變壓器故障判斷方法

一、概述

電力變壓器發生故障，可能是因運行中油的色譜分析異常或輕瓦斯保護動作，也可能是因預防性試驗結果超標。變壓器較可能發生的故障(缺陷)有：冷卻器等附件泄漏或損壞、本體受潮；過熱性與放電性故障等。通過各種測試手段與分析判斷后，主要是查找故障(缺陷)的部位。除對附件，如冷卻器、套管等仔細檢查外，對變壓器本體的檢查主要有兩種方法：放油進油箱檢查與吊罩檢查。放油進箱檢查省時省力，是優先要考慮的檢查步驟。實踐證明，直梳電阻不合格，油中的烴氣體達數百ppm或乙炔。在變壓器內往往有明顯跡象。放油進箱檢查，若看到這些痕跡，可吊罩檢古與進行相應的處理。

二、冷卻器泄漏與損壞

(1)、水冷卻器泄漏，水漏入油系統中，對變壓器的危害大。風冷卻器在油泵入口側為負壓區，容易吸入空氣，雖沒有漏水的危害嚴重，但對超高壓(220kV及以上)變壓器仍有較大的破壞作用。風冷卻吸入空氣，會使輕瓦斯保護連續發信號，油中色譜分析雖無明顯癥候，但瓦斯氣中的氫氣含量明顯增高，說明空氣在變壓器中的高電場區已有分解。如遇數十分鐘到數小時一次的輕瓦斯保護連續的動作，應考慮將變壓器退出運行，查找漏氣部位，并進行脫氣處理。

(2)、強迫油循環、風冷卻或水冷卻器的油泵因連續運轉也會發生故障。例如油泵軸承磨損，電機燒壞等，將對變壓器油的色譜分析有一定干擾作用應仔細區別。

三、變壓器本體受潮

由于水冷卻器漏水、油枕或防爆筒呼吸結露與套管帽漏水等原因，都可能使變壓器本體受潮。如果吊罩檢查時，懷疑受潮，可對懷疑部位的引線進行局部的tgδ測量。特別對套管穿纜引線根部受潮情況難以判定時，可在被測量引線處，外包10cm寬的鋁箔，鋁箔加電壓2～3kV，引線接QS1．電橋的Cx進行tgδ測量，正常的tgδ應在1％～2％，絕緣受潮時可達10％以上。

四、過熱性故障（缺陷）

目前采用油的色譜分析方法判斷過熱性故障已比較成熟。變壓器內的過熱性故障可能出現在以下3個部位。

1、導電回路過熱

分接開關動靜觸頭接觸不良，靜觸頭與引線開焊；大電流接線鼻開焊或接觸不良；多股引線與銅(鋁)板焊接不良，少散股開焊等。這些故障通過繞組直流電阻測量也可發現。不太大的直流電阻突變(例如小于1％)都可使油中色譜分析異常、并且見到痕跡。

2、鐵心多點接地

變壓器鐵心在運行中，各硅鋼片間的電壓是主磁通引起的感應電勢。鐵心兩側(高、低壓側)有幾十到幾百伏電壓。通常鐵心在低壓側引出接地。如果有金屬異物(如銅鐵絲，焊渣與鐵銹等)，在鐵心高壓側形成接地，即多點接地。硅鋼片間的感應電勢通過“多點接地”，發生較大電流，對鐵心硅鋼片有燒損作用，并使油色譜分析呈過熱性故障癥候。有時，鐵心穿螺絲絕緣不良，或其接地的鋼座套過長觸及硅鋼片也會形成“多點接地”故障。在鐵心外接地線上串入電阻，使接地電流控制在0.1A以下，可大大減輕對鐵心的燒損作用，有時會使不穩定接地消失。

3、局部過熱

大型變壓器負荷電流的漏磁通，可能在油箱或內部其他鐵構件上發生局部過熱。有的變壓器用鋁板構成對油箱壁的磁屏蔽。鋁板與油箱壁接觸不良，曾多次發生局部過熱缺陷。如果變壓器油色譜分析呈現過熱性缺陷，繞組直流電阻與鐵心絕緣良好，應考慮到存在這類局部過熱缺陷，排油進箱折查往往能發現痕跡。

五、放電性故障{缺陷)

1、絕緣損傷性放電

這種放電對變壓器固體絕緣(紙)的損壞嚴重，對變壓器的安全運行影響大。油色譜分析呈一定量的乙炔(數個到數十ppm)，不大的總烴含量、氫氣與一氧化碳氣體上升。通過局部放電測試，可發現有較大的放電量(1000pc以上)。

圍屏樹枝狀放電是當前220kV三相變壓器多見的絕緣損壞故障，在相間圍屏的中部，也是220kV線端處，有樹枝狀放電痕跡，支撐周圍的長墊塊上有燒痕，圍屏紙板表面或夾層中有樹枝狀放電痕跡。產生這種放電的外部原因是受潮或進入氣泡，內部原因是相間距離過小，在高場強處有長墊塊觸及圍屏(短路了油隙)等。制造廠對此已有相應的改進措施，對已運行的變壓器，應更換有效放電痕跡的圍屏與墊塊，將相同長墊塊(繞組中部)鋸短等，并應采取措施防止進氣與受潮。

目前國產500kV變壓器發生事故都與油流帶電有關。冷卻油泵使變壓器油流過快，會在紙絕緣上形成負電荷，再加上交流電場的作用，極易發生油流放電，在紙板上有樹枝狀放電痕跡，這屬于設備制造的問題。運行部門不要盲目增加冷卻器的投運臺數，防止油流速過高，從而發生油流放電問題。此外，高電壓引線絕緣的根部受力斷裂，以及穿纜引線在進入套管均壓球處扭結或斷裂，也會引起強烈局部放電，損傷絕緣。

變壓器內金屬異物(如銅鐵屑、鐵銹、焊渣等)殘留在繞組與絕緣上，會引起鐵心對地絕緣不良，造成樹枝狀放電與絕緣擊穿，必須引起高度重視。

2、懸浮放電

變壓器內所有金屬部件必須有固定的電他或接地，否則會發生電位懸浮放電。懸浮放電一般不涉及油介質，因此油色譜分析中的CO氣體不會明顯增長，主要表現為乙炔氣體在幾到幾十ppm之間，有時還引起輕瓦斯發信號。常見的懸浮放電部位有：套管均壓球(松動)、無載分接開關拔釵、油箱壁硅鋼片磁屏蔽以及其他不接地的金屬部件(例如支撐無載分接開關的不接地螺栓與電屏蔽等)；

3、其他放電

充油管沒排氣使套管導桿與瓷套內壁無油而放電。有的變壓器繞組縱絕緣強度低，在外部過電壓(包括中性點放電間隙動作時的過電壓)下匝層間擊穿放電，這些在過電壓下的擊穿放電由于跳閘迅速，故障點不易發現。又要繼電保護跳閘且油色譜分析有異常，應堅持查故障點，就會查出缺陷。個別變壓器內部棵引線與接地部位距離過小，在外部過電壓下會發生電弧放電。