电力变压器常见故障分析及处理.pdf

第 2 9 卷第9 期 2 O O 8年 9月 煤矿机械 Co a l Mi n e Ma c h i n e l V0 1 ． 2 9 No ． 9 S 印 ． 2 008 电力变压器 常见故 障分析及处理 高喜玲 河南工程技术学校，河南 焦作 4 5 4 0 0 0 摘要 变压器是变电站 中的主要设备 ， 在运行 中一旦发 生异 常情况 ， 将会影响 系统的正常运 行以及对用户的正常供电， 甚至造成大面积停电。针对变压器运行中的常见故障， 详细分析了异常 运行 出现的原 因及常规的处理办法。 关键词 变压器；原 因分析 ；诊断 中图分类号 T M 4 1 1 文献标志码A 文章编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 { 2 0 0 8 0 9 ． 0 2 0 o ． 0 3 C0 mm0 n Tr o u b l e An a l y s i s a n d Tr e a t me n t 0 f Tr a I l s f 0 m e r GAo Ⅺ 一L i n g H e n a n E n g i n e e r i n g T e c h n i c a l S c h o o l ，J i a o z u o 4 5 4 0 0 0 -C h i n a Abs t r a c t Tr a n s f o r me r i s a ma i n c o mp o n e n t o f s u b s t a t i o n．On c e a b n o r ma l i t y o c c u r s i n i t s o p e r a t i o n．t h e n o r ma l wo r k o f the s y s t e m a n d the n o r ma l po we r s u p p l y wi l l b e s e rio u s l y a ffe c t e d，s o me t i me s ，e v e n l a r g e a r e a o fpo we r f a i l u r e wi l l be c a u s G ．A d e t a i l e d a n a l y s i s o f the c a us e s o f the ab n o r ma l i ty i s g i v e n，an d the n the u s u a l wa y o f t r e a t me n t t o the f r e q u e n t p rob l e ms i S als o b r o u g h t f o r wa r d． Ke y wo r d s t r a n s f o r me r ；c t u s e s an a l y s i s；d i a g n o s i s 1 变压器内部声音异常 变压器正常运行时， 应有均匀的“ 嗡嗡” 电磁交 流声 ， 如果发出不均匀的声音或者声音异常， 说明变 压器运行不正常。主要原 因有几种 过负荷运行会 使变压器内部发出的“ 嗡嗡” 声很沉重。如果变压器 内部零部件松动 ， 变压器会发 出强烈且不均匀的噪 声。如果铁芯最外层 的两侧硅钢片未被夹紧， 将 因 振动产生“ 嘤嘤” 的噪音。变压器顶盖螺丝松动也会 使变压器发出异响。变压器内部的接触不良或者击 穿有可能引起放电打火 ， 使 变压器发出“ 吱吱” 的放 电声。如果系统接地或短路， 变压器绕组中将产生 较大的短路 电流 ， 变压器内部发出的声音大且异常。 如果变压器接有大容量的用电设备， 或设备有可能 产生谐波， 则较大 的启动电流或谐波会使变压器发 出“ 哇哇” 的异常噪音。变压器内部过 电压时， 会 造 成一二次绕组对外壳闪络放电 ， 或铁芯接地线断路 ， 使铁芯和外壳感应出高电压， 引起变压器内部发出 “ 吱吱” 噪音。 2 绕组故障 主要有匝间短路 、 绕组接地、 相间短路 、 断线及 接头开焊等。产生这些故障的原因有以下几点① 在制造 或检修 时，局部绝缘 受到损害 ，遗 留下 缺 陷； ②在运行中因散热不良或长期过载， 绕组内有 杂物落入 ，使温度过 高绝缘老 化；③制造工 艺不 良， 压制不紧，机械强度不能经受短路冲击 ， 使绕 组变形 ， 绝缘损坏 ；④绕组受潮 ，绝缘膨 胀堵塞油 道 ， 引起局部过热；⑤绝缘油 内混入水分而劣化 ， 或与空气接触面积过大， 使油的酸价过高， 绝缘水 平下降或油面太低， 部分绕组露在空气中未能及时 处理 。