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變壓器常見(jiàn)故障的分析與處理

變壓器是靠電磁感應(yīng)原理工作的，改變電壓、聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)、傳輸和分配電能;電力變壓器是變電站核心設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行環(huán)境惡劣，發(fā)生故障和事故對(duì)電網(wǎng)和供電可靠性影響大，需要針對(duì)具體情況立即采取措施；變壓器故障的分析判別牽扯的學(xué)科領(lǐng)域多，既要有電工、高電壓、絕緣材料、化學(xué)分析等基礎(chǔ)知識(shí)，還要熟悉自動(dòng)化、熱學(xué)等;變壓器的故障種類多，表現(xiàn)形式千差萬(wàn)別，需要熟悉結(jié)構(gòu)原理、熟悉現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件、熟悉每臺(tái)設(shè)備特點(diǎn)等，具體問(wèn)題，具體分析。

第一章：大型變壓器顯性故障的特征與現(xiàn)場(chǎng)處理
第二章：變壓器鐵心接地故障特征與防范處理
第三章：變壓器近距離出口短路損壞事故的判別處理和預(yù)防
第四章：變壓器故障檢測(cè)的方法

第一章：大型變壓器顯性故障的特征與現(xiàn)場(chǎng)處理
顯性故障：是指故障的特征和表現(xiàn)形式比較直觀明顯的故障，在此，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，對(duì)大型變壓器顯性故障的原因和特征進(jìn)行了敘述和分析，介紹了現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的處理辦法，也是一些比較簡(jiǎn)單的辦法。
一、外觀異常和故障類型

變壓器在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生異常和故障時(shí)，往往伴隨相應(yīng)外觀特征，通過(guò)這些簡(jiǎn)單的外部現(xiàn)象，可以發(fā)現(xiàn)一些缺陷并對(duì)異常和故障進(jìn)行定性分析提出進(jìn)一步分析或處理的方案。而且可以對(duì)一些比較復(fù)雜的故障確定檢修和試驗(yàn)方案。以下從幾個(gè)方面進(jìn)行分析和處理：

防爆筒或壓力釋放閥薄膜破損。
當(dāng)變壓器呼吸不暢，進(jìn)入變壓器油枕隔膜上方的空氣，在溫度升高時(shí)，急劇膨脹，壓力增加，若引起薄膜破損還會(huì)伴有大量的變壓器油噴出；主要有以下原因和措施：
<1>呼吸器因硅膠多或油封注油多、管路異物而堵塞。硅膠應(yīng)占呼吸器的2/3，油封中有1/3的油即可，可用充入氮?dú)獾霓k法對(duì)管路檢查。
<2>(油枕)安裝檢修時(shí)緊固薄膜的螺栓過(guò)緊或油枕法蘭不平，(壓力釋放閥)外力損傷或人員誤碰。更換損壞的薄膜或油枕。
<3>變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障，產(chǎn)生大量氣體。一般伴隨瓦斯繼電器動(dòng)作：可先從瓦斯繼電器中取氣樣，若點(diǎn)火能夠燃燒，需取油樣色譜分析和進(jìn)行電氣檢查確定故障性質(zhì)，故障原因未查明，消除缺陷前變壓器不能投運(yùn)。
<4>彈性元件膨脹器內(nèi)部卡澀。更換或由制造廠處理。
<5>隔膜結(jié)構(gòu)的油枕在檢修或安裝時(shí)注油方法不當(dāng)，未按規(guī)定將油枕上部的氣體排凈。停電將變壓器油注滿油枕，再將變壓器油放至合適的油位高度。
<6>膠囊結(jié)構(gòu)的油枕因油位低等原因，膠囊堵塞油枕與變壓器本體的管路聯(lián)結(jié)口。在管路聯(lián)結(jié)口處裝一支架，防止膠囊直接堵塞聯(lián)結(jié)口。
套管閃絡(luò)放電。
套管閃絡(luò)放電會(huì)使其本身發(fā)熱、老化，引發(fā)變壓器出口短路事故；低壓套管尤其嚴(yán)重；其主要原因和措施有：
<1>表面臟污，在陰雨潮濕天氣下，因臟污的導(dǎo)電性能提高而放電。需對(duì)變壓器停電清掃套管，并涂RTV長(zhǎng)效涂料以提高其防污閃性能。
<2>安裝檢修或制造時(shí)即有缺陷。試驗(yàn)時(shí)介質(zhì)損失角等絕緣指標(biāo)超標(biāo)或瓷件不完整，需更換套管。
<3>設(shè)計(jì)時(shí)外爬電距離選用的小，變壓器又處在污穢等級(jí)高的地區(qū)運(yùn)行。更換為爬電距離大的套管或硅橡膠外絕緣的套管或采取加硅橡膠增爬裙等防污閃措施。
<4>系統(tǒng)出現(xiàn)內(nèi)部過(guò)電壓和大氣過(guò)電壓。
對(duì)套管及變壓器進(jìn)行試驗(yàn)和檢查，全部合格后方可投入運(yùn)行。
<5>套管表面附有雜物短接部分瓷裙：帶電用絕緣桿挑出即可。
<6>雨雪天氣或覆冰，變壓器套管最容易出現(xiàn)覆冰。停止運(yùn)行。
滲漏油
幾乎是每臺(tái)變壓器都存在的問(wèn)題，凡是密封點(diǎn)，甚至鐵板也因沙眼而滲漏油。滲漏油一般不會(huì)導(dǎo)致變壓器立即停運(yùn)，但一旦漏油得不到及時(shí)處理將產(chǎn)重危及變壓器的安全運(yùn)行。由于變壓器密封部位多且形式各種各樣，所以滲漏油的象征也千差萬(wàn)別。
主要有以下原因和措施:
<1>一般是膠墊質(zhì)量不良或密封膠墊老化和角裂，超期未更換造成。需結(jié)合檢修及時(shí)更換。
<2>密封點(diǎn)緊固不到位，無(wú)油部位還會(huì)加速膠墊的老化，空氣進(jìn)入變壓器本體。隨時(shí)發(fā)現(xiàn)隨時(shí)校緊。
<3>閥門制造質(zhì)量不良，關(guān)閉不嚴(yán)。放油更換閥門。
<4>沙眼或焊接質(zhì)量不良。可帶油焊接但必須做好防火措施，對(duì)鐵板沙眼也可在表面覆焊一定面積的鐵板來(lái)處理。對(duì)變壓器箱體的滲漏油除吊開(kāi)鐘罩外，不能無(wú)油焊接。
<5>油泵的滲漏油。部分部位因負(fù)壓在其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不滲漏油，一旦停止就會(huì)滲漏，此種情況往往會(huì)將空氣帶入變壓器，引起瓦斯發(fā)信甚至動(dòng)作掉閘。查找比較困難，須逐臺(tái)油泵停下檢查判別和處理。
<6>膠墊受力過(guò)大變形，密封結(jié)構(gòu)不合理制造安裝工藝不良等，也會(huì)導(dǎo)致滲漏油。需針對(duì)具體原因處理。

