能效管理

变压器运行中的常见故障及处理

2025China.cn   2017年09月25日

  一、 变压器声音异常

  变压器在正常负荷运行时,由于铁芯的振动而发出轻微的“嗡嗡”声,声音清晰而有规律,这是由于交流电通过变压器的绕组,在铁芯里产生周期性变化的交变磁通,随着磁通的变化,就引起铁芯的振动而发出的响声。如果产生不均匀响声或其他异常声音,都属不正常现象。

  (1)“嗡嗡”声大或比平时尖锐,但声音仍均匀,这通常不是变压器本身的故障,而是由于电源电压过高所致,或是高压侧投入电容器容量过大造成过电压。可通过电压表查看电压的实际值。可根据实际情况或与上一级电力调度部门联系降低电压,或切除高压侧的部分电容器。

  (2)“嗡嗡”声忽高忽低地变化但无杂音,一般是由于负荷载变化较大引起的。可通过调整变压器负荷尽量均衡。只要变压器在额定容量内运行,一般不会造成危害。

  (3)“嗡嗡”声大而沉重,但无杂音。一般是过负荷引起的。可通过调整负荷加以解决。变压器在不同程度的负荷下允许在一定时间内存在。风冷或自然冷却油浸变压器的过负荷允许时间如表1。

  表1 变压器过负荷允许时间 (单位:h:min)

 

  在变压器中性点不直接接地系统中发生单相接地、铁磁共振及大型电动机起动、短时穿越性短路等故障时,由于变压器过电流也会引发上述声响。

  (4)“嗡嗡”声大而嘈杂,有时会出现惊人的“叮当”锤击声或“呼呼”的吹气声。通常是内部结构松动时受到振动而引起。内部结构松动一般为铁芯缺片,铁芯未夹紧,铁芯紧固螺丝松动等。可停电进行吊芯检查并做相应处理。若不能停电处理,应加强监视,并适当减小负荷。

  (5)有“吱吱”放电声或“噼啪”爆裂声。这可能是跌落式熔断器有接触不良、变压器内部有放电闪络或绝缘击穿。当绝缘击穿造成严重短路时,甚至会出现巨大的轰鸣声,并伴有喷油或冒烟着火。此时应进行停电检查。重点检查绝缘套管、高低压引线连接处、高低压线圈与铁芯之间的绝缘是否有损坏等。若变压器油箱内有“吱吱”放电声,且伴随着放电声电流表读数明显变化,有时瓦斯保护发出信号,此故障现象多为调压分接开关故障,或为触头接触不良,或为抽头引出线处的绝缘不良引起的放电闪络现象。此时应对变压器调压分接开关进行检修。

  (6)有“嘶嘶”声。这可能是变压器高压套管脏污、表面釉质脱落或有裂纹而产生的电晕放电所致。也可能是由于引线离地面的距离不足而出现间隙放电,这种情况可伴有放电火花。此时应进行停电检查。重点检查绝缘套管、高压引线的安全距离及绝缘,根据检查情况进行检修。

  (7)有“轰轰”声。这常是因变压器低压侧的架空线发生接地引起的。此时应进行停电检查、检修。

  (8)有“咕噜咕噜”声。这可能是变压器绕组有匝间短路产生短路电流,使变压器油局部发热沸腾。此时应进行停电检测、检修。

  (9)间歇性的“哧哧”声。常由铁芯接地不良引起。应及时处理,避免故障扩大。

  二、变压器温度过高

  变压器的上层油温一般不能超过850C,最高不能超过850C。变压器温升过高是指在同样负荷条件下,油温比平时高出100C以上,或者在负荷基本不变的情况下温度却不断上升。变压器温升过高说明变压器内部发生了故障。导致温度异常的原因主要有以下两个方面。

  (1)内部故障引起温度异常。变压器内部故障,如绕组匝间短路、线圈对围屏树枝状放电、潜油泵油流产生带电效应烧坏线圈,铁芯多点接地因使涡流增大而过热等。有的三相三绕组变压器星形接线方式下发生谐波电流及磁通,发生零序不平衡电流等。漏磁通与铁件、油箱形成回路而发热也会引起变压器温度异常。发生这些情况,还将伴随有瓦斯或差动保护动作。故障严重时,还可能使防爆管或压力释放阀喷油,这时变压器应停用检查。

  (2)冷却器运行不正常引起温度异常。冷却器运行不正常或发生故障,如潜油泵停运、风扇损坏、散热器管道积垢、冷却效果不良等,都会引起温度升高。此时应投入备用冷却器,对故障冷却器进行维护检查。同时如发现油温接近允许值时,尤其在热天,应采取对冷却器进行冲洗等措施,以清除积污提高散热能力。

