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1、矿用变压器常见故障分析矿用变压器常见故障分析变压器的使用过程当中，变压器因投用的时间长短差异、所经历的过电压、过电流的损坏程度不同、使用和维 护的情况电决不是一样，因此造成变压器出现的故障品种多种多样，要想及时发现故障，分析排除故障，提高 检测和诊断故障的能力和准确性，就必须充分运用各种诊断技术，综合设备各种运行历史数据。现就变压器的 常见故障诊断谈几点看法。一、变压器故障的检查1看。通过对故障发生时的颜色等异常现象由外至内认真检查变压器每一处。渗漏油。变压器在运行过程当 中，渗漏油现象属于普遍现象，在设备的外体上，人能一眼就辨别出来，小型的变压器装在一些壳体当中，检 查时注意壳体的内部底板上
2、或壳体下的底板，渗油有大有小，主要是由于油箱与零部件的联接密封不好，焊接 件或铸造件存在缺陷、设备超负荷或受到撞击振动等。另外变压器在使用过程中内部发生故障也会造成变压器 油温的升高，体积膨胀造成漏油。因温度、湿度、紫外线或周围的空气中所含酸、盐等，会引起箱体表面漆 膜龟裂、起泡、剥离。因过电压会引起瓷件、瓷套管、瓷瓶表面龟裂，并有放电的痕迹。瓷瓶端子接线紧固部 分螺丝松动，会引起表面接触面过氧化，引起变色。吸湿器内的吸湿剂变色，是因为吸潮过度、垫圈损坏、浊室内水量过多造成，通常吸湿剂的材料是矾土、硅胶 等，并呈蓝色，变为粉红色就需作再生处理。2听。正常运行时，变压器发出均匀“嗡嗡”响声。如果
3、产生不均匀响声或其他响声，都属不正常现象。声响 比平常增大且尖锐，一种原因是电网发生过电压，一种原因是变压器过负荷。若发出“啾啾”响声，并造成高压 熔丝熔断，则是分接开关合不到位，若产生轻微“吱吱”响声，属放电响声，是分接开关接触不良。若变压器发 出“呼呼”的风声以及“吱啦”的响声，且声音较大且杂乱，可能是变压器的铁心出现问题。响声中有放电的“嘶嘶” 的响声，夜间能看见电晕或蓝色火花，可能是变压器的接线瓷瓶局部发生放电现象。若站在变压器前听见“噼 啪”响，有可能接地不良或未接地金属部分放静电，此时要停止变压器的运行，进行检修。运行中出现爆裂声， 且响声大，不均匀，可能是变压器绝缘击穿现象。若沉
4、闷的“噼啪”声是导体通过变压器油对外壳放电。当变压 器有水开沸腾的“咕嘟”声，可能是变压器的绕组发生层间短路或匝间短路，这时必须停止变压器的运行，进行检 修。 3测。依据声音和颜色以及投其他一些现象对变压器的故障诊断只能作为现场的初步分析和判断，因为 任何一个设备的状况不是单一方面的情况能直接反映，有许多的因素，有时会出现假象，因此，还必须经过测 量并作综合性的分析，才能准确无误的找出故障的原因及事故的性质，从而提出比较完整且较经济合理的处理 办法。绝缘的测量。主要用来判断绕组的绝缘状况，比较简单而有效的方法。测量绝缘电阻通常采用绝缘电阻表， 3KV 以上的高压变压器一般采用 2500V 的绝
5、缘电阻表。测量项目：测量绕组的绝缘电阻应测量高压绕组对地， 低压绕组对地，高压绕组对低压绕组等三项，这里“地”指变压器的金属外壳。直流电阻的测量。当变压器在受 到短路冲击后，往往可能造成绕组扭曲变形，另外变压器绕组绝缘损坏，会造成匝间短路，甚至是相间短路。 绕组发生故障时，由于整体或局部的拉伸和压缩造成匝间距离发生变化时，匝间的电阻也会有变化，测量时， 应分别测量变压器的高、低压绕组的直流电阻值。根据电力变压器制造有关规定，630KVA 以上的变压器各相 绕组的直流电阻互相差别不应大于三相平均值的 2，630KVA 以下的变压器，相间差别不应大于三相平均值的 4，线问差别不大于三相平均值的 2