二、顏色的變化和氣味異常

變壓器的許多故障往往伴隨發(fā)熱現(xiàn)象，引起發(fā)熱部位的顏色、溫度變化或發(fā)出特殊氣味。

外部線夾聯(lián)結(jié)部位過(guò)熱。
由變壓器套管引出線夾本身或與聯(lián)結(jié)引線的緊固螺栓螺絲松動(dòng)、接觸面氧化或面積不夠引起，表現(xiàn)為過(guò)熱點(diǎn)顏色變暗失去光澤，測(cè)溫會(huì)發(fā)現(xiàn)其溫度超過(guò)70度，示溫臘片變色，表面刷漆發(fā)黑等此種缺陷的預(yù)防可結(jié)合停電試驗(yàn)測(cè)量含線夾在內(nèi)的變壓器繞組直流電阻，有懷疑時(shí)可單獨(dú)測(cè)量線夾本身的接觸電阻(一般不超過(guò)500u2)，處理時(shí)結(jié)合具體情況開(kāi)夾打磨接觸面和緊固，必要時(shí)核對(duì)線夾的載流量。
呼吸器的硅膠受潮。
呼吸器的硅膠一般為變色硅膠，其作用是吸附進(jìn)入到變壓器油枕中的潮氣，正常情況下為淺蘭色，若變?yōu)榉奂t色即為失效，靠正常的呼吸一般一年就需更換一次硅膠;硅膠變色過(guò)快的原因和措施：
<1>硅膠筒密封不嚴(yán)，如膠墊老化、螺絲松動(dòng)、玻璃置有裂紋；需更換膠墊、校緊螺絲和更換玻璃置。
<2>硅膠筒下部的的油封無(wú)油或油位低，油封內(nèi)進(jìn)水，使空氣未經(jīng)過(guò)油過(guò)濾而直接進(jìn)入呼吸器。加入適量的變壓器油即可。
<3>天氣陰雨濕度大或硅膠筒內(nèi)進(jìn)水也能加快硅膠變色。
變壓器輕瓦斯動(dòng)作、瓦斯繼電器油室內(nèi)集有氣體。
正常情況下變壓器瓦斯繼電器油室內(nèi)充滿變壓器油，一旦輕瓦斯動(dòng)作，應(yīng)立即檢查和取油樣色譜分析，確認(rèn)是否內(nèi)部故障情況。
若氣體無(wú)色無(wú)味且不可燃，說(shuō)明為空氣；造成的原因和措施：
<1>安裝或檢修后新注油或?yàn)V油將氣體帶入變壓器油箱靜置期間未反復(fù)放氣或放氣不徹底，變壓器一經(jīng)投運(yùn)，溫度升高，氣體膨脹而逸出，進(jìn)入瓦斯繼電器；為此應(yīng)嚴(yán)格變壓器注油程序并反復(fù)放氣。
<2>油泵密封不良，將氣體帶入變壓器本體，應(yīng)逐一對(duì)油泵檢查加以排除。
若氣體含有異味，說(shuō)明變壓器存在內(nèi)部故障，應(yīng)立即停止運(yùn)行檢查和試驗(yàn)，一般表現(xiàn)為：
a. 微黃色且不可燃，內(nèi)部絕緣支架等木質(zhì)材料過(guò)熱或燒損；
b. 黑色、灰色且可燃，裸金屬過(guò)熱或絕緣閃絡(luò)使變壓器油分解；
c. 白色且不易燃燒，可能是絕緣擊穿或紙絕緣燒損。以上現(xiàn)象，氣樣和油樣色譜分析，特征氣體都會(huì)超標(biāo)，應(yīng)結(jié)合電氣試驗(yàn)和特征氣體含量，依據(jù)試驗(yàn)規(guī)程和色譜導(dǎo)則，進(jìn)行綜合分析，查明原因，再進(jìn)行處理。
冷卻管路設(shè)置不合理,潛油泵的原因還會(huì)引起重瓦斯動(dòng)作,以前的老變壓器比較多見(jiàn)。

