變壓器常見(jiàn)異常的分析及判斷

1、變壓器常見(jiàn)異常的分析及判斷專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作總結(jié)之二變壓器是否異常運(yùn)行直接關(guān)系電網(wǎng)的安全。通過(guò)近幾年的工作實(shí)踐，感受到電 氣工作人員在對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡視時(shí)，可以隨時(shí)通過(guò)對(duì)聲音、振動(dòng)、氣味、變色、溫度 及其他現(xiàn)象的變化來(lái)判斷變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，分析事故發(fā)生的原因、部位及程度。 從而根據(jù)所掌握的情況進(jìn)行綜合分析，結(jié)合各種測(cè)試結(jié)果對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)做出 綜合判斷?？偟膩?lái)所對(duì)變壓器的異常運(yùn)行及判斷總結(jié)如下：一、直觀判斷1、聲音正常運(yùn)行時(shí)，由于交流電通過(guò)變壓器繞組，在鐵心里產(chǎn)生周期性的交變磁通， 引起變壓器鐵心鋼片的振動(dòng)，鐵芯的接縫與疊層之間的磁力作用以及繞組得導(dǎo)線之 間的電磁力作用引起振動(dòng)，發(fā)出平均的“嗡嗡”聲。

2、如果產(chǎn)生不均勻的響聲或其他 響聲，都屬不正常現(xiàn)象。（1）若音響比平常增大而均勻時(shí)，則一種可能是電網(wǎng)發(fā)生過(guò)電壓，例如中性點(diǎn) 不解地電網(wǎng)有單相接地或鐵磁共振時(shí)；另一種可能是變壓器過(guò)負(fù)荷，在大動(dòng)力設(shè)備 （如大型電動(dòng)機(jī)、電弧爐等），負(fù)載變化較大，因五次諧波作用，變壓器瞬間發(fā)生“哇 哇”聲。此時(shí)，再參考電壓表與電流表的指示，即可判斷故障的性質(zhì)。然而，根據(jù) 具體情況，改變電網(wǎng)的運(yùn)行方式與減少變壓器的負(fù)荷，或停止變壓器的運(yùn)行等。（2）聲音較大而噪雜時(shí)，可能是變壓器的鐵芯的問(wèn)題。如加件或壓緊鐵芯的螺 絲松動(dòng)時(shí)，儀表的指示一般正常，絕緣油的顏色，溫度與油位也無(wú)大變化，這時(shí)應(yīng) 停止變壓器的運(yùn)行進(jìn)行檢查。（3）音響

3、中夾有放電的“吱吱”聲，可能是變壓器器身或套管發(fā)生表面局部放 電。如果是套管的問(wèn)題，在氣候惡劣或夜間時(shí)，還可見(jiàn)到電暈輝光或藍(lán)色、紫色的 小火花，此時(shí)，應(yīng)清楚套管表面的臟污，再涂上硅油或硅脂等涂料。如果是器身的 問(wèn)題，把耳朵貼近變壓器油箱（借助聽(tīng)音棒最好），則會(huì)聽(tīng)到變壓器內(nèi)部由于有局 部放電或電接觸不良而發(fā)出的“吱吱”或“噼啪”的聲，且此聲音隨離故障部位遠(yuǎn) 近而變化。若站在變壓器跟前就可聽(tīng)到“噼啪”聲音，有可能接地不良或未接地的 金屬部分靜電放電。此時(shí)，要停止變壓器運(yùn)行，檢查鐵心接地與各帶電部位對(duì)地的 距離是否符合要求。（4）若音響中加有水的沸騰聲時(shí)，可能是繞組有較嚴(yán)重的故障，使其附近的零 件嚴(yán)

