变压器的常规性故障分析以及预防措施

导读：电力变压器是电力系统主要设备之一，它的安全可靠运行对整个系统安全稳定起到关键性作用。

       变压器的常规性故障分析以及预防措施：     
       1 故障原因分析

       1.1磁路方面的故障原因

        变压器 穿芯螺杆绝缘损坏。夹紧铁芯柱和铁扼叠片的穿芯螺杆的绝缘件击穿，引起铁芯叠片局部短路，从而产生很大的局部涡流，该涡流会产生热量，有时会烧毁整台铁芯。

       铁芯夹件绝缘损坏导致铁损增加。铁芯夹件及连接铁芯结构的螺栓由于电磁力的作用而引起的振动，将削弱铁芯绝缘和铁芯叠片之间的绝缘。同时，铁扼与铁扼夹件之间的绝缘也可能因此产生损坏，从而引起很大的循环涡流，也会增加变压器的铁损。

        变压器 硅钢片边角毛刺造成局部短路。毛刺可使铁芯叠片产生局部短路，由此产生的涡流会使铁芯产生局部过热。

       铁芯叠片间杂物造成局部过热。铁芯叠片夹杂金属物质或铁芯叠片产生微小的弯折，会引起强烈的局部涡流，从而使变压器铁芯产生局部过热。

       铁芯叠片对接缝过大造成过热。变压器铁芯上铁扼采用对接结构，铁芯芯柱与铁扼之间的缝隙如果不正常，则可能会在对接缝隙处产生严重的涡流。强烈过热除了会导致损耗增大、空载电流增大外，还会造成与缝隙相邻的芯柱和铁扼烧坏。

       另外，  变压器磁路方面造成故障的原因，还有空载合闸产生的电磁力会使绕组变形、外施电压提高导致铁损增大等。

       1.2绕组方面的故障原因

       电磁线曲率半径小，短路振动时会造成绝缘损坏。在绕组绕制时，绝缘纸包扁铜线或者绝缘纸包扁铝线的棱曲率半径较小，当变压器的绕组因短路、突然接人电网而遭到电磁力冲击和当变压器在负荷下发生振动时，导线的陡棱切断绝缘会导致相邻匝直接接触而发生短路。

       出口短路造成匝间短路或错位。变压器遭受出口短路时，会造成变压器绕组的一匝或多匝之间短路放电，甚至造成导线错位变形。

绝缘纸绕制过松使导线匝间短路。矩形导线上包绕的绝缘纸如果达不到所要求的紧度，会产生绝缘纸在电磁线上隆起现象，这种变形有时会引起匝间短路，如果导线的棱曲率半径较小，这种现象将会更严重。

        变压器 绕组干燥或浸渍不良会造成匝间短路。如果绕组干燥不彻底或真空注油不好，则绕组会因为绝缘中的气泡及水分而受潮，而这种现象在运行中迟早会导致绕组匝间短路。

       螺旋绕组发生短路后极易损坏。当使用薄的带状导体在绝缘筒上立绕单螺旋或双螺旋绕组时，由于这种绕组的机械强度低，加上线匝的覆盖面位于绝缘筒表面的法线方向，当系统发生短路时，绕组极易损坏。

       机械压力增加导致绕组绝缘强度降低。大多数绕组的机械强度随机械压力的增加而降低，当负荷发生迅速波动，绕组遭受电或磁的冲击时，绕组导线的膨胀和收缩将使匝间绝缘所承受的机械力交替地增大和减少，极易损坏绕组绝缘。

        变压器 绕组油道过窄导致热击穿。多根并联连续式绕组，如果油道过窄，将会在绕组内侧产生过热点，使导线绝缘产生脆化，引起匝间短路，同时导线中将流过极大的涡流，在绕组中产生过热点，使绕组绝缘产生热击穿。

      焊头不好导致接头处绝缘损坏。绕组内部导线的焊接质量不佳，当变压器承受大负荷时，绕组过热，导致绝缘油局部炭化，接头热量传导到绕组导线上，局部炭化导线绝缘，较终导致匝间短路。这样的接头迟早会造成绕组短路。