三、聲音和溫度故障

聲音異常。
變壓器正常運(yùn)行時(shí)在交流電磁場(chǎng)的作用下，會(huì)發(fā)出連續(xù)均勻、輕微的“嗡嗡”聲，若聲音不均勾或有特殊聲音，即視為不正常。主要原因有：
<1>系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)電壓；
<2>變壓器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行；以上皆需按變壓器的銘牌參數(shù)確定。
<3>內(nèi)部夾件或壓緊鐵心的螺絲、拉帶松動(dòng)，鐵心的硅鋼片震動(dòng)增大，有明顯的雜音；需吊罩處理。
<4>分節(jié)開(kāi)關(guān)接觸不良或不接地的金屬件靜電放電、外絕緣電暈放電；伴有“劈啪”的放電聲。
<5>銘牌、標(biāo)示牌、風(fēng)扇電機(jī)等外附件因固定不牢也會(huì)發(fā)出異音。針對(duì)具體情況進(jìn)行處理。
溫度異常
變壓器的許多故障往往會(huì)伴隨溫度的變化，規(guī)程規(guī)定變壓器上層油溫不得超過(guò)95℃，溫升不得超過(guò)55℃;引起變壓器溫度異常的主要原因和措施有：
<1>鐵心多點(diǎn)接地、裸金屬過(guò)熱等變壓器內(nèi)部故障。需甄別處理。
<2>新安裝或大修后，散熱器閥門未打開(kāi)，不能正常循環(huán)散熱。檢查油泵運(yùn)轉(zhuǎn)和流速表的動(dòng)作情況，開(kāi)啟未打開(kāi)的閥門。
<3>呼吸器堵塞或嚴(yán)重滲漏油影響散熱。
<4>變壓器結(jié)構(gòu)不合理，因漏磁引起箱殼局部過(guò)熱有時(shí)會(huì)達(dá)到上百度。可在具體部位加裝隔磁材料。
<5>冷卻裝置運(yùn)行不正常，影響散熱。

四、變壓器的顯性故障，還有諸如:

油位不在溫度曲線范圍內(nèi)，負(fù)荷異常，附件異常等等;
顯性故障的辨別是經(jīng)過(guò)變壓器外觀現(xiàn)象的檢查和分析判斷，對(duì)變壓器存在問(wèn)題定性評(píng)價(jià)確定是否可以繼續(xù)運(yùn)行，退出運(yùn)行應(yīng)進(jìn)行的檢查和試驗(yàn)項(xiàng)目。
由于同一顯性故障促成的原因千差萬(wàn)別，需要熟悉具體每臺(tái)變壓器安裝和檢修運(yùn)行的歷史資料，了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行規(guī)律;需要具有豐富現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，具體設(shè)備，具體分析。
變壓器顯性故障的特征判別和處理，是變壓器運(yùn)行檢修管理的基本技能。
另外，從顯形的概念上講，變壓器吊罩后外觀檢查發(fā)現(xiàn)的一些異常也應(yīng)該在此列范疇。如：一臺(tái)110KV變壓器吊量我們?cè)l(fā)現(xiàn)和處理了以下問(wèn)題：
<1>有載開(kāi)關(guān)切換部分過(guò)渡電阻聯(lián)結(jié)觸頭燒壞；內(nèi)部的變壓器油異常變黑，游離碳多。
<2>固定線包和鐵心的絕緣墊快多處松動(dòng)，部分脫落:
<3>固定切換開(kāi)關(guān)油室發(fā)蘭的螺栓松動(dòng)，致使油室傾斜。
<4>變壓器本體固定螺栓松動(dòng)，整體橫向位移3厘米，固定板變形，處理后位移減少至1.5厘米。
<5>線圈外層的尼龍綁扎帶松動(dòng)(收縮比)。

