文档介绍：变压器故障分析
 (乌鲁木齐电业局变电运行工区)
[内容摘要]变压器故障模式危害程度,是对电力变压器可靠性分析和风险评价的必要前提,通过对11OkV及以上电压等级变压器故障实例进行随机抽样,获得数据进行归纳、分析,初步形成变压器的故障模式与故障严酷程度、故障原因的关系。
[关键词]电力变压器;故障模式;故障严酷程度
火型电力变压器是电网传输电能的枢纽,是电网运行的主设备,其安全可靠性是保障电力系统可靠运行的必备条件,随着电力系统规模和变压器单机容量的不断增大,其故障对国民经济造成的损失和影响也愈来愈大,因而对变压器作可靠性分析与风险评价是日益重要的课题。
1、变压器故障分类
根据统计分析工作的需要,变压器故障可进行相应的分类。
变压器故障按部位通常可分为绕组故障,铁心故障,分接开关故障,引线故障,套管故障,绝缘故障和密封故障等。
对变压器故障的原因,基本上可以做如下分类:
(1)制造:制造工艺不良、设计不合理、材料质量不良、异物进入、杂质;
(2)维护:维护不当、受潮、操作失误、振动;
(3)环境:外部短路、雷电侵袭、自然损坏;
(4)其它。
根据变压器故障程度不同,对不同故障模式进行严酷程度分类:
(1) I类灾难性:变压器爆炸或完全损坏;
(2)Ⅱ类致命性:变压器性能严重下降或严重受损,必须立即停运;
(3)Ⅲ类临界性:变压器性能轻度下降或轻度受损;
(4)Ⅳ类轻度性:不甚影Ⅱ向变压器运行但要进行非计划检修。
2、变压器故障按部位分类分析
绕组故障
变压器绕组是变压器的心脏,构成变压器输入、输出电能的电气回路,其故障模式可分为:绕组短路、绕组断路、绕组松动、变形、位移、绕组烧损。其中绕组短路又可分为:层间短路、匝间短路、饼间短路、股间短路。
变压器绕组故障除外在因素外,大部分是由于绕组本身结构及绝缘不合理所引起,以绕组短路出现率最高,它不仅影响到绕组本身,而且对铁心、引线、绝缘屏等都有极大的影响。这种故障属致命性的,此时变压器内部可能出现局部高温或局部高能量放电现象,如不及时处理会导致变压器绕组完全损坏,严重时其油温迅速升高,体积膨胀,甚至导致变压器爆炸,升级为灾难性故障。
对于变压器绕组松动、变形、失稳,绝缘损伤现象,变压器在这种情况下虽能运行,但实质上内部已受损,抗短路能力差,若外部短路或受到雷击的影响会进一步使绕组松散,内部场强分布不均,极易导致局部放电进而损伤导线。另外松散导线也易在电磁力作用下产生振动,互相磨擦而划破绝缘。绕组烧损是指绕组绝缘部分碳化,最终形成绕组短路,发展为致命性故障,因而这类故障属于临界性故障。
绕组断路,当高压侧一相断路时,变压器将在非全相状态下运行,变压器低压三相电压、电流呈现不平衡,三相直流电阻也不平衡;两相断路变压器则不能运行;当低压侧两相断路时,变压器单相负载运行,断路的两相低压无电压、电流,因而变压器断路属于致命性故障。
、铁心故障
变压器铁心和绕组是传递、交换电磁能量主要部件,要使变压器可靠运行,除绕组质量合格外,铁心质量好坏是决定正常运行的关键。铁心的故障模式可分为:铁心多点接地、铁心接地不良、铁心片间短路。其中铁心多点接地可分为:铁心动态性多点接地和牢靠性多点接地。
变压器铁心故障以铁心多点接地出现较多,伴随有铁心局部过热,运行时间过长将会使油纸绝缘老化、绝缘垫块碳化、铁心片绝缘层老化,甚至使铁心接地引线烧断,这类故障属临界性故障。铁心间短路将会在强磁场中形成涡流使铁心局部过热,铁心接地不良也会使铁心局部过热,同时出现介损超标现象,局部过热现象易烧坏铁心片间绝缘,扩大铁心故障,因而它们也属临界性故障。而铁心动态性接地情况将有所不同,主要是由杂质在电场力作用下形成导电小桥,是由一些杂质纤维与金属粉末形成,有时在大电流的冲击下而摧毁,出现情况不稳定,一股不影响变压器运行,但不定期的局部过热会使内部绝缘受伤,属轻度性故障。
、分接开关故障
有载分接开关内部传动结构较为复杂,而且经常操作切换,它的故障直接影响到变压器的正常运行。分接开关由于受高温和绝缘油影响,极易使触头表面氧化,产生氧化膜,使触头间接触不良电阻增大,引起局部高温,破坏接触表面。其故障模式主要有筒体爆炸、触头烧损、档序错乱、齿轮损坏。筒体爆炸甚至会导致变压器着火,属致命性故障。开关档序错乱、齿轮损坏、触头烧损在故障状态下运行将会扩大故障属临界性故障。
、引线故障
引线是变压器内部绕组出线与外部接线的中间环接,其接头是通过焊接而成,因而焊接质量直接影响到引线的故障发生。其主要故障模式有:引线短路、引