由于上述种种原因，在运行中一经发生绝缘 击穿 ， 就会造成绕组 的短路或接地故 障。匝间短路 时的故障现象是变压器过热油温增高， 电源侧电流 略有增大 ， 各相直流电阻不平衡 ，有时油中有 吱吱 声和咕嘟咕嘟的冒泡声。轻微 的匝间短路可以引起 瓦斯保护动作 ， 严重时差动保 护或电源侧的过流保 护也会动作。发现匝间短路应及时处理 ，因为绕组 匝间短路常常会引起更为严重的单相接地或相 间短 路等故 障。 3 瓦斯保护故障 瓦斯保护信号动作 。瓦斯保护能有效地监视变 压器 内部所 发生的大部分故 障， 其动作灵 敏可靠。 当瓦斯保护信号动作时， 应立即复归音响信号 ， 严密 监视变压器的运行情况。一般情况下 ， 瓦斯保护动 作的原 因有 3 种 变压器加油或滤油时将空气带入 变压器内部 ， 未能及时排出。由于运行变压器油温 升高， 内部空气逐渐排出， 使瓦斯保护动作 ； 可能由 于温度下降、 漏油使油位下降等原因， 造成瓦斯保护 误动作； 由于变压器内部故障产生气体， 或发生穿越 性短路而引起 。当瓦斯保护信号动作时， 经过检查 未发现异常， 应立即收集瓦斯继电器中的气体， 进行 分析试验。如果气体无色无味且不燃烧， 则说明是 由于空气侵入变压器内部 ， 此时 ， 变压器属于正常情 况， 值班人员应立即放出瓦斯继电器中的气体， 并注 意观察信号动作时间间隔的变化 ， 如果动作间隔时 -- 2 0 0- - 维普资讯 第2 9 卷第 9 期 电力变压器常见故障分析 处理二二直塞 间越来越长 ， 信号不久即将消失。如果气体可燃 ， 说 明变压器内部发生故障， 应立刻停止变压器运行 ， 并 对变压器进行电气试验 ， 分清事故原因 ， 进行检修。 瓦斯保护动作与跳 闸。瓦斯保护动作与跳 闸主 要有几种原因 变压器内部发生严重故障 ； 变压器保 护装置二次回路故障 ； 新装或大修后 的变压器投入 运行时 ， 由于油中含有的空气分离过快而使保 护动 作跳 闸； 变压器 内的油位下降太快所致 。瓦斯保 护 动作与跳闸后 ， 电气值班人员应立 即将工作变压器 解除并进行外部检查 。首先检查 油位是否正常 ， 外 壳是否鼓起 ， 是否有绝缘油喷溅现象 ， 防爆 门是否完 整等。然后对收集的气体进行分析， 以鉴定变压器 内部故障的性质， 对变压器进行检修、 试验合格后， 方可投入运行。 4 变压器油位过高或过低 变压器油位过高 ， 易引起溢 油 ， 若油位过低 ， 当 油位低于变压器上盖时 ， 则可能造成瓦斯保护误动 作 ， 严重时可使变压器引线或线圈露 出油面 ， 造成绝 缘击穿事故 。油面过低的原因一般分变压器长期漏 油、 渗油 ， 变压器检修 时放油后未及时补油 ， 温度过 低等情况。 由于变压器油位 的变化受多种 因素影响 ， 如负 荷变化 ， 周围环境变化 ， 冷却装置运行状况变化以及 壳体渗油等。变压器正常运行时油位应在油位计的 1 ／ 4～3 ／ 4 ， 油位上升或下降 除漏油外 主要是因为油 温上升或下降引起 的， 油温变化直接影响变压器油 的体积 ， 使油标 内的油面升或降 ， 所 以装油时应根据 当地气温把油注到合适高度。影响变压器油温的主 要因素是负荷 的变化和环境 因素的变化 ， 如果 油温 变化却不引起油标 的油位 变化或变化异常时 ， 说 明 油位是假的， 假油位可能是 由于油标管堵塞 、 呼吸管 堵塞 、 防爆管通气孔堵塞等造成 的。所以 ， 电气值班 人员必须经常检查油位计 的指示情况 ， 当油位过高 时 夏季 必须及时适当地放油 ， 油位过低时 ， 应查明 原因， 采取相应措施 ， 以确保变压器安全运行。 5 变压器油质变坏， 或油温突然升高 变压器油温突然升高的主要原 因有几种情况 变压器过负荷运行 ； 变压器内部短路闪络放电 ； 变压 器内部紧固螺丝接头松动 ； 冷却装置运行不正常等。 通常变压器上层油温不超 8 5 c C， 对于没有温度计 的 变压器可以用水银温度计贴在变压器的外壳上测量 温度 ， 这时温度计指示应在 8 0℃以下。如果发现油 温过高， 应立即检查变压器是否过负荷及冷却装置 运行是否正常。如果变压器处于超负荷运行状况 ， 应立即减轻变压器的负荷 ， 或者根据变压器过负荷 运行规程的规定运行 。如果减轻 负荷后 ， 变压器温 升仍居高不下 ， 应果断切断电源 ， 查 明原因。导致变 压器油质变坏的原 因有变压器油使 用时间过长 ， 油 温经常过热 ， 运行 时漏进雨水 或侵入潮气 等情 况。 由于变压 器油质变坏从 而使 油 的绝缘性 能大大降 低 ， 这是导致变压器故障的重要原 因。