第二章：變壓器鐵心接地故障特征·與防范處理

目前運(yùn)行的變壓器，由于制造工藝質(zhì)量，運(yùn)輸、安裝和運(yùn)行維護(hù)等原因，在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，鐵心接地故障往往時(shí)有發(fā)生，且在變壓器各類故障中占相當(dāng)?shù)谋壤F心多點(diǎn)接地故障點(diǎn)往往發(fā)生在視角不易發(fā)現(xiàn)之處，發(fā)生原因和表現(xiàn)的特征各式各樣，給現(xiàn)場(chǎng)處理和查找?guī)?lái)一定的難度；下面將介紹對(duì)變壓器鐵心接地的要求，多點(diǎn)接地表現(xiàn)特征，現(xiàn)場(chǎng)處理辦法及預(yù)防措施；結(jié)合多年來(lái)發(fā)生、判斷和處理鐵心接地故障的幾起實(shí)例對(duì)鐵心接地原因和現(xiàn)場(chǎng)處理過(guò)程進(jìn)行敘述、分析和論證。

一、變壓器鐵心接地點(diǎn)的要求

變壓器的鐵心只能有一個(gè)接地點(diǎn)，做為正常的工作接地，來(lái)限制鐵心的電位和流過(guò)的電流;若不接地和出現(xiàn)兩點(diǎn)及以上的接地，都將導(dǎo)致鐵心出現(xiàn)故障，影響變壓器的安全運(yùn)行；

一是變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，其帶電的繞組和油箱之間存在電場(chǎng)，鐵心和夾件等金屬構(gòu)件處于該電場(chǎng)之中，由于電容分布不均勻，場(chǎng)強(qiáng)各異若鐵心沒(méi)有可靠接地，則存在對(duì)地懸浮電位，A生鐵心對(duì)地或線圈的充放電現(xiàn)象，破壞固體絕緣和油的絕緣強(qiáng)度；若鐵心一點(diǎn)接地，即消除了鐵心懸浮電位的可能。

二是當(dāng)鐵心出現(xiàn)兩點(diǎn)或以上多點(diǎn)接地時(shí)鐵心在工作磁通周圍就會(huì)形成短路環(huán)，短路環(huán)在交變的磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生很大的短路電流，流過(guò)鐵心，造成鐵心局部過(guò)熱：鐵心的接地點(diǎn)越多，形成的環(huán)流回路越多，環(huán)流越使變壓器大（取決于多余接地點(diǎn)的位置）鐵損變大；同時(shí)，環(huán)流過(guò)熱還會(huì)燒熔局部鐵心硅鋼片，使相鄰硅鋼片間的絕緣漆膜燒壞修復(fù)時(shí)不得不更換部分硅鋼片，修復(fù)耗用資需要返廠工期較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響電網(wǎng)金巨大，今安全運(yùn)行。

不管是不接地還是多點(diǎn)接地,兩者在嚴(yán)重時(shí)在變壓器內(nèi)部產(chǎn)生大量都會(huì)因過(guò)熱和放電的可燃性氣體，引起輕瓦斯發(fā)信，甚至重瓦斯動(dòng)作而使變壓器開(kāi)關(guān)掉閘，中斷對(duì)外供電因此,變壓器的鐵心與其緊固件之間必須良好絕緣，且僅有一點(diǎn)可靠接地。

二、變壓器鐵心接地故障的表現(xiàn)特征

變壓器發(fā)生鐵心接地故障的原因和現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)形式各種各樣，但其故障特征往往有共同的規(guī)律可循，需要熟悉變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解容易發(fā)生多點(diǎn)接地的部位，并結(jié)合各類試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，就能對(duì)多余接地點(diǎn)準(zhǔn)確定位;綜合分析時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)把握鐵心接地故障的如下表現(xiàn)特征：

1、油色譜分析的表現(xiàn)特征：

般情況下，鐵心接地點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，直接表現(xiàn)在鐵心的過(guò)熱上，加快變壓器油的裂化和分解，產(chǎn)生可燃性的特征氣體，初期一般為300~700攝氏度的中溫過(guò)熱，故障編碼一般為021，這就必然使變壓器油的色譜分析異常。

<1>總烴升高，一般超過(guò)色譜導(dǎo)則規(guī)定的注意值(150u)，其中乙烯和甲烷占主要成份乙炔微量或沒(méi)有，變壓器若不帶病長(zhǎng)期運(yùn)行乙炔值一般不會(huì)超過(guò)導(dǎo)則規(guī)定注意值(5uIM)；

<2>故障嚴(yán)重時(shí)，由于環(huán)流過(guò)熱而無(wú)高能量放電，若用導(dǎo)則推薦的三比值法分析，故障編碼一般為022或002，系高于700攝氏度的高溫?zé)峁收希?/p>

<3>若產(chǎn)氣速率較快，超過(guò)導(dǎo)則規(guī)定的注意值，將伴隨大量乙炔出現(xiàn)，超過(guò)導(dǎo)則規(guī)定注意值(5u/)；

