孔法蘭滲油。這些部位主要是由于膠墊安裝不合適，運(yùn)行中可對(duì)法蘭進(jìn)行施膠密封。封堵前用堵漏膠將法蘭之間縫隙堵好，待堵漏膠完全固化后，退出一個(gè)法蘭緊固螺絲，將施膠槍嘴擰入該螺絲孔，然后用高壓將密封膠注入法蘭間隙，直至各法蘭螺絲帽有膠擠出為止。 低壓側(cè)套管滲漏。其原因是受母線拉伸和低壓側(cè)引線引出偏短，膠珠壓在螺紋上。受母線拉伸時(shí)，可按規(guī)定對(duì)母線用伸縮節(jié)連接；如引線偏短，可重新調(diào)整引線引出長度；對(duì)調(diào)整引線有困難的，可在安裝膠珠的各密封面加密封膠；為增大壓緊

18、力可將瓷質(zhì)壓帽換成銅質(zhì)壓帽。 防爆管滲油。防爆管是變壓器內(nèi)部發(fā)生故障導(dǎo)致變壓器內(nèi)部壓力過大，避免變壓器油箱破裂的安全措施。但防爆管的玻璃膜在變壓器運(yùn)行中由于振動(dòng)容易破裂，又無法及時(shí)更換玻璃，潮氣因此進(jìn)入油箱，使絕緣油受潮，絕緣水平降低，危及設(shè)備的安全。為此，把防爆管拆除，改裝壓力釋放閥即可。2. 鐵心多點(diǎn)接地引起的故障變壓器鐵心有且只能有一點(diǎn)接地，出現(xiàn)兩點(diǎn)及以上的接地，為多點(diǎn)接地。變壓器鐵心多點(diǎn)接地運(yùn)行將導(dǎo)致鐵心出現(xiàn)故障，危及變壓器的安全運(yùn)行，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)- 4 -直流電流沖擊法。拆除變壓器鐵心接地線，在變壓器鐵心與油箱

19、之間加直流電壓進(jìn)行短時(shí)大電流沖擊，沖擊 35 次，常能燒掉鐵心的多余接地點(diǎn)，起到很好的消除鐵心多點(diǎn)接地的效果。 開箱檢查。對(duì)安裝后未將箱蓋上定位銷翻轉(zhuǎn)或除去造成多點(diǎn)接地的，應(yīng)將定位銷翻轉(zhuǎn)過來或除掉。 夾件墊腳與鐵軛間的絕緣紙板脫落或破損者，應(yīng)按絕緣規(guī)范要求，更換一定厚度的新紙板。 因夾件肢板距鐵心太近，使翹起的疊片與其相碰，則應(yīng)調(diào)整夾件肢板和扳直翹起的疊片，使兩者間距離符合絕緣間隙標(biāo)準(zhǔn)。 清除油中的金屬異物、金屬顆粒及雜質(zhì)，清除油箱各部的油泥，有條件則對(duì)變壓器油進(jìn)行真空干燥處理，清除水分。 3 接頭過熱 載流接頭是變壓器本身及其聯(lián)系電網(wǎng)的重要組成部分，接頭連接不好，將引起發(fā)熱甚至燒斷，嚴(yán)重影響

20、變壓器的正常運(yùn)行和電網(wǎng)的安全供電。因此，接頭過熱問題一定要及時(shí)解決。 銅鋁連接。變壓器的引出端頭都是銅制的，在屋外和潮濕的場(chǎng)所中，不能將鋁導(dǎo)體用螺栓與銅端頭連接。當(dāng)銅與鋁的接觸面間滲入含有溶解鹽的水分，即電解液時(shí)，在電耦的作用下，會(huì)產(chǎn)生電解反應(yīng)，鋁被強(qiáng)烈電腐蝕。結(jié)果，觸頭很快遭到破壞，以致發(fā)熱甚至可能造成重大事故。為了預(yù)防這種現(xiàn)象，在上述裝置中需要將鋁導(dǎo)體與銅導(dǎo)體連接時(shí)，采用一頭為鋁，另一頭為銅的特殊過渡觸頭。 普通連接。普通連接在變壓器上是相當(dāng)多的，它們都是過熱的重點(diǎn)部位，對(duì)平面接頭，對(duì)接面加工成平面，清除平面上的雜質(zhì)，最好均勻地涂上導(dǎo)電膏，確保連接良好。 油浸電容式套管過熱。處理的辦法可以

21、用定位套固定方式的發(fā)熱套管，先拆開將軍帽，若將軍帽、引線接頭絲扣有燒損，應(yīng)用牙攻進(jìn)行修理，確保絲扣配合良好，然后在定位套和將軍帽之間墊一個(gè)和定位套截面大小一致、厚度適宜的薄墊片，重新安裝將軍帽，使將軍帽在擰緊情況下，正好可以固定在套管頂部法蘭上。 引線接頭和將軍帽絲扣公差配合應(yīng)良好，否則應(yīng)予以更換，以確保在擰緊的情況下，絲扣之間有足夠的壓力，減小接觸電阻。 4 變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù) 變壓器在線監(jiān)測(cè)的目的，就是通過對(duì)變壓器特征信號(hào)的采集和分析，判別出變壓器的狀態(tài)，以期檢測(cè)出變壓器的初期故障，并監(jiān)測(cè)故障狀態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)。目前，電力變壓器的在線監(jiān)測(cè)是國際上研究最多的對(duì)象之一，提出了很多不同的方法。油中溶