6、。吸收比的测量。变压器绕组的绝缘状况和受潮的情况，可以通过测 量吸收比来确定。测量时，要用秒表计时间，当绝缘电阻表摇到额定转速 120 转时，将绝缘电表接入并开始计 时，15 秒时读取一个数值，60 秒时读取另一个数值，两数之比值即为吸收比，其结果要大于 1.3。否则，即说 明变压器有受潮现象，或者其绝缘出现缺陷，要进行详细检查。二、变压器常见温升过高的故障及其原因变压器在运行过程中，其损耗主要包括铁芯的磁滞及涡流损耗，绕组的电阻损耗。这些损耗产生了大量热量， 正常情况下，这些热量通过散热装置传到外界，同时在一定程度上使变压器的温度升高。经过一定时间后，变压器即应达到稳定的温升。如果出现温升过
7、高或温升速度过快，或与同型同负荷的变压器比较其温升明显过高， 就应认为是出现了故障。引起变压器温升过高的原因，常见的主要有以下几种：1铁芯局部短路。2铁芯接地不良。3铁轭螺杆接地。4.电源电压过高。5 引线部分接触不良、松动、烧坏 等引起。6分接开关出现故障。7线圈制造和检修质量不良引起。8铁芯叠片周边毛刺大，缝隙不均匀造成。 9变压器负荷偏高。10变压器一二次接线不合格或接触不良引起。三、变压器常见输出电压异常的故障及其原因在正常情况下，变压器输出电压应保持在一个范围之内电压偏 低或偏高都属于故障现象，应及时予以排除。首先应查电源电压，看是否是由于电源电压异常引起。如果电源 电压为高压，可以
8、通过互感器进行测量。除电源的原因外，常见的故障原因还有以下几种：1绕组匝间短路引起。此种故障多为变压器过负荷或绝缘降低造成，出现匝闻短路时，变压器会出现输出电压 异常，有时会有过热和声音异常的现象伴随。2 分接开关档位不正确引起。分接开关是用来调节电压的，如果档位不正确，不能与实际的电源电压相匹配，会 引起输出电压的过高或过低。3三相负荷不平衡造成。如果变压器二次的三相符合不平衡，会造成变压器的三相电压变化，输出电压异常。 严重时，出现相电压升高 1732 倍。4高压侧出现缺相。高压侧出现缺相，会引起低压侧输出电压的严重不平衡，甚至造成低压设备的损坏。高压 缺相的原因很多，但一般都是由于检修不
9、到位等原因造成接线部分烧坏或老上级线路故障造成。此外，由于铁芯和绕组的缺陷等原因造成的二次电压输出异常的情况也较多。变压器过励磁变压器过励磁变压器过励磁是设计、制造与运行中常遇到的现象。变压器过励磁是设计、制造与运行中常遇到的现象。我们首先谈一下变压器过励磁是怎样产生的？ 以及它对变压器有什么危害？产生过励磁的原因产生过励磁的原因：a. 铁心结构上原因，目前都采用冷轧晶粒取向硅钢片作为铁心导磁材料，铁心为全斜 45 接缝的叠片方式，接缝分两处错开并有一搭接距离。在搭接处的截面虽增大了倍，但有效厚度却少了，故接缝处实际截面还是小了，故在接缝处有过励磁，磁通密度大了倍。因此目前在发展阶梯式接缝，即
10、接缝在六处错开，这样，有效厚度可保持，实际面积是增加了=1.18。作为过渡措施，接缝在三处错开，这是因阶梯式接缝需改变切线的软件。b.恒磁通调压的变压器带有负载时，为保持不同负载下的输出电压为恒定值就必须补偿阻抗压降，必须能过分接位置的变换或增加外施电压。当外施电压大于分接电压时或增加外施电压时会产生过励磁。c.自耦变压器采用中点调压方式时，在铁心中有过励磁现象。自耦变压器的电压比越接近，过励磁越严重。一般是电压比大于等于 2 时的自耦变压器才能采用中点调压方式。d.空载变压器在合闸间的过渡过程有过励磁。当铁心中有剩磁通，且在外施电压过零时的瞬间合闸，则过励磁最大，是最不利的空载合闸状态。这是
11、变压器固有特性所引起的瞬时过励磁现象。当 f=50Hz 时，在 0.01s 内磁通达最大值。现在发展电子型电压达峰值时合闸的断路器，以减少合闸瞬间过励磁。e.三相三柱式铁心，Yyn0 结法变压器，由于负载不平衡会引起中点电压浮动，此时铁心中也会过励磁。f.发电机甩负载时会在变压器与发电机联结端子上出现过电压，并引起过励磁。当 f=50Hz 时，磁通可在 0.02s 内达最大值。g.在中点接地系统中，在单相接地故障的异常工况下，健全相的相电压会增加，110kV 及以上系统，此电压会增加 1.3 倍。故障期间，铁心会过励磁。h.当电网频率低于额定频率时，当感性电压不变时，频率的降低会引起铁心中磁通