新变压器油 应为浅黄色 ， 运行一段时间后逐渐变成浅红色 ， 电气 值班人员如发现油色发黑 ， 应立 即取样进行化验分 析 ， 防止线 圈绕组 间或绕组与外壳之间发生击穿事 故。化验不合格时应立 即停 止变压器运行 ， 将绝缘 油过滤或再生后检验合格方可使用。 6 分接开关故障 分接开关常见的故障是表面熔化与灼伤 ， 相 间 触头放电或各接头放 电。主要原 因有 ①联接螺丝 松动 ；②带负荷调整装置不 良和调整不 当； ③分接 头绝缘板绝缘不 良；④ 接头焊锡不满 ，接触不 良， 制造工艺不好 ，弹簧压 力不足 ；⑤油的酸价过高 ， 使分接开关接触面被腐蚀。 7自动跳闸故障 自动跳 闸时，应查 明保护动作情况 ，进行外部 检查。经检查不是 内部故障而是 由于外部故障 穿 越性故障 或人员误动 作等引起 的 ， 则 可不经 内部 检查即可投入送 电。如差动保护动作 ，应对该保护 范 围内的设备进行全部检查。 除此之外 ， 变压器着火也是一种危 险事故 ，因 变压器有许多可燃 物质 ， 处理不及时可能发生爆炸 或使火灾扩大。变压器着火的主要原因是 套管的 破损和闪落 ， 油在油枕的压力下流出并在顶盖上燃 烧 ； 变压器 内部故障使外壳或散热器破裂 ， 使燃烧 着的变压器油溢出。发生这类事故时，变压器保护 动作使断路器断开 。若 因故 断路器未断开 。 应用手 动来立 即断开断路器 ， 拉开可能通向变压器 电源的 隔离开关 ，停止冷却设备 ， 进行灭火。变压器灭火 时，最好用泡沫式灭火器 ， 必要时可用砂子灭火。 8 检查处理 变压器的事故原 因很多 ， 应 根据故障前主要参 数的细微变化 ， 做好变压器的在线监测 。另外 ， 还应 做好 以下几方面的工作 1 定期进行变压器油样的色谱分析 以及 电气 试验。利用油 中气体色谱分析 、 直流电阻测量、 介损 测量和局部放电测量可以有效地反映变压器内部故 障。认识加强绝缘监督 的重要性 ， 绝缘监督不仅可 发现变压器 内部绝缘缺 陷， 而且 可及 时对变压器故 障部位进行处理 ， 以消除变压器的重大事故隐患。 - - - - 2 01 ---- 维普资讯 第2 9 卷第9 期 2 0 0 8年 9 月 煤矿机械 Co a l Mi n e Ma c h i n e V0 1 ． 2 9 N o． 9 S 印 ．20 08 多个低速重载轴承同轴不完全旋转状态下的振源识别 曹进华 ，郑海起 ，俞文文 军械工程学院，石家庄 0 5 0 0 0 3 摘要 多个低速重栽轴承同轴安装 时， 产生的故障振动脉冲会 出现混叠现象， 分别提 出了利 用振幅衰减原理和角域特征参量2 种方法， 解决了多轴承同轴不完全旋转状态下的振源识别问题． 为脉冲信号的振源正确分离为低速重栽轴承故障诊 断方法研 究奠定 了基础。 关键词 振源识别；多轴承 ；低速 ；重栽 中图分类号 T H1 3 3 ． 3 ；T P 3 9 文献标志码 A文章编号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 8 0 9 0 2 0 2 - 0 3 Vi b r a t i o n Re s o ur c e I d e n t i fic a t i o n o f M u l t i Lo w S p e e d，Hi g hl o a d e d Be a r i n g I n s t a l l e d o n S a me Ax i s un d e r S t a t e o f I n c o mp l e t e Ro tat i o n CAO J i nh u a ，Z HE NG Ha i q i ，Y U We nwe n M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g C o l l e g e ， S h i j i a z h u a n g 0 5 0 0 0 3 ， C h i n a Ab s t r a c t Wh e n mu l ti l o w s p e e d，h i g hl o a d e d b e a r i n g s a r e i m t a l l e d a t t h e s a me a x i s ，t h e p u l s e s i g n a l s o f t h e h l mi x w i t h e a c h o the r d u ri n g w o r k i n g ．