變壓器故障常見原因分析

2021-08-21 20:12:36 字數 4665 閱讀 5734

一、一些故障的分類統計

(一)、「故障」的概念:講的「故障」不是事故調查規程的分類講的「故障」,在此實際包含「事故」、「故障」和「重大缺陷」。變壓器的內部故障,就其故障現象來看,主要有熱性故障和電性故障。

機械性故障,最終由於電應力作用仍以熱性或電性故障形式表現出來。

(二)、「故障」的統計與分析

1、不完全統計,在利用油色譜分析檢出的359臺故障變壓器中:熱性故障為226臺,佔總故障台數的63%;高能量放電故障為65臺,佔總故障台數的18.1%;過熱謙高能量放電故障為36臺,佔總故障台數的10%;火花放電故障為25臺,佔總故障台數的7%;其餘7台為受潮或區域性放電故障,佔總故障台數的1.

9%。2、廣東電網公司2004—2023年變壓器的事故統計及分析 (1)事故統計

(2)事故分類及百分比

(三)、變壓器故障情況的變化特點

1、上世紀90年代以前變壓器的磁路中的故障佔較大比例,據不完全統計約佔變壓器故障的27%。而現在已大大降低了,據廣東電網04-08年故障統計沒發生過此類故障。因為:

① 鐵芯的設計結構合理了;②變壓器的磁路中使用的絕緣材質好了;③鐵芯接地經小套管外引接地,可以及時發現鐵芯多點接地。

2、變壓器短路事情況的變化

(1)故據不完全統計,1991-2023年間,全國電力變壓器短

路事故達93台次,佔變壓器總事故的29.3%,其原因:①變壓器的匝間絕緣主要為薄絕緣;② 大型變壓器由於採用鋁繞組,機械強度不夠。

因此96年在廣州增城召開了全國的變壓器會議。針對變壓器短路事故情況,重點提高變壓器的抗短路能力。會後引起製造廠及執行單位的足夠重視。

後經變壓器的改造,短路事故有較大降低。

(2)2023年後變壓器短路事故又有公升高,從南網和廣東網

的統計(佔44.44%)已說明問題。其原因:

主要是110千伏變壓器在短路事故中損壞比較突出。由於系統不斷擴大,其裝置品質又不同,短路故障發生較高,110千伏變壓器製造廠家較多,生產工藝分散,一般難以確保產品質量的穩定性。其對策:

①提高變壓器品質入網執行的門坎,提高變壓器抗短路衝擊能力;②採取措施降低變壓器出口和近區發生短路故障的機率;③加強變壓器繞組變形測試等手段進行檢測,及時發現隱患。

3、變壓器分接開關故障情況的變化

(1)故據不完全統計,1991-2023年間,全國電力變壓器達分接開關故障95台次,佔變壓器總事故的39%,其原因:主要是機械性故障引發的。是材質、工藝、製造質量差。

(2)現分接開關故障已大大降低,其原因:材質、工藝、製造質量都有很大提高,執行單位對執行維護的足夠重視。在廣東電網公司5年的變壓器事故統計,共發生27次事故,有載調開關故障原因引起的4次佔14.

81%(排第三位)。所以應引起執行單位重視。

二、變壓器故障的原因分析

(一)、磁路中的故障。即在鐵芯、鐵軛及夾件中的故障

1、鐵芯區域性短路過熱(有的也有多點接地)

(1)其故障原因:

①緊固螺栓使鐵芯區域性短路;

②穿芯螺栓絕緣破裂或炭化引起區域性短路;

③焊渣或其他金屬異物使鐵芯區域性短路;

④夾件碰鐵芯使鐵芯區域性短路;

⑤穿芯螺母座套過長造成鐵芯區域性短路;

⑥接地片過長,緊貼鐵芯引起區域性短路;

⑦上下鐵軛拉桿端頭鎖定螺母鬆動,在強磁場下造成過熱;

⑧鐵芯矽鋼片鬆脫碰箱殼底部引起鐵心多點接地。

(2)舉例說明及處理:

①緊固螺栓杆絕緣破裂或炭化引起鐵芯區域性短路;過去由於緊固螺栓杆絕緣是由絕緣紙包紮的,易鬆脫,執行中由於變壓器的振動造成絕緣破裂,我局發生多次因次引起的鐵芯區域性短路而引發故障。現在緊固螺栓杆絕緣是由絕緣筒的已基本無這種故障發生了。