<4>有些鐵心接地故障涉及絕緣材料，也會(huì)引起CO和CO2的伴隨增長(zhǎng)；

<5>一些間歇性接地故障，由于伴隨放電火花，往往會(huì)產(chǎn)生一定量的乙炔，C2H2占主要成份，并超過(guò)5u1/1。

2、電氣測(cè)量的表現(xiàn)特征

一是大部分變壓器鐵心多點(diǎn)接地的接地點(diǎn)，不是從接地套管一處引出，而是在不同的位置形成環(huán)流通道，故在變壓器正常運(yùn)行時(shí)，從引出的接地線上，測(cè)量鐵心接地的電流，將明顯增大，往往超出《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》般不大于0.1A的要求，停電用兆歐搖測(cè)鐵心絕緣，阻值很低，往往小于5MQ，甚至用萬(wàn)用表即可測(cè)量出其接觸電阻值。

為減少誤判，用鉗型表接地電流測(cè)量時(shí)，由于變壓器箱體周圍存在漏磁通，應(yīng)水平放置并選擇在油箱高度的1/2處。若測(cè)量數(shù)據(jù)的分散性天，可在變壓器鐵心接地引下線上，并聯(lián)可靠短路線并串入測(cè)量交流電流表后，再打開(kāi)固定的接地引下線，直接測(cè)量其準(zhǔn)確接地電流值，另外，對(duì)間歇性的多點(diǎn)接地，測(cè)得的電流值會(huì)不斷變化，有時(shí)甚至為0，不能判斷是否有鐵心多點(diǎn)接地，需要不斷觀察和多次測(cè)量;在停電搖測(cè)絕緣電阻可能正常。

二是多點(diǎn)接地故障點(diǎn)是從接地套管一處引出，往往通過(guò)電氣測(cè)量不能判定，測(cè)的鐵心絕緣電阻和接地電流正常，只能結(jié)合色譜分析在有懷疑時(shí)，對(duì)變壓器停電進(jìn)行檢查可在放出部分油后，打開(kāi)接地套管觀察接地引線是否過(guò)長(zhǎng)、裸漏，該部位的硅鋼片有無(wú)放電和燒傷痕跡直接找到多余接地點(diǎn)。

3、吊罩檢查的表現(xiàn)特征：

變壓器大修和鐵心接地處理需要吊罩時(shí)，查找多點(diǎn)接地部位應(yīng)注意如下特征。

一是首先檢查鐵心的外觀，有無(wú)明顯的放電和燒傷、過(guò)熱痕跡，有無(wú)運(yùn)輸定位釘、鐵心夾件等金屬物碰及鐵心，有無(wú)焊渣、銅絲金屬屑或臟雜物。

二是從鐵心引線處施加交流電壓，可能會(huì)有放電聲音或燒熔的煙氣，發(fā)現(xiàn)多余接地點(diǎn)三是將鐵心與夾件的聯(lián)結(jié)片打開(kāi)，在鐵軛兩側(cè)施加直流電壓，用萬(wàn)用表依次測(cè)量各級(jí)鐵心疊片的電壓，多余接地點(diǎn)處的電壓指示為零。

三、變壓器鐵心接地故障的預(yù)防和處理措施

1、變壓器安裝和檢修單位，應(yīng)珍惜變壓器安裝和大修時(shí)的吊罩機(jī)會(huì)。

一是測(cè)量鐵心及夾件的絕緣電阻，

二是對(duì)未絕緣處理的鐵心接地聯(lián)結(jié)片(或聯(lián)結(jié)線)絕緣包扎處理，

三是將接地線外引至運(yùn)行中便于測(cè)量處，定期檢測(cè)鐵心接地申流，一般在0.5A左右或更小，

2、加強(qiáng)變壓器運(yùn)行監(jiān)督，將電氣試驗(yàn)和定期氣相色譜分析結(jié)合起來(lái)。

一是結(jié)合運(yùn)行巡視定期測(cè)量鐵心接地電流。

二是嚴(yán)格變壓器油色譜分析周期；注意：用三比值法判斷鐵心接地故障，必須在油中各種氣體含量足對(duì)各種氣體夠高（一般是超出注意值）的前提文含量正常的變壓器，其比值沒(méi)有意否則，容易誤判，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

3、鐵心接地故障的變壓器，若立即停電查找和消缺困難，可采取臨時(shí)措施，對(duì)接地電流大的情況，可在接地回路中臨時(shí)串入電阻（電阻兩側(cè)并入220V~380V的低壓避雷器為易，已防止電阻開(kāi)路），此時(shí)接地電流可以限制在100mA，也可打開(kāi)正常的鐵心接地點(diǎn)，這樣可以減少流過(guò)硅鋼片的電流，降低鐵心發(fā)熱程度防止故障的發(fā)展；但在此期間必須加強(qiáng)色譜的跟蹤分析和接地電流的測(cè)量。