4、重發(fā)熱。分解幵關(guān)的接觸不良而局部點(diǎn)有嚴(yán)重過(guò)熱，必會(huì)出現(xiàn)這種聲音。此時(shí) 應(yīng)立即停止變壓器的運(yùn)行，進(jìn)行檢修。2、氣味、顏色變壓器內(nèi)部故障及各部件過(guò)熱將引起一系列的氣味、顏色的變化。（1）瓷套管端子的緊固部分松動(dòng)，表面接觸過(guò)熱氧化，會(huì)引起變色和異常氣味。（2）變壓器漏磁的斷磁能力不好及磁場(chǎng)分布不勻，引生渦流，也會(huì)使油箱各部 分的局部過(guò)熱引起油漆變色。（3）瓷套管污損產(chǎn)生電暈、閃絡(luò)會(huì)發(fā)出奇臭味，冷卻風(fēng)扇、油泵燒毀會(huì)發(fā)出燒焦氣味(4) 吸濕計(jì)變色是吸潮過(guò)度、墊圈損壞、進(jìn)入其油室的水量太多等原因造成的。 通常用的吸濕劑是活性氧化鋁(磯土)、硅膠等，并呈藍(lán)色。當(dāng)吸濕劑從藍(lán)色變?yōu)?粉紅色時(shí)，應(yīng)作再生處理。3、

5、體表變壓器故障時(shí)都伴隨著體表的變化。主要有(1) 防爆膜龜裂、破損。當(dāng)呼吸口不靈，不能正常呼吸時(shí)，會(huì)使內(nèi) 部壓力升 高引起防爆膜破損。當(dāng)氣體繼電器、壓力繼電器、差動(dòng)繼電器等有動(dòng)作時(shí)，可推測(cè) 是內(nèi)部故障引起的。(2) 因溫度、濕度、紫外線或周?chē)目諝庵兴帷Ⅺ}等，會(huì)引起箱體表面漆 膜龜裂、起泡、剝離。(3) 大氣過(guò)電壓、內(nèi)部過(guò)電壓等，會(huì)引起瓷件、瓷套管表面龜裂，并有放電痕 跡。4、滲漏油變壓器運(yùn)行中滲漏油的現(xiàn)象是比較普遍的，其中主要原因是油箱與零部件聯(lián)接 處的密封處不良，焊件或鑄件存在缺陷，運(yùn)行中額外荷重或受到震動(dòng)等。(1)變壓器外面閃閃發(fā)光或粘著黑色的液體有可能是漏油。 小型變壓器裝在配 電

6、柜中，因?yàn)槁┏龅挠土魅肱潆姽裣虏康目觾?nèi)而流不到外面來(lái)，所以易以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。（2）內(nèi)部故障使油溫升高，會(huì)引起油的體積膨脹，發(fā)生漏油，有時(shí)會(huì)發(fā)生噴油。 若油位計(jì)大大下降，而沒(méi)有發(fā)生以上現(xiàn)象，則可能是油位計(jì)損壞。5、溫度變壓器的很多故障都伴隨有急劇的溫升。（1）對(duì)運(yùn)行中的變壓器，應(yīng)經(jīng)常檢查套管各個(gè)端子和母線或電纜的連接是否緊 密，有無(wú)發(fā)熱跡象。（2）過(guò)負(fù)載、環(huán)境溫度超過(guò)規(guī)定值，冷卻風(fēng)扇和輸油泵出現(xiàn)故障，散熱器閥門(mén) 忘記打幵，漏油引起油量不足，溫度計(jì)損壞以及變壓器內(nèi)部故障等會(huì)使溫度計(jì)上的 讀數(shù)超過(guò)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的允許溫度。即使溫度在允許限度內(nèi)，但從負(fù)載率和環(huán)境 溫度來(lái)判斷，也是溫度不正常以上所述的依據(jù)對(duì)

7、聲音、振動(dòng)、氣味、變色、溫度及其它現(xiàn)象對(duì)變壓器事故的 判斷，只能作為現(xiàn)場(chǎng)直觀的初步判斷。因?yàn)椋儔浩鞯膬?nèi)部故障不僅是單一方面的 直觀反映，它涉及諸多因素，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)假象。因此，必須進(jìn)行測(cè)量并作綜合 分析，才能準(zhǔn)確可靠地找出故障原因，判明事故性質(zhì)，提出較完備的合理的處理辦 法。二、分析判斷1、鐵芯損壞變壓器鐵芯硅鋼片間絕緣損壞增加鐵芯重的渦流損耗。渦流損耗的增加與硅鋼 片厚度的平方成正比。如果硅鋼片片間絕緣損壞，是硅光片的厚度增加一倍，渦流 損耗將增加4倍，發(fā)熱后會(huì)使鄰近的鐵芯絕緣更加損壞。同時(shí)會(huì)使油溫升高和油質(zhì) 劣化加速。嚴(yán)重時(shí)，瓦斯繼電器會(huì)動(dòng)作。硅鋼片絕緣損壞的初期，油的閃光電會(huì)降 低，