②其故障原因的①至⑥項我局又多次發生鐵芯區域性短路而引發的故障。如茶山一台主變由於夾件碰鐵芯使鐵芯區域性短路發熱故障。這種故障處理較困難,要吊芯鬆開夾件,更換夾件鐵芯間的絕緣紙板。

③一台sfsz-120000/220變壓器執行中油色譜試驗氫氣和總烴含量高,吊檢發現鐵芯接地連片過長而跨接鐵芯,將鐵芯短接近1/10,致使接地連片燒斷3/4。如果燒斷接地連片會造成鐵芯失去接地,會有嚴重後果。

2、鐵芯多點接地引起環流而過熱

(1)其故障原因:

①穿芯螺栓絕緣破裂引起多點接地;

②夾件碰鐵芯;

③安裝時定位釘沒拆除引起多點接地;

④焊渣或其他金屬異物引起鐵芯多點接地;

⑤上鐵軛太長碰油箱璧或加強筋引起鐵芯多點接地;

⑥下鐵芯墊板與鐵芯之間的槽形絕緣板或位移;

⑦下部繞組托板太長碰鐵芯引起鐵芯多點接地;

⑧鐵芯矽鋼片鬆脫碰箱殼低部引起鐵芯多點接地;

(2)舉例說明及處理:

①焊渣或其他金屬異物引起鐵芯多點接地,我局荔灣站主變執行中油色譜分析試驗發現金屬性過熱,吊檢發現箱殼低部有燒斷的銅線;在其他變壓器發現箱殼低部有焊渣。由於製造廠質量管理問題造成的。

②鐵芯矽鋼片鬆脫碰箱殼低部引起鐵芯多點接地,我局主變執行中油色譜分析試驗發現金屬性過熱,吊檢發現箱殼低部有矽鋼片鬆脫碰箱殼底部引起鐵芯多點接地。由於鐵芯沒加緊造成的。

③執行中應裝設鐵芯接地電流監測裝置,或定期測量鐵芯接地電流。一旦發現有鐵芯多點接地,應及時檢查消除也可在外引接地回路上串入適當的線性電阻的臨時措施,以限制接地電流。

3、鐵芯區域性過熱

(1)其故障原因:

①磁飽和使鐵芯過熱;

②鐵芯接縫不良而過熱;

③鐵芯冷卻油道堵塞。

(2)舉例說明及處理:

發現一台110kv變壓器油色譜分析金屬過熱,吊檢發現鐵

芯接縫不良,漏磁嚴重而使鐵芯過熱。

4、短路環流過熱

(1)其故障原因:

①繞組出線鋁遮蔽環短路環流大造成故障;

② 壓釘與壓板之間絕緣破裂或位移使近屬開口壓環閉合而形成短路環。

(2)舉例說明及處理:

①2023年我局一台220千伏主變投運一天後,進行油色

譜試驗發現乙炔含量達45ppm,後吊檢發現繞組出線遮蔽環開口處包紮錫膜引起放電短路,形成短路環。後由製造廠解體,重新製作鋁遮蔽環。2008.

08.05又發現同廠家、同型號的220千伏變壓器發生同樣的故障。

②一台110千伏主變執行中發現鐵芯接地引下線燒壞,鐵芯

接地電阻低,油中氣體氫經高。吊芯發現:綠相繞組開口鋼壓板上兩個鋼壓釘的絕緣墊振壞了,並脫落。

使開口鋼壓板經兩個鋼壓釘和上鐵軛閉合,形成了電氣閉合迴路,產生環流。該環流不穩定,使主磁通發生崎變產生變化的奇次諧波通過油箱,感應出較大電勢,造成鐵芯引出套管處的引線絕緣擊穿,引下線燒壞。致使鐵芯失接地。

(二)、繞組故障。包裹**段、縱絕緣和主絕緣中的故障,

如絕緣擊穿、斷線和繞組匝、層間短路及繞組變形等。

1、引線區域性接觸不良引起過熱

(1)其故障原因:

①低壓引線焊接不良;

②低壓引線與出線套管之間的接頭螺母鬆動;

③分接頭銅鋁過渡接頭焊接不良;

④高壓套管螺母鬆動;

⑤引線導電頭與套管螺母緊固不到位,鬆動造成接觸不

良。 (2)舉例說明及處理:

①發現一台110千伏變壓器35千伏繞組引線與分接頭引線

只有一點點焊,執行中發熱燒斷造成事故。

②2023年發現一台220千伏變壓器,執行中瓦斯繼電器不

斷的慢慢的聚集少量可燃性氣體,多種檢測方法(因當時油色譜

分析方法還不準確)檢測,只檢測到220千伏a相直流電阻偏

大(相比較仍在合格範圍內)吊出220千伏a相套管才發現:

220千伏引線導電頭與套管螺母緊固不到位,鬆動造成接觸不良,

導電頭與套管螺栓、母絲牙發熱燒化、套管銅導管內銅引線發熱,

造成包紮銅引線的白布帶燒黑、炭化,不斷產生可燃性氣體。

2、高壓引線對油箱或夾件放電

(1)其故障原因:

①引線太長,彎曲部分離油箱或夾件太近;

②引線應力錐處絕緣進水受潮;

③操作過電壓。

(2)舉例說明及處理:

① 一台110千伏變壓器執行中差動、瓦斯保護動作跳閘,

吊檢發現110千伏b相線圈出線應力錐處線圈匝間短路,進一步檢查發現套管將軍帽處滲水,堆集在出線應力錐處,致使線圈出線應力錐處線圈匝間短路,造成事故。

②08.08.08一台110千伏變壓器b相高壓調壓線圈上部絕緣受潮,絕緣擊穿。

3、高壓引線火花放電

(1)其故障原因:

①引線搭在套管均壓球上;

②套管均壓球脫落;

③套管均壓球對箱殼內壁放電。

(2)舉例說明及處理:

①一台220千伏變壓器執行中差動、瓦斯保護動作跳閘,

吊檢發現220千伏a相套管均壓球脫落,對箱殼內壁放電。

②一台110千伏變壓器執行中差動、瓦斯保護動作跳閘,

吊檢發現110千伏c相套管底部緊固卡環斷裂,引致套管鬆脫,導致下連線筒對箱內壁放電。

4、低壓引線相間或引線對其他帶電體電弧放電

(1)其故障原因:

①兩相引線距離太近;

②引線接頭鬆動,以致燒斷。

(2)舉例說明及處理:

①一台110千伏變壓器低壓線圈引線兩間距離太近,引起電弧放電,事故跳閘。

②一台220千伏變壓器低壓線圈引線接頭與低壓套管連線鬆動,引起發熱故障。

(三)、絕緣系統中的故障。即在絕緣油和主絕緣中的故障,

如絕緣油異常、絕緣系統受潮、相間短路、圍屏樹枝狀放電等。

1、高壓匝、層間電弧放電,餅間連線燒斷

(1)其故障原因:

①接地不良,雷擊過電壓作用;

②絕緣嚴重受潮;

③絕緣裕度不夠(如薄絕緣)

④接頭焊接不良,溶斷;

分析總結變壓器異常執行和常見故障

一 變壓器聲音出現異常的情況 1 電網發生單相接地或產生諧振過電壓時,變壓器的聲音較平常尖銳 2 當有大容量的動力裝置起動時,負荷變化較大,使變壓器聲音增大。如變壓器帶有電弧爐 可控矽整流器等負荷時,由於有諧波分量,所以變壓器內瞬間會發出 哇哇 聲或 咯咯 間歇聲 3 過負荷使變壓器發出很高而且沉重...

變壓器放電故障

根據放電的能量密度的大小,變壓器的放電故障常分為區域性放電 火花放電和高能量放電三種型別。一 放電故障對變壓器絕緣的影響 放電對絕緣有兩種破壞作用 一種是由於放電質點直接轟擊絕緣,使區域性絕緣受到破壞並逐步擴大,使絕緣擊穿。另一種是放電產生的熱 臭氧 氧化氮等活性氣體的化學作用,使區域性絕緣受到腐蝕...

煤礦變壓器的執行故障分析

工業技術 煤礦變壓器的執行故障分析 左勝坤 唐山開灤趙各庄礦業 機電科河北唐山 摘要 變壓器是煤礦電力系統中極其重要的電器裝置,其發生故障多煤礦生產的影響極大,本文就煤礦變壓器執行過程中常見的故障進 行了分析,簡要介紹了在變壓器安裝過程中,為減少短路故障應採用的措施。關鍵詞 煤礦變壓囂執行故障安裝中...