       安匝不平衡短路后造成绕组变形。当圆式绕组带有分接头时，安匝不平衡是不可避免的。当变压器发生外部短路时，除了产生辐向力外，还产生作用于绕组上的轴向力，该轴向力引起端部线段变形。

       另外在绕组方面造成故障的原因还有过载运行造成绕组绝缘热击穿等。

       1.3绝缘方面的故障原因

       密封不严潮气进入导致绝缘性能下降。  变压器没有全密封或密封出现泄漏等，使潮气进入绝缘油中降低绝缘油的绝缘性能，从而引起绕组或引线对油箱或铁芯构件击穿。

       绝缘材料搭配不合理。变压器中经常把介电常数不同的绝缘材料串联使用，如果其搭配不合理，将会因电晕放电或过热导致某种绝缘材料的损坏。

       绝缘油中杂质形成导电“小桥”。变压器绝缘油里面的悬浮物粒子在有电位差的裸导线之间形成导电“小桥”，引起电气击穿。

       过载运行导致绝缘油老化。变压器长时间的过载会引起绝缘油老化，油温过高加快油泥、水分和酸的形成。

 缺油使冷却系统循环不良导致过热。油面下降，不能保证油处于规定位置，从而导致变压器冷却系统循环受限而产生过热。

       内部金属粉尘导致绝缘击穿。施工过程中在变压器内部绝缘件表面或导电体外包绝缘纸表面上遗留有金属材料粉尘，这些金属粉尘对爬电距离会产生非常大的影响，较终会导致绝缘爬电放电。

       地屏包扎不好导致边缘击穿。一次绕组和二次绕组间放置的地屏往往引起边缘处产生电场强度集中，使得绝缘局部承受电场强度过大，使高压绕组到地屏有击穿点，从而导致铁芯杆上的高压绕组损坏。

       另外在绝缘方面造成故障的原因还有绝缘成型件表面脏污导致放电、木制夹件干燥不好易形成“小桥”放电等。

       1.4结构件方面的故障原因

       压紧装置间的绝缘不好形成短路。变压器有压力调节装置，绕组上的压紧力应随着运行过程绝缘的收缩情况进行调整，但必须采取适当的措施防止绕组压紧装置的任何部分或部件形成短路匝，压紧装置一般包括正反压钉，压钉外应套有绝缘套，压钉与钢板之间的绝缘应良好，且钢板应开口。

       气体继电器不动作造成内部严重击穿。由于气体继电器未充油或未校验发生误动作，或拒动作，油箱内发生故障时，造成变压器严重击穿。

       绝缘支持物不牢造成引线变形。当系统产生外部短路时，由于从绕组至接线端子的引线支撑不牢及拉得不紧，会引起引线变形和互相接触。

       另外在结构件方面造成的故障原因还有套管表面脏污闪络、末屏小套管放电故障等。

       2 防范措施

       2.1优化产品设计结构，加强全过程监造管理

    加强变压器设计、选型、订货、验收及投运的全过程管理。完善试验与监造检测过程，对220 kV及以上电压等级的变压器应赴厂监造和验收。

       2.2加强变压器绕组变形和局部放电检测

       对66 kV及以上电压等级变压器投产前应用频响法测试绕组变形，或做低电压短路阻抗测试，并保留原始记录。

       2.3加强空载损耗和负载损耗试验的检测

       由于制造变压器的主要材料硅钢片和铜价格较高，为防止个别变压器制造厂家偷工减料，避免对电力系统的安全、经济运行带来负面影响，必须加强对配电变压器的空载损耗和负载损耗试验的检测。

       2.4加强老旧变压器的绝缘监督工作

       对运行超过20年的变压器要加强技术监督，特别是油色谱监督工作，结合电网改造应尽快更新淘汰老旧变压器。

       2.5加强气体继电器和温控器的校验

       对新上气体继电器和温控器要按照交接标准进行试验，运行后还要进行定期校验工作，当发现问题后应查明原因并及时排除。

       在可采取的防范措施方面还有加强对套管将军帽密封、末屏小套管检查，加强红外线监测工作等。
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