  三、 变压器油的异常

  1.绝缘油劣化

  绝缘油在运行中,有可能与空气相接触,接触一定时间后,由于逐渐吸收空气中的水分,便很快降低了绝缘性能。受潮的油使变压器内各种带电部位间的有效绝缘距离大为缩短,易形成绝缘间的闪络或击穿,造成变压器事故。同时,由于油不断地循环,将水分带至干燥的绝缘处,使绝缘受潮,电气性能迅速降低,将会形成绝缘击穿或绝缘表面对地闪络,造成事故。应减少油与空气接触的机会,预防水分渗入。

  变压器油经常在较高温度下运行,油和空气中的氧气相接触,生成各种氧化物,当油呈酸性反应后,容易使铜、铝、铁和绝缘材料腐蚀,并增加油的介质损耗。当油温达到1200C时,氧化较剧烈,温度达到1600C时,氧化最为激烈。应监视变压器负荷和上层油温,上层油温绝对不能超过950C,一般也不宜经常超过850C,以防止油的氧化速度加快。

  2.变压器油质变坏

  油质的简易鉴别可从油的颜色、透明度和气味等方面加以判断。

  好油一般为浅黄色,而氧化后的颜色变深。因此,若在运行中油的颜色变暗,说明油质已经变坏。

  好油在玻璃瓶中是透明的并带有蓝紫色的荧光。在运行中的油若已经失去蓝紫色的荧光,则说明油中有机械杂质和游离碳存在。

  好油应是无味或略带一点煤油味,若掺杂有烧焦味、酸味、乙炔味等都说明油质已变。变压器油质变坏的主要原因是长期运行后受热变质或变压器发生故障时产生气体引起。

  3.变压器呼吸器硅胶变色

  正常干燥时呼吸器硅胶为蓝色。主要作用是进入变压器的空气通过呼吸器时可滤去其中的水分,防止变压器油质变坏。当硅胶颜色变为粉红色时,表明硅胶已受潮而且失效。一般已变色硅胶达2/3时,值班人员应通知维修人员更换。硅胶变色过快的原因主要有:

  (1)长时间天气阴雨,空气湿度较大,因吸湿量大而过快变色。

  (2)呼吸器容量过小。

  (3)硅胶玻璃罩罐有裂纹、破损。

  (4)呼吸器下部油封罩内无油或油位太低,起不到良好的油封作用,使湿空气未经油封过滤而直接进入硅胶罐内。

  (5)呼吸器安装不良。

  4.变压器渗漏油

  变压器运行中渗漏油的现象是比较普遍的,变压器漏油常出现在焊缝、密封圈、套管等处,其主要原因如下:

  (1)阀门系统、蝶阀胶垫材质不良、安装不良、放油阀精度不高,螺纹处渗漏。

  (2)高压套管基座电流互感器出线桩头胶垫处不密封或无弹性,造成接线桩头胶垫处渗漏。

  (3)胶垫不密封造成渗漏。

  (4)设计制造不良。

  5. 变压器油枕或防爆管喷油

  变压器油枕或防爆管薄膜破裂喷油说明变压器内部有严重损伤。其主要原因如下:

  (1)防爆管薄膜或玻璃选择、处理不当。

  (2)防爆管薄膜及法兰加工不精密平整,装置结构不合理,检修人员安装防爆管薄膜时工艺不符合要求,紧固螺丝受力不均匀,接触面无弹性等所造成。

  (3)呼吸器堵塞或抽真空充氮气情况下操作不慎使之承受压力而破损。

  (4)受外力或自然灾害袭击。

  (5)变压器发生内部故障。

  6.变压器过负荷

  变压器过负荷会引起变压器内部过热,加快绝缘材料的热分解,变压器内产气量增大、产气速度加快,使油箱内的气体压力增高。当气体压力大于大气压力时,便可能在吸湿器或呼吸器等密封薄弱环节处喷油。

  防止措施:做好变压器的负荷管理。应避免变压器超过允许的正常过负荷能力或事故过负荷能力,保证变压器的正常散热条件。变压器散热条件不良或在夏季户外运行时,应适当减少负荷或加强散热,保证变压器在允许的温升范围内。

  7.变压器分接开关故障或接触不良

  分接开关接触不良会使变压器发生局部过热,同样会造成喷油。其主要原因如下:

  (1)触头严重损坏,应按原样更换触头。

  (2)触头压力不平衡,有些分接开关的触头弹簧是可调的,应适当调节弹簧,使触头压力保持平衡。

  (3)分接开关使用较久,触头表面产生氧化膜和污垢。

  (4)液轮压力不均,使有效接触面积减小,应调整液轮,保证接触良好。

  (5)弹簧压力不足,失去弹性,应更换弹簧。

  8.变压器内部发生绝缘击穿、短路和接地故障

  此类故障可使气体压力剧增,如果值班人员不能及时发现或继电保护拒绝动作,除可能在吸湿器或呼吸器处发生喷油外,还可能会在变压器箱体上承受压力的薄弱点如箱盖下的密封垫等处产生喷油。当油箱内压力超过油箱的允许压力时,可发生箱体炸裂。