22、解性氣體分析技術(shù)。由于變壓器內(nèi)部不同的故障會(huì)產(chǎn)生不同的氣體，因此通過分析油中氣體的成分、含量、產(chǎn)氣率和相對(duì)百分比，就可達(dá)到對(duì)變壓器絕緣診斷的目的。幾種典型的油中溶解氣體，如 H2、CO、CH4、C2H6、C2H4 和 C2H2，常被用作分析的特征氣體。在檢測(cè)出各氣體成分及含量后，用特征氣體法或比值法等方法判斷變壓器的內(nèi)部故障。 局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。變壓器在內(nèi)部出現(xiàn)故障或運(yùn)行條件惡劣時(shí)，會(huì)由于局部場(chǎng)強(qiáng)過高而產(chǎn)生局部放電（PD）。PD 水平及其增長速率的明顯變化，能夠指示變壓器內(nèi)部正在發(fā)生的變化或反映絕緣中由于某些缺陷狀態(tài)而產(chǎn)生的固體絕緣的空洞、金屬粒子和氣泡等。 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)

23、設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)- 5 -振動(dòng)分析法。振動(dòng)分析法就是一種廣泛用于監(jiān)測(cè)這種變壓器故障的有效方法。通過對(duì)變壓器振動(dòng)信號(hào)的監(jiān)測(cè)和分析，從而達(dá)到對(duì)變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)的目的。 紅外測(cè)溫技術(shù)。紅外熱像技術(shù)是利用紅外探測(cè)器接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射信號(hào)，經(jīng)放大處理，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)，然后通過電視屏或監(jiān)視器顯示紅外熱像圖。當(dāng)變壓器引線接觸不良、過負(fù)荷運(yùn)行等情況時(shí)都會(huì)引起導(dǎo)電回路局部過熱，鐵芯多點(diǎn)接地也會(huì)引起鐵芯過熱。 頻率響應(yīng)分析法。頻率響應(yīng)分析法是一種用于判斷變壓器繞組或引線結(jié)構(gòu)是否偏移的有效方法。繞組機(jī)械位移會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的電感或電容的改變，而頻率響應(yīng)法正是通過測(cè)量這種細(xì)微的改變來達(dá)到監(jiān)測(cè)變壓

24、器繞組狀態(tài)的目的。 繞組溫度指示。繞組溫度指示器就是用于監(jiān)測(cè)變壓器繞組的溫度，給出越限報(bào)警，并在需要時(shí)啟動(dòng)保護(hù)跳閘。目前已開發(fā)出一種用于大型變壓器繞組溫度監(jiān)測(cè)的新技術(shù)，即將一條光纖嵌入變壓器繞組以便直接測(cè)量繞組的實(shí)時(shí)溫度，從而改進(jìn)變壓器的預(yù)測(cè)建模技術(shù)，并達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器繞組溫度狀態(tài)的目的。 其他狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法。低壓脈沖響應(yīng)測(cè)試（Low Voltage Impulse Response，LVIR）也是一種有效的變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)方法，并且已經(jīng)是一種用于確定變壓器是否能通過短路試驗(yàn)的公認(rèn)方法。此外，繞組間的漏感測(cè)試、油的相對(duì)濕度測(cè)試、絕緣電阻測(cè)試等也是變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)的常用方法。(四) 變壓器放電故障

25、 1 變壓器電流激增 隨著城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)改造的深入，城市和農(nóng)村的用電量都有了很大程度的增加，但由于部分低壓線路維護(hù)不到位，發(fā)生過負(fù)荷和短路的可能性大大增加，以致變壓器的電流超過額定電流幾倍甚至幾十倍，此時(shí)，繞組受到電磁力矩較大影響而發(fā)生移位變形。由于電流的劇增，配電變壓器的線圈溫度迅速升高，導(dǎo)致絕緣加速老化，形成碎片狀脫落，使線體裸露而造成匝間短路，燒壞配電變壓器。 11 繞組絕緣受潮 此故障主要因絕緣油質(zhì)不佳或油面降低導(dǎo)致。 a變壓器未投入前，潮氣侵入使絕緣受潮；或者變壓器處于潮濕場(chǎng)所、多雨地區(qū)，濕度過高。 b在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、運(yùn)行過程中維護(hù)不當(dāng)，水分、雜質(zhì)或其他油污混入油中，使絕緣強(qiáng)度大幅降低。

26、c制造時(shí)，繞組內(nèi)層浸漆不透，干燥不徹底，繞組引線接頭焊接不良、絕緣不完整導(dǎo)致匝間、層間短路。配電變壓器繞組損壞部分發(fā)生在一次側(cè)，主要是匝間、層間短路或繞組對(duì)地，在達(dá)到或接近使用年限時(shí)，絕緣自然枯焦變黑，失去絕緣性。 d絕緣老化或油面降低 某些年久失修的老變壓器，因種種原因致使油面降低，絕緣油與空氣接觸面積增大，加速空氣中水分進(jìn)入油面，減低絕緣強(qiáng)度。當(dāng)絕緣降低到一定值時(shí)，發(fā)生短路。因此，運(yùn)行中的配電變壓器一定要定期進(jìn)行油位檢測(cè)和油脂化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。 2 無載調(diào)壓開關(guān) 21 分接開關(guān)裸露受潮 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)- 6 -將軍帽、套管、分接開