8、油的顏色也會(huì)變渾。此時(shí)可對(duì)油進(jìn)行色譜分析判斷。此外，測(cè)量變壓器的空載 電流和空載損耗發(fā)現(xiàn)，都較正常情況時(shí)增大。鐵芯的穿心螺桿與鐵芯間的絕緣損壞， 或鐵芯有多點(diǎn)接地?；蜩F芯表面有異電物質(zhì)等都會(huì)引起鐵芯的損壞。對(duì)鐵芯損壞可 進(jìn)行吊芯做外觀檢查，也可用直流電壓電流法測(cè)片間絕緣電阻。將損壞重新填上， 糾正不正確的接地方法。另外，鐵芯中缺片；鐵芯油道內(nèi)或夾件下面松動(dòng)；鐵芯的 堅(jiān)固零件松動(dòng)；接入電源電壓偏高都將發(fā)出不正常的響聲。對(duì)此可進(jìn)行補(bǔ)片；確保 鐵芯夾緊，將自由端用紙板塞緊壓??；將鐵芯緊固零件擰緊，并檢查接入的一次電 壓值。2、鐵芯接地片斷裂變壓器運(yùn)行中，其內(nèi)部金屬部件會(huì)因感應(yīng)產(chǎn)生懸浮電位。如果接地不

9、良或接地 片斷幵，就會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)的放電。當(dāng)電壓升高時(shí)，內(nèi)部可能發(fā)生輕微劈啪聲。嚴(yán)重時(shí) 會(huì)使瓦斯繼電器動(dòng)作，油色譜分析結(jié)果為不合格。其原因可能是接地片沒(méi)有插緊， 對(duì)此可進(jìn)行吊芯檢查接地片，更換已損壞的接地片。3、繞組匝間短路在短路的匝間內(nèi)將有很大的短路電流，但電網(wǎng)輸入變壓器的電流卻增加不多。 變壓器的溫度比正常運(yùn)行時(shí)高，無(wú)瓦斯繼電器的變壓器換能聽(tīng)到其內(nèi)部油的竄動(dòng)聲 音。匝間短路時(shí)，一般氣體繼電器的氣體呈灰白色或藍(lán)色，跳閘回路動(dòng)作。故障嚴(yán) 重時(shí)，差動(dòng)繼電保護(hù)動(dòng)作。，高壓熔斷器熔斷。匝間短路如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)使融 化的銅（鉛）粒四射，波及鄰近的繞組。繞組匝間短路故障用搖表測(cè)絕緣電阻的方法不易發(fā)現(xiàn)的。一

10、般可用測(cè)量繞組直流電阻與以往的數(shù)值作比較的方法發(fā)現(xiàn)。 發(fā)生 繞組匝間短路時(shí)，空載電流與空載損耗會(huì)顯著增加。因此，可測(cè)空載電流和空載損 耗，并測(cè)繞組的直流電阻和進(jìn)行油的色譜分析來(lái)綜合判斷。 查找故障點(diǎn)時(shí)，應(yīng)將變 壓器身吊出檢查。如不易找到，可對(duì)繞組施加10%20%的額定電壓（在空氣中）， 這時(shí)匝間短路處會(huì)發(fā)生冒煙現(xiàn)象。產(chǎn)生繞組匝間短路的原因是：散熱不良或長(zhǎng)期過(guò) 負(fù)荷使匝間絕緣損壞；由于變壓器出口短路，或其他故障使繞組受短路電流沖擊而 產(chǎn)生振動(dòng)與變形而損害咋間絕緣；油面降低使繞組露出油面，匝間絕緣擊穿；雷擊 時(shí)大氣過(guò)電壓浸入損壞匝間絕緣；繞組繞制時(shí)未發(fā)現(xiàn)的缺陷（到現(xiàn)有毛刺、導(dǎo)線焊 接不良和導(dǎo)線絕緣