  防止措施:保持变压器的良好绝缘。变压器的绝缘包括绕组、变压器油、瓷套管、铁芯等。应按规定定期进行预防性试验。

  四、 变压器油位异常

  油枕的油位表,一般有+400C、+200C、-300C三条线,分别表示使用地点环境在最高,年平均温度下满载时和最低温度下空载时的油位线。根据这三个标志可以判断变压器各种运行状态下的正常油位,以避免发生高温下满载时溢油或低温下空载时变压器内缺油的现象。运行中变压器温度的变化会使油体积变化,从而引起油位的上下位移。

  高压套管一般注油至油位中主线,以使套管储油柜的油随温度变化时能保持适当油位。如果油面过低,在低温时油位可能看不见;若油位过高,在高温时也可能看不见油位。套管油位异常将使储油柜承受压力或电容芯棒露出油面,此时,要停电放油或加油,从而影响供电。

  1.变压器油位过高

  油位过高时,应立即放油,使油位降至适当高度,以免溢油。油位过高,其主要原因如下:

  (1)变压器补油过多,原始油位偏高,遇气温上升或其它原因使油温上升,导致油位过高。

  (2)因油标管堵塞或呼吸器堵塞造成油位计里的油面高于实际的油面,产生“油位过高”的错觉。

  由于变压器的油枕容积一般只为变压器容积的10%左右,当原始油位过高时,易引起溢油,造成浪费,严重时,还可引起油枕喷油。因此,出现油位过高的故障时应及时放油,使油面保持在正常的位置。

  2.变压器油位过低

  油位过低或看不到油位,应视为油位不正常。当低到一定程度时,会造成轻瓦斯保护动作。严重缺油时,会使油箱内绝缘暴露受潮,降低绝缘性能,影响散热,甚至引起绝缘事故。油过低,其主要原因如下:

  (1)变压器长时间漏油或在短时间内大量漏油使油位下降。

  (2)因检修和试验多次从变压器内取油后未及时补油。

  (3)变压器原始油位偏低,如遇气温急剧下降会使油位更低。

  (4)运行中的变压器由于油标管堵塞、呼吸器堵塞等原因造成油位计内的油面位置低于实际的油面,产生“油位过低”的错觉。

  变压器油位过低可能使变压器绕组长期露出油面,受潮使线圈绝缘损坏,或者绕组因散热不良,局部过热使绝缘损坏。因此,应及时补油和消除产生油位过低故障的原因。

  3.变压器出现假油位

  变压器温度变化正常,而变压器油标管内的油位不正常或不变化,则说明油枕油位是变压器的假油位。其主要原因如下:

  (1)呼吸器堵塞,所指示的油枕不能正常呼吸。

  (2)防爆管通气孔堵塞。

  (3)油标堵塞或油位表指针损坏、失灵。

  (4)全密封油枕未按全密封方式加油,在胶袋与油面之间有空气,造成假油位。

  五、 变压器压力释放阀的异常

  目前,大中型变压器大多已采用压力释放阀代替旧的防爆管装置。因为一般旧的防爆管、油枕装置只能达到“半密封”作用,而不能达到全密封的作用。当变压器油压超过一定标准时,释放阀便开始动作进行溢油或喷油,从而降低油压保护油箱。变压器备有相应的信号报警装置,在溢喷油时运行人员能听到警报,可迅速对异常进行处理。

  但也有的因制造上的质量问题或试验数据不准确使变压器误动或拒动。因此,要求采用的释放阀要有厂方的合格证,一定要通过校验,达到动作灵敏,并应附警报信号装置。

  六、变压器套管闪络放电

  套管闪络放电会造成发热,导致绝缘老化受损,甚至引起爆炸。常见的原因如下:

  (1)套管表面脏污,如在阴雨天粉尘污秽等会引起套管表面绝缘强度降低,就容易发生闪络事故。如果套管制造不良,表面不光洁,在运行中因电场不均匀而发生放电。尤其是制造质量不良的套管过脏,阴雨天吸取污水后,导电性能增大,使泄漏电流增加,引起套管发热,则可能使套管内部产生裂缝而导致击穿。