27、關(guān)、端蓋、油閥等處滲漏油，使分接開關(guān)裸露在空氣中，逐漸受潮。因?yàn)榕潆娮儔浩鞯挠蜆?biāo)指示設(shè)在油枕中部，且變壓器箱體到油枕內(nèi)的輸油管口已高出油枕底部 25 mm 以上。變壓器在運(yùn)行中產(chǎn)生的碳化物受熱后又產(chǎn)生油焦等物質(zhì)將油標(biāo)呼吸孔堵塞，少量的變壓器油留在油標(biāo)內(nèi)，在負(fù)荷、環(huán)境溫度變化時(shí)，油標(biāo)管內(nèi)的油位不變化，容易產(chǎn)生假油面而不重視加油。裸露的分接開關(guān)絕緣受潮一段時(shí)間后性能下降，導(dǎo)致放電短路，損壞變壓器。 22 高溫過熱 變壓器油主要是對(duì)繞組起絕緣、散熱和防潮作用。變壓器中的油溫過高，將直接影響變壓器的正常運(yùn)行和使用壽命。正常運(yùn)轉(zhuǎn)中的變壓器分接開關(guān)，長期浸在高于常溫的油中，特別是偏遠(yuǎn)農(nóng)村的線路長，電壓降大

28、，使分接開關(guān)長期運(yùn)行于過負(fù)荷狀態(tài)，會(huì)引起分接開關(guān)觸頭出現(xiàn)碳膜和油垢，觸頭發(fā)熱后又使彈簧壓力降低，特別是觸環(huán)中彈簧，由于材料和制造工藝差，彈性降低很快；或出現(xiàn)零件變形，分接開關(guān)的引線頭和接線螺絲松動(dòng)等情況，即使處理，也可能使導(dǎo)電部位接觸不良，接觸電阻增大，產(chǎn)生發(fā)熱和電弧燒傷，電弧還將產(chǎn)生大量氣體，分解出具有導(dǎo)電性能的碳化物和被熔化的銅粒，噴涂在箱體、一/二次套管、繞組層間、匝層等處，引起短路，燒壞變壓器。 23 本身缺陷 分接開關(guān)的質(zhì)量差，結(jié)構(gòu)不合理，壓力不夠，接觸不可靠，外部字輪位置與內(nèi)部實(shí)際位置不完全一致，引起動(dòng)、靜觸頭位置不完全接觸，錯(cuò)位的動(dòng)、靜觸頭使兩抽頭之間的絕緣距離變小，并在兩抽頭之

29、間發(fā)生短路或?qū)Φ胤烹?，短路電流很快就把抽頭線圈匝燒壞，甚至導(dǎo)致整個(gè)繞組損壞。 24 人為原因 部分電工對(duì)無載調(diào)壓開關(guān)的原理不清楚，經(jīng)常出現(xiàn)調(diào)壓不正確，導(dǎo)致動(dòng)靜觸頭部分接觸等；安裝工藝差，對(duì)變壓器各部位緊固螺栓的檢查不仔細(xì)，造成變壓器箱體進(jìn)水，使分接開關(guān)絕緣、繞組絕緣受潮；運(yùn)行維護(hù)不到位，沒有嚴(yán)格執(zhí)行DL/T5721995變壓器運(yùn)行規(guī)程，多數(shù)變壓器從安裝到變壓器燒毀期間，一直未進(jìn)行過常規(guī)維護(hù)與污垢處理，導(dǎo)致變壓器散熱條件變差而燒毀。 因此，在對(duì)配電變壓器進(jìn)行無載調(diào)壓后，為避免分接開關(guān)的接觸不良，需用直流電橋測(cè)試回路的完整性以及三相電阻是否均勻。 3 鐵芯多點(diǎn)接地 31 鐵芯接地原因 a鐵芯夾板穿

30、心螺栓套管損壞后與鐵芯接觸，形成多點(diǎn)接地，造成鐵芯局部過熱而損壞線圈絕緣。 b鐵芯與夾板之間有金屬異物或金屬粉末，在電磁力的作用下形成“金屬橋”，引起多點(diǎn)接地。 c鐵芯與夾板之間的絕緣受潮或多處損傷，導(dǎo)致鐵芯與夾板有多點(diǎn)出現(xiàn)低電阻接地。 32 鐵芯硅鋼片短路 雖然硅鋼片之間涂有絕緣漆，但其絕緣電阻小，只能隔斷渦流而不能阻止高壓感應(yīng)電流。當(dāng)硅鋼片表面上的絕緣漆因運(yùn)行年久，絕緣自然老化或損傷后，將產(chǎn)生很大的渦流損耗，增加鐵芯局部發(fā)熱，使高、低繞組溫升加劇，造成變壓器繞組絕緣擊穿短路而燒毀。因此，對(duì)配電變壓器應(yīng)定期進(jìn)行吊芯檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)絕緣超標(biāo)時(shí)，及時(shí)處理。 4 雷擊與諧振 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢

31、業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)- 7 -41 雷擊過電壓 配電變壓器的高低壓線路大多是由架空線路引入，在山區(qū)、林地、平原受雷擊的幾率較高，線路遭雷擊時(shí)，在變壓器繞組上將產(chǎn)生高于額定電壓幾十倍以上的沖擊電壓，倘若安裝在配電變壓器高低壓出線套管處的避雷器不能進(jìn)行有效保護(hù)或本身存在某些隱患，如避雷器未投入運(yùn)行或未按時(shí)進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，避雷器接地不良，接地線路電阻超標(biāo)等，則配電變壓器遭雷擊損壞將難以避免。 42 系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振 農(nóng)網(wǎng)中 10 kV 配電線路由于長短、對(duì)地距離、導(dǎo)線規(guī)格不一，從而具備形成過電壓的條件。在這些農(nóng)網(wǎng)中，小型變壓器、電焊機(jī)、調(diào)速機(jī)較多，使得 10k V 配電系統(tǒng)的某些