12、的增加，会有过励磁。铁心中产生过励磁时会影响：铁心中产生过励磁时会影响：a.空载损耗会增加； b.变压器的噪声水平将增加；c.空载电流中高次谐波含量增加；d.涌流会大于空载电流，引起较大的机械力；e.达励磁时杂散磁通会离开主磁路引起结构件中附加损耗；f.铁心的温升会增加； g.过励磁的同时还有过电压，绝缘结构应能承受住这一过电压。因此，在 IEC76-1 标准上对过励磁能力有一规定，在设计时要保证变压器能具有一定的过励磁能力。在运行中，要保持一定的过励磁水平。如不具有过励磁能力或承受较大过励磁能力，会影响变压器的安全运行。在制造中常采用高频机组作电源是为了铁心中磁通密度为额定值，如感应试验时一
13、般要采用 100Hz 及以上频率的电源。 为什么变压器各部分需加各类绝缘件？为什么变压器各部分需加各类绝缘件？生产中如何注意绝缘件的清洁并防止其它变形？生产中如何注意绝缘件的清洁并防止其它变形？ （1） 各部分绝缘的作用各部分绝缘的作用 a. 薄纸筒小油隙的作用。变压器油有一特点：当油隙尺寸为 3mm 时，油隙绝缘强度为 14kV/mm；为 6mm 时，则为 101kV/mm。油隙尺寸越大，每毫米绝缘强度越低。因此，在一个油隙中加一张纸板就能提高油的绝缘强度，油隙分得越小，油绝缘强度越高。这就是用小油隙的理由。在油与纸的绝缘结构中，mm 厚的纸板的绝缘强度只有相当于 0.5mm 油隙的绝缘强度
14、。也就是说，在相同的距离下，纸板越厚，绝缘强度就越低。这就是用薄纸筒的理由。但是，油隙的最小值应由散热条件来确定，一般不小于 7mm；而纸筒的厚度最小值应由机械强度来确定，一般最小为 3mm，即1.5mm 纸板围两层。应当注意，靠近内绕组的油隙应保持 78mm，靠近外绕组的油隙应保持 89mm。绕组间主绝缘之间油隙也可由瓦楞纸板形成。绕组匝绝缘越厚，该油隙绝缘强度越高；绕组油道大引起电场畸变，则绝缘强度低。采用薄纸筒小油隙结构时绕组间距离小了，但也降低了端部电场强度，应加角环或引伸纸筒，且在端部线段内外侧垫纸条。主绝缘采用薄纸筒小油隙的结构能使绝缘尺寸缩小，节约材料。在相间加隔板，绕组外加围屏
15、，套管外加电木筒也是这个原因，目的都是提高油的绝缘强度。b. 角环的作用。角环也是油屏障的一种，起增加绕组端部到铁轭和绕组端部间的爬电距离的作用。c. 成型绝缘件的作用。成型绝缘件是用湿纸浆直接成型的，因此具有极高的电气性能，可以做成和各种不同电力线相平行的形状，形成极好的油屏障，减少垂直电场的作用。可以根据需要做成产品要求的厚度，并能实现产品的特殊要还应，如实现机械支承和密封，还能实现薄纸筒小油隙的结构。d. 酚醛胶纸筒（电木筒）的作用。油浸式变压器采用酚醛纸筒作绝缘，主要是因为它有较高的机械强度，便于套装。但是这种纸筒的耐压值为：厚度/mm 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 耐压值/
16、kV 2.4 28 32 36 40 可见其电气强度较差。这是因为纸筒层间的固化物树脂与纸是不同的物质，在交界面电场畸变，且有气泡和杂质存在。胶纸的底纸不易被油浸渍，纸纤维的空隙不易被油填满，空气和水分消除不易彻底，且容易吸潮。所以一般只在低电压绕组内采用。e. 压钉绝缘的作用。铁心柱上不能有短路匝，绕组中不能有短路匝，结构件上也不能形成短路匝。钢压板（压环）上开一缺口就是这个道理，绝缘压板无缺口。但是，正压钉都拧在夹件上，反压钉都拧在压板上。如果正压钉下面或反压钉上面不放压钉绝缘，很容易使钢压板短路，即在压板断口处，压板通过正压钉一夹件一正压钉，或反压板一夹件一反压钉，使钢压板形成短路匝，如图 36-1 所示。（2） 绝缘件的清洁、变形和开胶绝缘件的清洁、变形和开胶变压器器身进行真空干燥前一定要灰尘吸掉。在绝缘件上不要用铅笔写字，因为铅笔芯一般是导体；也不要用粉笔作标记，因为粉笔是硫酸钙，溶于油中易形成油垢；要用蓝铅笔做标记，因为它