  (2)高压套管制造中末屏接地焊接不良形成绝缘损坏,或末屏接地出线的绝缘子中心轴与接地螺套不同心,造成接触不良或末屏不接地,也有可能导致电位提高而逐步损坏。

  (3)系统出现内部或外部过电压,套管制造有隐患而又未能查出,油分析异常等共同作用形成事故。

  七、变压器瓦斯继电器动作

  正常情况下,变压器瓦斯继电器内充满了变压器油,若瓦斯继电器内有气体聚积,气体集积到一定程度时,会造成轻瓦斯信号动作。严重故障时,油流及气流冲动档板会造成重瓦斯跳闸。在这种情况下应采取气、油样进行检查分析。

  (1)无色、无味、不可燃气体是空气。

  (2)黄色、可燃气体是木质故障产生的气体。

  (3)淡灰色、可燃并有臭味的气体是纸质故障产生的气体。

  (4)灰黑色、易燃的气体是铁质故障使绝缘油分解产生的气体。

  八、变压器轻瓦斯保护动作后的处理

  1.轻瓦斯保护动作发出信号时,应立即对变压器进行检查,查明动作原因。

  (1)是否因漏油、渗油或温度下降造成油面过低所致。

  (2)检查瓦斯继电器内无气体时,应联系继电人员检查二次回路。

  (3)瓦斯继电器内有气体时,应取样化验,并参照表2分析故障性质。

  表2 瓦斯继电器内气体说明的故障性质

 

  (4)是否因滤油、加油或强油循环系统密封不严引起的空气侵入。

  (5)变压器内部是否有异音。

  2.轻瓦斯保护动作发出信号后的处理

  (1)油面过低应联系加油和处理漏油。

  (2)二次回路故障由继电保护班处理。

  (3)油中剩余空气逸出或强油循环系统吸入空气,应放气,并采取措施。

  (4)气体分析判断为变压器内部故障,必须将变压器停电,进行检查。

  3.重瓦斯动作跳闸,且非误动,则变压器应停电检查及试验。

  九、变压器重瓦斯保护动作后的处理

  1.重瓦斯保护动作发出信号时,多因变压器内部发生严重故障、油位下降太快、保护装置二次回路有故障、变压器重新投入后油中气体分离出来得太快等引起。所以当变压器重瓦斯动作,发出信号时,不管跳闸与否,都应迅速查明原因。

  (1)油面急剧下降。变压器内部有严重故障产生大量可燃气体时,应对变压器进行大修处理。

  (2)由于局部过电流引起绝缘损坏,使绝缘导线对地短路及绕组之间短路。

  (3)由于保护装置不良造成跳闸误动作,应退出运行拆下检测。

  2.重瓦斯保护动作跳闸后的处理

  (1)有备用变压器时应立即投入,并向有关领导汇报。

  (2)检查变压器上层油温、外部特征、防爆管喷油情况以及各侧开关的跳闸情况。

  (3)通过气体继电器上的透明玻璃观察气体的数量和颜色,并对瓦斯气体和油样进行收集、分析处理,以便对变压器的故障性质作出判断。若气体可燃或在检查中发现有异常现象,则应对变压器进行内部检查。若重瓦斯动作已经跳闸,未查明原因并作出适当处理之前不得重新合闸。在确认气体为空气且对变压器本体做外观及绝缘检查无异常信号,已查清了重瓦斯动作的原因并作出了适当处理以后,方可重新将变压器投入运行。

  (4)若继电器内无气体,变压器外部也无异常发现,则可能是气体继电器二次回路有故障,应对二次回路进行检查。但在未确认变压器无故障前,不能对变压器试送电。

  十、变压器差动保护动作后的处理

  1.运行中的变压器,如果差动保护动作引起断路器跳闸,都应迅速查明原因。

  (1)变压器内部故障引起差动保护动作。

  (2)高、低压侧电流互感器开路或接线端子接触不良。

  (3)二次回路发生故障或接线不正确,如直流回路两点接地。

  (4)保护装置定值过小。

  (5)变压器引线发生故障,可通过检查变压器有无故障痕迹进行判断。

  2.差动保护动作跳闸后的处理

  (1)向调度及上级主管领导汇报,并消除事故音响。

  (2)拉开变压器跳闸各侧隔离开关,检查变压器外部有无异常情况。

  (3)对变压器差动保护范围内所有一次设备进行检查,即观察变压器高、中、低侧甩有设备、引线、母线、穿墙套管等有无异常及短路放电现象,以便发现差动保护范围内故障点。

  (4)对变压器差动保护回路进行检查,观察用于差动保护的电流互感器桩头有无短路放电、击穿现象,二次回路有无开路,有无误碰,误接线等情况。

  (5)测量变压器绝缘电阻,检查有无内部绝缘故障。

  (6)检查直流系统有无接地现象。

  (7)若故障不明显,应进一步检查和试验,待故障排除后,才能再次将变压器投入运行。

 

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标签:变压器 我要反馈 
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