32、電氣參數(shù)發(fā)生很大變化，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)諧振。每諧振一次，變壓器電流激增一次，此時(shí)除了造成變壓器一次側(cè)熔斷器熔斷外，還將損壞變壓器繞組。個(gè)別情況下，還會(huì)引起變壓器套管發(fā)生閃絡(luò)或爆炸。 5 二次側(cè)短路 當(dāng)變壓器發(fā)生二次側(cè)短路、接地等故障時(shí)，二次側(cè)將產(chǎn)生高于額定電流 2030 倍的短路電流，而在一次側(cè)必然要產(chǎn)生很大的電流來抵消二次側(cè)短路電流的消磁作用，如此大的電流作用于高電壓繞組上，線圈內(nèi)部將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使線圈壓縮，其絕緣襯墊、墊板就會(huì)松動(dòng)脫落，鐵芯夾板螺絲松弛，高壓線圈畸變或崩裂，導(dǎo)致變壓器在很短的時(shí)間內(nèi)燒毀。 6 一/二次熔體選擇不當(dāng) 配電變壓器一/二次通常采用熔絲保護(hù)，因?yàn)槿劢z是用于保護(hù)

33、變壓器的一/二次出線套管、二次配線和變壓器的內(nèi)部線路，所以若熔斷電流選擇過大，將起不到保護(hù)作用。若熔斷電流選擇過小，則在正常運(yùn)行狀況下極易熔斷，造成用戶供電的中斷，此時(shí)，若三相熔絲只熔斷一相，則對(duì)用戶造成的危害更大。 因此，在正常使用中，熔絲的選擇標(biāo)準(zhǔn)為：一次側(cè)熔絲熔斷電流為變壓器一次額定電流的 152 倍；二次側(cè)熔絲熔斷電流為變壓器二次側(cè)額定電流。 7 其它 a由于變壓器的一/二次側(cè)引出均為銅螺桿，而架空線路一般都采用鋁芯導(dǎo)線，銅鋁之間在外界因素的影響下，極易氧化腐蝕。在電離的作用下，銅鋁之間形成氧化膜，接觸電阻增大，使引線處銅螺桿、螺帽、引線燒毀。 b套管閃絡(luò)放電也是變壓器常見異常之一。造

34、成此種異常的原因有：制造中有隱傷或安裝中碰傷；膠珠老化滲油后遇到空氣中的導(dǎo)電金屬塵埃吸附在套管表面，當(dāng)遇到潮濕天氣、系統(tǒng)諧振、雷擊過電壓等，就會(huì)發(fā)生套管閃絡(luò)放電或爆炸。 c在檢修或安裝過程中，緊固或松動(dòng)變壓器引出線螺帽時(shí)，導(dǎo)電螺桿跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致一次側(cè)線圈引線斷線或二次側(cè)引出的軟銅片相碰造成相間短路。在吊芯檢修時(shí)，有時(shí)不慎將線圈、引線、分接開關(guān)等處的絕緣破壞或工具遺留在變壓器內(nèi)。在變壓器上進(jìn)行檢修時(shí)，不慎跌落物件、工具砸壞套管，輕則發(fā)生閃絡(luò)，重則短路接地。 d并聯(lián)運(yùn)行的配電變壓器在檢修、試驗(yàn)或更換電纜后未進(jìn)行逐一校相，隨意接線導(dǎo)致相序接錯(cuò)，變壓器在投入運(yùn)行后將產(chǎn)生很大的環(huán)流，燒毀變壓器。（五）變

35、壓器故障典型案例一、短路故障案例 1.老廠主變壓器多次過流重合動(dòng)作繞組變形 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)- 8 -(1)案例。我廠老廠7 機(jī) 31.5MVA、110kV 變壓器(SFSZ831500/110)發(fā)生短路事故，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，跳開主變壓器三側(cè)開關(guān)。返廠吊罩檢查，發(fā)現(xiàn) C 相高壓繞組失團(tuán)，C 相中壓繞組嚴(yán)重變形，并擠破囚扳造成中、低壓繞組短路；C 相低壓繞組被燒斷二股；B 相低壓、中壓繞組嚴(yán)重變形；所有繞組匝間散布很多細(xì)小銅珠、銅末；上部鐵芯、變壓器底座有銹跡。 事故發(fā)生的當(dāng)天有雷雨。事故發(fā)生前，曾多次發(fā)生 10kV、35kV 側(cè)線路單相接地。

36、13 點(diǎn) 40 分 35kV 側(cè)過流動(dòng)作，重合成功；18 點(diǎn) 44 分 35kV 側(cè)再次過流動(dòng)作，重合閘動(dòng)作，同時(shí)主變壓器重瓦斯保護(hù)跳主變壓器三側(cè)開關(guān)。經(jīng)查 35kV 距變電站不遠(yuǎn)處 B、C相間有放電燒損痕跡。 (2)原因分析。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GBl0945日 5 規(guī)定 110kV 電力變壓器的短路表觀容量為 800MVA，應(yīng)能承受最大非對(duì)稱短路電流系數(shù)約為 255。該變壓器編制的運(yùn)行方式下： 電網(wǎng)最大運(yùn)行方式 110kV 三相出口短路的短路容量為 1844MVA； 35kV 三相出口短路為 365MVA； 10kV 三相出口短路為 2255MVA； 事故發(fā)生時(shí)，實(shí)際短路容量尚小于上述數(shù)值。據(jù)此

37、計(jì)算變壓器應(yīng)能承受此次短路沖擊。事故當(dāng)時(shí)損壞的變壓器正與另一臺(tái) 31500110 變壓器并列運(yùn)行，經(jīng)受同樣短路沖擊而另一臺(tái)變壓器卻未損壞。因此事故分析認(rèn)為導(dǎo)致變壓器 B、C 相繞組在電動(dòng)力作用下嚴(yán)重變形并燒毀，由于該變壓器存在以下問題： 1)變壓器繞組松散。高壓繞組輻向用手可搖動(dòng) 5mm 左右。從理論分析可知，短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力可分為輻向力和軸向力。外側(cè)高壓繞組受的輻向電磁力，從內(nèi)層至外層三線性遞減，最內(nèi)層受的輻向電磁力最大，兩倍于繞組所受的平均圓周力。當(dāng)繞組卷緊芝內(nèi)層導(dǎo)線受力后將一部分力轉(zhuǎn)移到外層，結(jié)果造成內(nèi)層導(dǎo)線應(yīng)力趨向減小，而外層導(dǎo)絞受力增大，內(nèi)應(yīng)力關(guān)系使導(dǎo)線上的作用力趨于均衡。內(nèi)側(cè)中