11、不完整）或匝間排列與換位、繞組壓裝不正確等，使匝間絕緣受 到破壞。4、繞組對(duì)地部分短路變壓器油受潮后絕緣強(qiáng)度降低、油面下降或絕緣老化；雷電大氣過(guò)電壓及操作 過(guò)電壓、繞組受短路電流的沖擊而發(fā)生變形，主絕緣老化破裂、折斷等缺陷；繞組 內(nèi)有雜物落入等會(huì)有這類(lèi)事故。事故時(shí)，一般都是瓦斯繼電器動(dòng)作、防爆管?chē)娪停?如果變壓器的中性點(diǎn)接地，則差動(dòng)和直流保護(hù)也會(huì)動(dòng)作。一般情況下，測(cè)量繞組的 對(duì)地絕緣電阻即可發(fā)現(xiàn)是否存在繞組接地。5、繞組和引線斷裂由于連接不良或短路應(yīng)力使導(dǎo)線斷裂；導(dǎo)線內(nèi)部焊接不良，匝間短路使線匝燒 斷。斷線處發(fā)生電弧會(huì)引起繞組接地和相間短路，油分解促使氣體繼電器動(dòng)作。處 理時(shí)可進(jìn)行吊芯檢查，用

12、電橋繞組直流電阻，判斷故障相，重繞繞組。6、繞組相間短路繞組有匝間短路或接地故障時(shí)，由于電弧及融化了的銅（鋁）粒子四散飛濺， 使事故蔓延擴(kuò)大，可能發(fā)展為相間短路。發(fā)生相間短路時(shí)，強(qiáng)大的短路電流將產(chǎn)生 猛烈地燃燒電弧。此時(shí)瓦斯繼電器、差動(dòng)繼電器和過(guò)電流保護(hù)都會(huì)動(dòng)作，防爆管?chē)?yán) 重噴油，油溫劇增，測(cè)量絕緣電阻和測(cè)量繞組的直流電阻和變壓比，即可判斷繞組 的損壞情況。7、分接幵關(guān)分接幵關(guān)接觸不良或位置不準(zhǔn)，觸頭表面氧化或灼傷及相間觸頭放電或各分接 頭放電，都會(huì)使其接觸電阻增大，在過(guò)電流的情況下，會(huì)使其發(fā)熱燒壞。此時(shí)氣體 繼電器動(dòng)作，有時(shí)差動(dòng)和過(guò)電流保護(hù)也會(huì)動(dòng)作，防爆管?chē)娪?。其原因是：幵關(guān)機(jī)構(gòu) 上與裝配上

13、存在缺陷。如接觸不可靠，彈簧壓力不夠；短路時(shí)觸點(diǎn)過(guò)熱，過(guò)電壓擊 穿；變壓器內(nèi)有異物或觸頭污臟，絕緣受潮等。因此改變分接頭位置后，應(yīng)使幵關(guān) 來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)幾次，除去氧化膜或油污的影響，使其接觸良好。并且還要測(cè)量直流電阻， 與出廠值或以往的數(shù)值比較應(yīng)無(wú)較大差異。8、套管碎裂或出線連接松動(dòng)變壓器套管表面污穢及大霧、下雨、陰天時(shí)會(huì)造成電暈放電而發(fā)出“吱吱”聲, 套管污損產(chǎn)生電暈，閃絡(luò)會(huì)引起奇臭味；套管出線連接松動(dòng)、表面接觸面過(guò)熱氧化 都會(huì)引起變色和異味。9、氣體繼電器當(dāng)氣體繼電器動(dòng)作且其中聚集有氣體時(shí)，并不能證明是變壓器有故障，例如， 絕緣油脫氣不徹底、非真空注油、冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密等，都會(huì)使空氣進(jìn)入氣體繼電器， 并使其動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)，這些空氣排出后，變壓器仍能繼續(xù)運(yùn)行。但是當(dāng)變壓器內(nèi) 部發(fā)生故障時(shí)，情況便不一樣了，此時(shí)氣體繼電器內(nèi)也聚集氣體，但并不是普通的 空氣，所以應(yīng)把這些氣體聚集起來(lái)，對(duì)其數(shù)量、可燃性、顏色與化學(xué)成分進(jìn)行分析， 判斷出故障的性質(zhì)。在一時(shí)不能做色譜分析時(shí)可大致按如下方法初步判斷：無(wú)色、 不可燃的是空氣；黃色、可燃的是木質(zhì)故障產(chǎn)生的氣體；淡灰色、易燃的是鐵質(zhì)故 障使絕緣油分解產(chǎn)生的氣體。變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生的可