T w o me tho d s r e s p e c ti v e l y b a s e d o n the l a w o f a mp l i t u d e f a d i n g a n d c h a r a c t e ri s t i c p a r a me t e r s o f an g l e d o ma i n a r e p u t f o r wa r d t o s o l v e the p r o b l e ms o f v i b r a t i o n r e s o u r c e i d e n t i fi c a t l o n o f mu l ti b e a r i n g s i n s t a l l e d o n the s a me a x i s u n d e r s t a t e o f i n c o mp l e t e r o tati o n．I t wi l l e s t a b l i s h the b a s e f o r the r e s e a r c h o n me tho d s o f f a u l t d i a g n o s i s o f l o w s p e e d，h i g hl o a d ed b e a r i n g s t o i d e n t i f y the v i b r a ti o n re s o u r c e s c o r r e c tl y． Ke y wo r d s vib r a ti o n r e s o u r c e i d e n ti fi c a t i o n；multi b e a r i n gs；l o w s p e e d；h i g hl o a d e d 1 多轴承同轴的振动信号特点分析 低速重载轴承通常安装在大型 回转设备上， 如 回转平 台， 工作时转速较低 ， 转速不稳定 ， 承受较大 负荷 ， 且载荷分布不均 ， 多轴承同轴安装 ， 其结构与 工作特点决定振动信号具有以下特点 1 轴承转速低造成了振动信号的频域特征 模 糊。旋转 轴 的转速 低 ， 使 通常低 速重载轴 承计 算 出来的轴承故 障特征频率一般在零点几 H z 到几 H z 。由于故障频率都 比较接近， 而且对于多个故 障 点时更难判断 ， 诊断方法不宜使用常用 的频率分析 法 。 2 承受载荷大。由于负载较大 ， 而且轴承的转 速低 ， 因此 ， 每次故障冲击 的间隔较 长， 加之不 同的 故障形式又有进入承载区和不在承载区之分， 故障 机理复杂。因此使用冲击法很难准确地检测到故障 信号， 无法对故障进行全面地分析。 2 变压器瓦斯继 电器 的正确校验。因为在变 压器内部故障的初期， 瓦斯保护是最灵敏的， 它的正 确动作 ， 将使变压器遭到 的损害最小。合理配置系 统的继电保护 ， 用最短时间切除变压器 出口短路故 障。因为变压器出口短路故障是对变压器影响最为 严重的外部短路故 障， 所 以针对变压器抗短路强度 不够的先天缺陷， 合理配置系统的继电保护显得更 为重要。 3 解决过 电压 问题 。更换截面面积较小 的老 旧变电站接地装置 ； 防止谐振发生或缩短其存在时 间； 采取增大系统对地 电容的措施 ， 以防变压器绕组 间或 2条线路间的电容耦合。变压器任何一个部位 存在缺陷， 都有可能引发故障、 甚至事故。因此 ， 在 变压器检修维护过程中， 不要放过任何细节 ， 尽可能 发现并消除缺陷， 同时要注意记录、 分析、 总结现场 发生的各类变压器故障及其处理事例 ， 不断总结经 验和提高变压器 的检修维护水平 ， 保证 电力变压器 长期 、 安全、 高效、 稳定运行 。 参考文献 [ 1 ] 王有元， 廖瑞金， 孙才新． 变压器油中溶解气体浓度灰色预测模 型的改进 [ J ] ． 高电压技术 ， 2 O O 3 ， 2 9 4 2 42 6 ． [ 2 ] 电力工业部科学技术委员会 ． 用气相色谱法检测充油电气设备 内部故障的试行导则 试验 [ M] ． 北京 电力工业出版社 ， 1 9 8 0 ． [ 3 ] 欧阳青 ， 罗家 华 ．地区 电网电压质 量调控 的综合 措施 [ J ] ．供用 电，2 O O 2 1 ． [ 4 ] 杨兵， 邓毅， 等． 面向电力客户的新型配电系统 I [ J ] ．四川电 力技术 ，2 0 0 2 3 ． 作者简介高喜玲 1 9 6 7一 ， 女 ， 河 南焦作人 ， 河南工 程技术 学 校教 师，讲师， 实验 师， 硕 士， 长期从 事矿 山机 电专 业 的理论和 实践、 教学以及研究 工作 ． -- - 2 0 2- -- 收稿日期“ 2 0 0 8 ． O 1 ． 3 0 维普资讯