38、壓繞組受力方向相反，但均七用的原理和要求一致。繞組如果松散，就起不到均衡作用，從而降低了變壓器的抗短路充擊的能力。 外側(cè)高壓繞組所受的輻向電動(dòng)力是使繞組導(dǎo)線沿徑向向外脹大，受到的是拉張力，表觀為向外撐開；內(nèi)側(cè)中壓繞組所受的輻向電動(dòng)力是使繞組導(dǎo)線沿徑向向內(nèi)壓縮，受到的是壓力，表現(xiàn)為向內(nèi)擠壓。這與該變壓器的 B、C 相高、中壓繞組在事故中的結(jié)果一致。 2)經(jīng)吊罩檢查發(fā)現(xiàn)該變壓器撐條不齊且有移位、墊塊有松動(dòng)位移。這樣大大降低了內(nèi)側(cè)中壓繞組承受輻向力和軸向力的能力，使繞組穩(wěn)定性降低。從事故中的 C 相中壓繞組輻向失穩(wěn)向內(nèi)彎曲的情況，可以考慮適當(dāng)增加撐條數(shù)目，以減小導(dǎo)線所受輻向彎曲應(yīng)力。 3)絕緣結(jié)構(gòu)的

39、強(qiáng)度不高。由于該變壓器中、低壓繞組采用的是圍板結(jié)構(gòu)，而圍板本身較軟，經(jīng)真空于燥收縮后，高、中、低繞組之間呈空松的格局，為了提高承受短路的能力，宜在內(nèi)側(cè)繞組選用硬紙筒絕緣結(jié)構(gòu)。 (3)措施。這是一起典型的因變壓器動(dòng)穩(wěn)定性能差而造成的變壓器繞組損壞事故，應(yīng)吸取的教訓(xùn)和相應(yīng)措施包括： 1)在設(shè)計(jì)上應(yīng)進(jìn)一步尋求更合理的機(jī)械強(qiáng)度動(dòng)態(tài)計(jì)算方式；適當(dāng)放寬設(shè)計(jì)安全裕度；內(nèi)繞組的內(nèi)襯，采用硬紙筒絕緣結(jié)構(gòu)；合理安排分接位置，盡量減小安匝不平衡。 2)制造工藝上可從加強(qiáng)輻向和軸向強(qiáng)度兩方面進(jìn)行，措施主要有：采用女式繞線機(jī)繞制繞組，采用先進(jìn)自動(dòng)拉緊裝置卷緊繞組；牢固撐緊繞組與鐵心之間的定位，采用整黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)

40、院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)- 9 -產(chǎn)套裝方式；采用墊塊預(yù)密化處理、繞組恒壓干燥方式；繞組整體保證高度一致和結(jié)構(gòu)完整；強(qiáng)化繞組端部絕緣；保證鐵軛及夾件緊固。 3)要加強(qiáng)對(duì)大中型變壓器的質(zhì)量監(jiān)制管理，在訂貨協(xié)議中應(yīng)強(qiáng)調(diào)對(duì)中、小容量的變壓器在型式試驗(yàn)中作突發(fā)短路試驗(yàn)，大型變壓器要作縮小模型試驗(yàn)，提高變壓器的抗短路能力，同時(shí)加強(qiáng)變電站 10kV 及 35kV 系統(tǒng)維護(hù)，減少變壓器遭受出口短路沖擊機(jī)率。(六)變壓器故障的處理運(yùn)行中的配電變壓器，絕大部分安裝在室外，所以它經(jīng)常受著各種變化著的氣候條件的影響。另外，變壓器所帶的負(fù)荷經(jīng)常變化，容易將變壓器燒毀。因此，變壓器需要定期進(jìn)行巡

41、視，應(yīng)從變壓器運(yùn)行時(shí)的聲音、氣味，顏色異常、油位、油溫進(jìn)行著手分析，盡量發(fā)現(xiàn)各種缺陷。文章對(duì)變壓器常見故障進(jìn)行分析，在放電故障、絕緣故障、變壓器故障綜合處理等方面提出解決方法。變壓器是電力系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，它的良好運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)安全具有重要的意義。據(jù)國外近幾年的統(tǒng)計(jì)，涌流、外部短路和絕緣損耗是變壓器損壞的兩種主要因素。其中涌流外部短路發(fā)生時(shí)，主要靠繼電保護(hù)裝置去保護(hù)變壓器，而絕緣損耗目前主要是靠變壓器定期檢修和及時(shí)監(jiān)測(cè)來發(fā)現(xiàn)。目前變壓器運(yùn)行可靠性在不斷提高。但變壓器事故和故障還是不斷發(fā)生。所以對(duì)變壓器進(jìn)行故障分析和及時(shí)診斷就顯得尤為重要。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)

42、變壓器進(jìn)行故障診斷：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)超過標(biāo)準(zhǔn)；運(yùn)行中出現(xiàn)異常而被迫停電進(jìn)行檢修和試驗(yàn)；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）。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，這些內(nèi)容都是診斷故障時(shí)重要的參考依據(jù)。 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)生過出口短路；電網(wǎng)中的