4、現(xiàn)場(chǎng)一旦發(fā)現(xiàn)變壓器鐵心多點(diǎn)接地，一般可不要急于采取吊罩查找和處理多余接地故障點(diǎn)的辦法；若絕緣電阻低，可通過(guò)正常接地點(diǎn)，對(duì)鐵心施加交流電燒熔或直流電容器儲(chǔ)能脈沖放電，燒除多余接地點(diǎn)，變壓器不吊罩處理接地故障可以節(jié)省大量人力和物力，而且可以避免變壓器長(zhǎng)期停電帶來(lái)的各種損失和影響是一種行之有效的方案若絕緣電阻并不低，可少量廖放油后通過(guò)檢查和處理接地引線進(jìn)打開(kāi)接地套行消缺。處理前后要有色譜分析數(shù)據(jù)給予支撐。

5、吊罩后鐵心外觀檢查，若不能直接發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)可采取如下方法查找；

一是測(cè)量穿芯螺栓和絕緣緊固件的絕緣電阻，判定夾件是否碰及鐵心；

二是在鐵心和地之間接入萬(wàn)用表，通過(guò)電阻的變化尋找，對(duì)可能接地點(diǎn)可用絕緣紙板橫掃，觀察萬(wàn)用表指針變化，確定具體位置；

三是交流或直流加壓，觀察放電聲音或燒熔的煙氣等等。一旦找出了絕緣薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)合具體情況均要采取加強(qiáng)絕緣的措施，不得已時(shí)需要吊器身或返廠修理。

6、在變壓器的設(shè)計(jì)和制造時(shí)，應(yīng)充分考慮鐵心對(duì)地及夾件絕緣的余度，合理空間布置，對(duì)有可能影響絕緣的部位或金屬部件，應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行絕緣包扎處理。

第三章：變壓器近距離出口短路損壞事故的判別處理和預(yù)防

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展電力系統(tǒng)裝機(jī)容量日益增長(zhǎng)，系統(tǒng)內(nèi)的短路容量和短路電流大為提高，而在系統(tǒng)中運(yùn)行的電力變壓器，就難免碰到近距離出口的各類短路事故，事故的短路電流流經(jīng)變壓器，使變壓器由承受正常的負(fù)載電流驟變?yōu)閿?shù)一倍負(fù)載電流的短路電流在暫態(tài)過(guò)程中往往產(chǎn)生較正常運(yùn)行大數(shù)百倍的機(jī)械應(yīng)力而使變壓器損壞;變壓器近距離出口短路引發(fā)繞組變形、絕緣損壞、線圈燒毀，甚至涉及鐵心損壞、油箱變形，一般造成變壓器掉閘，退出運(yùn)行，影響對(duì)社會(huì)供電，就變壓器本身都需要立即進(jìn)行修理，造成的損失巨大。

一、出口短路故障對(duì)電力變壓器的危害

電力變壓器是靠絕緣的高壓導(dǎo)線、母線導(dǎo)流排或高壓電纜，通過(guò)斷路器分別與發(fā)電機(jī)組、電力系統(tǒng)、配電母線和用戶配電線路相聯(lián)結(jié)，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中，時(shí)常遇到二次側(cè)發(fā)生的各種短路故障，使回路阻抗大幅度減小，在一、二次繞組中產(chǎn)生一個(gè)大的短路電流，該電流的大小往往與多種因素有關(guān)，如：短路的位置、短路發(fā)生瞬間的相位、短路阻抗和短路時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)行方式等，并隨系統(tǒng)短路容量和單臺(tái)變壓器容量的增加而增大，由于斷路器及相關(guān)自動(dòng)裝置存在固有的動(dòng)作時(shí)間，短路故障點(diǎn)也就不可能零時(shí)間切除，變壓器難免受到短路電流的沖擊，通常短路電流為額定運(yùn)行電流的十幾倍至幾十倍，這樣大的短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力和熱量，將危及電力變壓器的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性能，使之遭到嚴(yán)重破壞，影響電力變壓器的正常運(yùn)行。

1、出口短路產(chǎn)生的電動(dòng)力對(duì)電力變壓器的危害

電力變壓器運(yùn)行過(guò)程中繞組通過(guò)電流，由于電流和漏磁場(chǎng)的存在，繞組上將產(chǎn)生電動(dòng)力，該電動(dòng)力與漏磁通密度和通過(guò)電流的大小成正比，也即與通過(guò)電流的平方成正比，電力變壓器正常運(yùn)行時(shí)作用在導(dǎo)線上的電動(dòng)力很小，但，突然短路時(shí)，十幾倍至幾十倍的短路電流將產(chǎn)生幾百至上千倍額定時(shí)的電動(dòng)力，可能造成電力變壓器的繞組失穩(wěn)變形，絕緣受傷，匝間(餅間)短路，進(jìn)而使變壓器損壞。電力變壓器承受電動(dòng)力的破壞作用往往表現(xiàn)在:繞組的壓緊件變形損壞，嚴(yán)重時(shí)上夾件的鋼支板被頂彎、壓釘支板脫落，壓釘彎曲位移，端部紙(木)壓包環(huán)崩裂，引線木支架斷裂損壞等，同時(shí)還會(huì)造成繞組變形，內(nèi)側(cè)繞組被局部壓彎，外側(cè)繞組被拉松動(dòng)或拉斷;繞組線餅沿軸向發(fā)生變形，線餅間的油間隙變小，墊塊發(fā)生位移，破壞匝(餅)間絕緣，引起絕緣擊穿。