43、諧波或過電壓情況是否構(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。 4與同類設(shè)備相比較（橫向比較）。同一容量或相同運(yùn)行狀態(tài)的變壓器是否有異常，是外因的影響還是內(nèi)在的變化。一臺(tái)變壓器發(fā)現(xiàn)異常，而同一地點(diǎn)的另一臺(tái)相這樣結(jié)合分析有利于準(zhǔn)確判斷故障現(xiàn)象。 5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

44、、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 C 及介質(zhì)損耗因數(shù) tg?茲時(shí)，三相間有無異常不同，這些也有利于對(duì)故障部位的準(zhǔn)確判斷。有無異常的判斷： 從變壓器故障診斷的一般步驟可見，根據(jù)色譜分析的數(shù)據(jù)著手診斷變壓器故障時(shí)，首先是要判定設(shè)備是否存在異常情況，常用的方法有： 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)- 10 -1將分析結(jié)果的幾項(xiàng)主要指標(biāo)與規(guī)程中的注意值作比較。如果有一項(xiàng)或幾項(xiàng)主要指標(biāo)超過注意值時(shí)，說明設(shè)備存在異常情況，要引起注意。但規(guī)程推薦的注意值是指導(dǎo)性的，它不是劃分設(shè)備是否異常的唯一判據(jù)，不應(yīng)當(dāng)作強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；而應(yīng)進(jìn)行跟

45、蹤分析，加強(qiáng)監(jiān)視，注意觀察其產(chǎn)生速率的變化。在判斷設(shè)備是否存在故障時(shí)，不能只根據(jù)一次結(jié)果來判定，而應(yīng)經(jīng)過多次分析以后，將分析結(jié)果的絕對(duì)值與導(dǎo)則的注意值作比較，將產(chǎn)氣速率與產(chǎn)氣速率的參考值作比較，當(dāng)兩者都超過時(shí)，才判定為故障。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)來源，以免造成誤判斷。另外，為了減少可能引起的誤判斷，新設(shè)備及大修后在投運(yùn)前，應(yīng)作一次分析；在投運(yùn)后的一段時(shí)間后，應(yīng)作多次分析。因?yàn)楣收显O(shè)備檢修后，絕緣材料殘油中往往殘存著故障氣體，這些氣體在設(shè)備重新投運(yùn)的初期，還會(huì)逐步溶于油中，因此在追蹤分析的初期，常發(fā)現(xiàn)油中氣體有明顯增長的趨勢(shì)，只有通過多次檢測(cè)，才能確定檢修后投

46、運(yùn)的設(shè)備是否消除了故障。綜合分析診斷的要求：1將試驗(yàn)結(jié)果的幾項(xiàng)主要指標(biāo)（總烴、乙炔、氫）與規(guī)程列出的注意值作比較。 2對(duì) CO 和 Cq 變化要進(jìn)行具體分析比較。 3油中溶解氣體含量超過規(guī)程所列任一項(xiàng)數(shù)值時(shí)應(yīng)引起注意，但注意值不是認(rèn)定設(shè)備是否正常的唯一判斷依據(jù)，必須同時(shí)注意產(chǎn)氣速率，當(dāng)產(chǎn)氣速率也達(dá)到注意值時(shí)，應(yīng)作綜合分析并查明原因。有的新投入運(yùn)行的或重新注油的設(shè)備，短期內(nèi)各種氣體含量迅速增加，但尚未超過給定的數(shù)值，也可判斷為內(nèi)部異常狀況；有的設(shè)備因某種原因使氣體含量基值較高，超過給定的注意值，但增長率低于前述產(chǎn)氣速率的注意值，仍可認(rèn)為是正常設(shè)備。 4當(dāng)認(rèn)為設(shè)備內(nèi)部存在故障時(shí)，可用三比值法對(duì)故障

47、類型做出分析。 5在氣體繼電器內(nèi)出現(xiàn)氣體情況下，應(yīng)將繼電器內(nèi)氣樣的分析結(jié)果，按前述方法與油中取出氣體的分析結(jié)果作比較。 6根據(jù)上述結(jié)果與其他檢查性試驗(yàn)相結(jié)合，測(cè)量繞組直流電阻、空載特性試驗(yàn)、絕緣試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)和測(cè)量微量水分等，并結(jié)合該設(shè)備的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行、檢修等情況，綜合分析判斷故障的性質(zhì)及部位，并根據(jù)故障特征，可相應(yīng)采取紅外檢測(cè)、超聲波檢測(cè)和其它帶電檢測(cè)等技術(shù)手段加以綜合診斷。并針對(duì)具體情況采取不同的措施，如縮短試驗(yàn)周期、加強(qiáng)監(jiān)視、限制負(fù)荷、近期安排內(nèi)部檢查、立即停電檢查等。在使用變壓器的過程中，一定要定期檢查三相電壓是否平衡，如嚴(yán)重失衡，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，應(yīng)經(jīng)常檢查變壓器的油位

48、、溫度、油色正常，有無滲漏，呼吸器內(nèi)的干燥劑顏色有無變化，如已失效要及時(shí)更換，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)消除。定期清理配電變壓器上的污垢，必要時(shí)采取防污措施，安裝套管防污帽，檢查套管有無閃絡(luò)放電，接地是否良好，有無斷線、脫焊、斷裂現(xiàn)象，定期搖測(cè)接地電阻。黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)- 11 -二 互感器的常見故障與分析互感器(instrument transformer)是按比例變換電壓或電流的設(shè)備。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100V）或標(biāo)準(zhǔn)小電流（5A 或 10A，均指額定值），以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量儀表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。同時(shí)

49、互感器還可用來隔開高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。按比例變換電壓或電流的設(shè)備。(一) 互感器的作用電流互感器的作用在測(cè)量交變電流的大電流時(shí),為便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流（我國規(guī)定電流互感器的二次額定為 5A 我國規(guī)定電流互感器的二次額定為 5A），另外線路上的電壓都比較高如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用，電流互感器就是升壓(降流)變壓器. 它是電力系統(tǒng)中測(cè)量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量儀表、繼電保護(hù)等。 1 次側(cè)只有 1 到幾匝，導(dǎo)線截面積大

50、，串入被測(cè)電路。2 次側(cè)匝數(shù)多,導(dǎo)線細(xì),與阻抗較小的儀表(電流表/功率表的電流線圈)構(gòu)成閉路。電流互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于 2 次側(cè)短路的變壓器，一般選擇很低的磁密(0.08-0.1T),并忽略勵(lì)磁電流，則 I1/I2=N2/N1=k。 電流互感器一次繞組電流 I1 與二次繞組 I2 的電流比，叫實(shí)際電流比 勵(lì)磁電流是誤差的主要根源。0.2/0.5/1/3,1 表示變比誤差不超過 1%。電壓互感器的作用：1、給重合閘提供必要信號(hào)，一條線路兩側(cè)重合閘的方式要么是檢無壓，要么是檢同期，線路 PT 可以為重合閘提供電壓信號(hào)。 2、現(xiàn)在部分線路 PT 時(shí)用的電容式電壓互感器，可以為載波通信提供信號(hào)通道。

51、 3、目前對(duì)一些特殊的供電用戶線路提供計(jì)量電壓4、將系統(tǒng)高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的低電壓（100v）,為儀表、保護(hù)提供必要的電壓。5、與測(cè)量儀表相配合，測(cè)量線路的相電壓與線電壓；與繼電保護(hù)裝置相配合，對(duì)系統(tǒng)及設(shè)備進(jìn)行過電壓、單相接地保護(hù)。6、.隔離一次設(shè)備與二次設(shè)備，保護(hù)人身和設(shè)備的安全(二) 互感器分類 互感器分為電壓互感器和電流互感器兩大類，其主要作用有：將一次系統(tǒng)的電壓、電流信息準(zhǔn)確地傳遞到二次側(cè)相關(guān)設(shè)備；將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流變換為二次側(cè)的低電壓（標(biāo)準(zhǔn)值）、小電流（標(biāo)準(zhǔn)值），使測(cè)量、計(jì)量儀表和繼電器等裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并降低了對(duì)二次設(shè)備的絕緣要求；將二次側(cè)設(shè)備以及二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)高壓設(shè)

52、備在電氣方面很好地隔離，從而保證了二次設(shè)備和人身的安全。1.電壓互感器黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)- 12 -測(cè)量用電流互感器主要與測(cè)量儀表配合，在線路正常工作狀態(tài)下，用來測(cè)量電流、電壓、功率等。測(cè)量用微型電流互感器主要要求： 1、絕緣可靠，2、足夠高的測(cè)量精度，3、當(dāng)被測(cè)線路發(fā)生故障出現(xiàn)的大電流時(shí)互感器應(yīng)在適當(dāng)?shù)牧砍虄?nèi)飽和（如 500%的額定電流）以保護(hù)測(cè)量儀表。保護(hù)用電流互感器保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信號(hào)切斷故障電路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。保護(hù)用微型電流互感器的工作條件與測(cè)量用互感器完全不同，保護(hù)

53、用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時(shí)才開始有效的工作。.電流互感器利用變壓器原、副邊電流成比例的特點(diǎn)制成。其工作原理、等值電路也與一般變壓器相同，只是其原邊繞組串聯(lián)在被測(cè)電路中，且匝數(shù)很少；副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負(fù)載，近似短路。原邊電流（即被測(cè)電流）和副邊電流取決于被測(cè)線路的負(fù)載，而與電流互感器的副邊負(fù)載無關(guān)。由于副邊接近于短路，所以原、副邊電壓 U1 和都很小，勵(lì)磁電流 I0 也很小。 電流互感器運(yùn)行時(shí)，副邊不允許開路。因?yàn)橐坏╅_路，原邊電流均成為勵(lì)磁電流，使磁通和副邊電壓大大超過正常值而危及人身和設(shè)備安全。因此，電流互感器副邊回路中不許接熔斷器，也不允許在運(yùn)行時(shí)未

54、經(jīng)旁路就拆下電流表、繼電器等設(shè)備。 電流互感器的接線方式按其所接負(fù)載的運(yùn)行要求確定。最常用的接線方式為單相，三相星形和不完全星形。 .組合互感器組合互感器是將電壓互感器、電流互感器組合到一起的互感器。組合互感器可將高電壓變化為低電壓，將大電流變化為低電流，從而起到對(duì)電能計(jì)量的目的。 .鉗形互感器鉗形電流互感器是一款精密電流互感器（直流傳感器），是專門為電力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量計(jì)量使用特點(diǎn)設(shè)計(jì)的。該系列互感器選用高導(dǎo)磁材料制成，精度高。線性優(yōu)?？垢蓴_能力強(qiáng)等。使用時(shí)可以直接夾住母線或母排上無須截線停電其使用十分方便。Q8O 系列鉗形電流互感器已多次被鐵道部門使用檢測(cè)目前 D 字開頭列車上高頻電流信號(hào)。交流電