另外，電力變壓器多次承受出口短路沖擊，有些即使沒(méi)有發(fā)生絕緣擊穿而引起變壓器掉閘，但其繞組已經(jīng)產(chǎn)生多次累積變形，這些變形使繞組的機(jī)械和絕緣強(qiáng)度降低在再次受到過(guò)電流或過(guò)電壓沖擊，甚至在正常鐵磁諧振過(guò)電壓的作用下，都可能造成內(nèi)部絕緣擊穿，致使變壓器損壞。

2、出口短路引起過(guò)熱對(duì)電力變壓器的危害

電力變壓器繞組的電阻損耗與通過(guò)電流的平方和通過(guò)電流的時(shí)間呈正比，即W=IRt，在短路過(guò)程中，幾十倍額定的短路電流，會(huì)使其電阻損耗增加幾百倍，這是鐵心和漏次損耗也會(huì)大幅度增加；這些損耗都將轉(zhuǎn)化為熱能使繞組的溫度上升，由于短路的時(shí)間很短，一般僅為幾秒鐘，IEC76-5規(guī)定t=2s，產(chǎn)生的熱能來(lái)不及向外擴(kuò)散，將全部用來(lái)使繞組溫度升高；按國(guó)標(biāo)《電力變壓器第5部分：承受短路的能力》規(guī)定，電力變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，繞組銅導(dǎo)線允許溫度為2500C(2)，設(shè)計(jì)起始溫度1050C，此時(shí)，只要變壓器保護(hù)裝置和斷路器能夠可靠、及時(shí)動(dòng)作，短路電流的持續(xù)時(shí)間一般不會(huì)超過(guò)變壓器的熱穩(wěn)定要求，因此，電力變壓器熱穩(wěn)定破壞的可能性也就較小，只有在繼電保護(hù)裝置拒動(dòng)，短路電流長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)繞組，才有可能破壞電力變壓器的熱穩(wěn)定性能，燒壞變壓器。

電力變壓器在出口短路時(shí)巨大短路電流引起的過(guò)熱和電動(dòng)力共同作用下，會(huì)遭到不同程度的破壞，有關(guān)技術(shù)人員需要針對(duì)短路故障的性質(zhì)、短路電流的大小，短路點(diǎn)距出口距離的遠(yuǎn)近、變壓器繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的動(dòng)作情況、油色譜分析可燃性特征氣體含量，掉閘后的變壓器還要根據(jù)直流電阻、繞組變形、空載損耗等電氣試驗(yàn)參數(shù)等，進(jìn)行綜合的分析判斷，根據(jù)損壞程度，迅速確定變壓器是否可以繼續(xù)運(yùn)行，制定修復(fù)方案。

二、電力變壓器經(jīng)受出口短路后的檢查試驗(yàn)及要求

電力變壓器在實(shí)際運(yùn)行中一旦發(fā)生出口短路，特別是電氣距離不足2km范圍內(nèi)的近距離短路故障，不管與否引起變壓器掉閘都必須進(jìn)行相應(yīng)的檢查和試驗(yàn)，必要時(shí)要停電進(jìn)行全面電氣試驗(yàn)和根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果吊開(kāi)鐘置進(jìn)行內(nèi)部檢查。

1、外觀檢查。仔細(xì)檢查變壓器外殼有無(wú)明顯凹凸，箱體焊縫是否滲漏油，檢查壓力釋放裝置的動(dòng)作情況，檢查瓦斯繼電器是否動(dòng)作或發(fā)出信號(hào)、是否集有可燃性氣體，對(duì)仍在運(yùn)行的電力變壓器要注意辨別聲音是否異常，正常運(yùn)行會(huì)發(fā)出連續(xù)均勻、輕微的“嗡嗡”聲，若聲音不均勻或有特殊聲音，即視為不正常，如出現(xiàn)電焊機(jī)聲音、劈啪放電聲音等。

2、取油樣進(jìn)行氣相色譜分析。變壓器油在電力變壓器中主要起絕緣和冷卻散熱的作用，但變壓器內(nèi)部一旦發(fā)生過(guò)熱和放電故障時(shí)，變壓器油和其它絕緣材料就會(huì)發(fā)生化學(xué)分解，產(chǎn)生特定的烴類氣體和H、碳氧化物等，這些氣體的數(shù)量和產(chǎn)氣速度往往又與故障的溫度密切相關(guān)；隨著故障溫度的升高，產(chǎn)氣量最大的烴類氣體依次為CHC,H、C,H、CH。測(cè)量特征氣體的成分和含量(3)來(lái)分析電力變壓器內(nèi)部發(fā)熱或放電點(diǎn)的溫度，可以確定電力變壓器經(jīng)受出口短路后是否遭到破壞；出口短路會(huì)引起繞組的匝間(餅間)短路，系瞬間高能量的工頻續(xù)流放電，有時(shí)涉及固體絕緣；因此C，H含量的變化往往較大，其次是CH、CH6CH等。若經(jīng)受短路破壞的時(shí)間較長(zhǎng)，C0、C0的含量也會(huì)明顯增加。