55、流變換器，它可配合多種測(cè)量儀器，電能表現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀、多功能電能表、示波器、數(shù)字萬用表、雙鉗式接地電阻測(cè)試儀、雙鉗式相位伏安表等，可在電力不斷電狀態(tài)下，對(duì)多種電參量進(jìn)行測(cè)量和比對(duì)。 .零序互感器零序電流保護(hù)的基本原理是基于基爾霍夫電流定律：流入電路中任一節(jié)點(diǎn)的復(fù)電流的代數(shù)和等于零。在線路與電氣設(shè)備正常的情況下，各相電流的矢量和等于零，因此，零序電流互感器的二次側(cè)繞組無信號(hào)輸出，執(zhí)行元件不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不為零，故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)電壓使執(zhí)行元件動(dòng)作，帶動(dòng)脫扣裝置，切換供電網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到接地故障保護(hù)的目的。 作用：當(dāng)電路中發(fā)生觸

56、電或漏電故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，切斷電源。 使用：可在三相線路上各裝一個(gè)電流互感器，或讓三相導(dǎo)線一起穿過一零序電流互感器，也可在中性線 N 上安裝一個(gè)零序電流互感器，利用其來檢測(cè)三相的電流矢量和。零序電流互感器采用 ABS 工程塑料外殼、全樹脂澆注成密封，有效避免了互感器在長期使用過程中的銹蝕。絕緣性能好，外形美觀。具有靈敏度高、線性度好運(yùn)行可黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)- 13 -靠，安裝方便等特點(diǎn)。其性能優(yōu)于一般的零序電流互感器，使用范圍廣泛，不僅適用于電磁型繼電保護(hù)，還能適用于電子和微機(jī)保護(hù)裝置。(三) 電流互感器常見故障分析處理 電流互感器又叫變流器

57、,它的作用是把電路中的電流互感器二次側(cè)開路時(shí) ,值班人員應(yīng)穿上絕緣大電流變?yōu)樾‰娏?,以供給測(cè)量儀表和繼電器的電流靴和戴好絕緣手套,在配電盤上將故障電流互感器的線圈。由于電流互感器二次回路中只允許有很小的阻二次回路的試驗(yàn)端子短接 ,進(jìn)行檢查處理。若采取上述抗 ,所以它在正常工作情況下 ,接近于短路狀態(tài) ,聲音措施無效時(shí) ,應(yīng)認(rèn)為電流互感器內(nèi)部可能有故障,此時(shí)極小,一般認(rèn)為無聲。電流互感器故障時(shí)常常伴有聲應(yīng)將其停止使用。若電流互感器可能引起保護(hù)裝置動(dòng)音或其他現(xiàn)象發(fā)生。作時(shí),應(yīng)停用有關(guān)保護(hù)裝置。一.電流互感器電流比異常的故障分析及處理1 故障現(xiàn)象 某變壓器于 2003 年 5 月投運(yùn)，投運(yùn)后運(yùn)行人

58、員發(fā)現(xiàn)其 J Am 相電流 Ft 感器二次側(cè)電流太小，其它兩卡 H 電流正常： 8 月份，變壓器負(fù)倚已大大增 J 口，而 Am 相電流還是僅有零點(diǎn)幾安培， 然 Am 十日電流互感器電流比有異常2 檢查分析過程 中壓 Am 相電流 感器運(yùn)行時(shí)用 3Kl 一 3K2，變比 6005 從故障的現(xiàn)象來看，我仃 J 排除 r 二次側(cè)開路和電流互感器損壞的可能，認(rèn)為二次側(cè)抽頭接線錯(cuò)誤和二次凹路有短路的可能性比較大， 作為檢查重點(diǎn) 8 門 4 口，我們對(duì)運(yùn)行中的該變壓 進(jìn)行 r 檢查：采取 變壓器端子箱電流端子處尤短路相 J、 端子，再斷開其它端子，然后用鉗形電流表測(cè)鞋短路線電流的方法時(shí)電流互感器進(jìn)行了初步

59、檢查 Am 相電流互感器時(shí)應(yīng)端子電流測(cè)量結(jié)果足， 各對(duì)應(yīng)端子電流值為 008A-073A，而 Bm、Cm 十口電流互感二次側(cè)電流為 26A 、 從以卜數(shù)據(jù)分析可以得 ，如果足二次側(cè)抽頭接線錯(cuò)誤，總該有一個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)為正常值，l 現(xiàn)在無任何一個(gè)數(shù)據(jù) 常，故二次側(cè)接線錯(cuò)誤町能性已能排除， Am相電流互感器二次回路短路的町能性 增大： 8 月 5 口，用相同的方法冉次對(duì)電流互感器進(jìn)行儉查，測(cè)量結(jié)果為： 從以上結(jié)果町以看出， 為 0， ，+， =054A 如果 Am 柏電流互感器 3K2 端和電流表之間有一點(diǎn)對(duì)地短路就町能造成以上情況：可將3Kl、3K2 對(duì)換，這樣故障接地點(diǎn)就被移到正常接地點(diǎn)位置，故障便

60、町消失 l7：45 時(shí) 從端子箱對(duì)換 3Kl、3K2，測(cè)得，l 、，l 相為 068A，Am 卡I 3Kl 為 038A，3K2 為 017A： 綜合以卜幾次測(cè)量結(jié)果，可以看出Am 相電流小于正常值， 3Kl、3K2 電流不一樣，特別是在 N 線和地線 rf 出現(xiàn) r 電流 根據(jù)這現(xiàn)象，可以判斷 Am 相 3K 電流 感器二次側(cè)繞組一定存在對(duì)地短路，日短路點(diǎn)應(yīng)在兩點(diǎn)或兩 以卜、義因3Kl、3K2 電流小? 樣，按 爾霍夫電流定律，在任意一點(diǎn)電流的欠量和應(yīng)為零，所以在端子箱至電流 感器接線板處及其電流互感器繞組中必定仔在故障點(diǎn)。由于檢查必須到變壓器頂部打丌電流互感器接線盒蓋板，而變壓器正在帶電運(yùn)