3、直流電阻測(cè)量。電力變壓器繞組的直流電阻在出廠和良好狀態(tài)下，三相數(shù)值基本平衡：測(cè)量直流電阻可以方便有效的考核繞組縱絕緣和回路的聯(lián)結(jié)情況，能發(fā)現(xiàn)電力變壓器出口短路引起的匝(餅)間短路，繞組斷股等故障，如某相電阻異常增加，該相繞組即可能有斷股現(xiàn)象，說(shuō)明電力變壓器遭受了嚴(yán)重的沖擊破壞，不能投入運(yùn)行。

4、繞組的介質(zhì)損耗和電容量測(cè)量。當(dāng)電力變壓器發(fā)生局部機(jī)械變形時(shí)，其繞組間以及對(duì)鐵心和外殼的相對(duì)位置會(huì)發(fā)生變化，其電容量也將隨之變化;雖然電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程僅從絕緣的角度對(duì)介質(zhì)損耗值做了規(guī)定；但嚴(yán)重的繞組變形會(huì)引起電容量的明顯變化，所以，在檢查承受短路沖擊后的電力變壓器是否發(fā)生嚴(yán)重變形時(shí)被測(cè)電容值與歷史數(shù)據(jù)比較也非常重要當(dāng)變化值超過(guò)10%時(shí)就要引起注意。

5、繞組變形試驗(yàn)。電力變壓器局部機(jī)械變形后的繞組，其內(nèi)部的電感、電容等分布參數(shù)必然發(fā)生相對(duì)變化；用頻率響應(yīng)法診斷繞組變形情況因其靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，近幾年被得到廣泛應(yīng)用；可以通過(guò)比較兩次測(cè)得的頻響特性曲線的相關(guān)系數(shù)，判定繞組是否發(fā)生變形和變形的嚴(yán)重程度。在沒(méi)有原始數(shù)據(jù)的情況下，也可以通過(guò)比較三相繞組間的頻響特性曲線的差異，或同廠家、同類型電力變壓器繞組之間的差異，對(duì)繞組變形情況作出判斷。若試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)頻響特性曲線的相關(guān)系數(shù)小于0.5，電力變壓器應(yīng)立即退出運(yùn)行。

6、低電壓短路阻抗試驗(yàn)。短路阻抗法是判斷電力變壓器繞組變形的傳統(tǒng)方法，雖然其靈敏度低于頻率響應(yīng)法，僅對(duì)繞組變形比較嚴(yán)重的電力變壓器有效，但該試驗(yàn)方法相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)試驗(yàn)設(shè)備要求低，有出廠和歷次試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施非常簡(jiǎn)便；通過(guò)測(cè)量繞組的短路阻抗變化判斷繞組是否發(fā)生變形，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明：當(dāng)繞組的三相短路阻抗值超過(guò)3%的差異時(shí)，就應(yīng)該引起注意。

7、空載損耗和空載電流試驗(yàn)。電力變壓器經(jīng)受出口短路電流沖擊，當(dāng)出現(xiàn)線圈匝間短路或涉及鐵心絕緣時(shí)，會(huì)引起電力變壓器的勵(lì)磁電流增加和空載損耗損耗增大，與歷次試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，空載損耗增加10%時(shí)就應(yīng)該引起注意。

8、其他檢查試驗(yàn)項(xiàng)目。電力變壓器經(jīng)受出口短路后通常的試驗(yàn)項(xiàng)目還有：絕緣電陽(yáng)測(cè)量，變壓比試驗(yàn)，油、紙絕緣材料的分析化驗(yàn)等等，所有試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果異常都要引起注意。

9、吊開(kāi)鐘置的內(nèi)部檢查。經(jīng)過(guò)外觀檢查和各類試驗(yàn)懷疑電力變壓器內(nèi)部確實(shí)存在短路沖擊故障，進(jìn)一步的檢查一般都安排在返廠進(jìn)行；若需要現(xiàn)場(chǎng)吊罩檢查，在吊開(kāi)鐘罩后，首先檢查繞組的外部可見(jiàn)部分有無(wú)變形、變色和斷匝，緊固件是否完整無(wú)損;鐵心和線圈引線有無(wú)明顯的燒傷痕跡，線圈和鐵心表面有無(wú)燒熔的金屬顆粒和繞組內(nèi)部噴出的絕緣紙灰等異常，然后依次吊出各繞組逐一進(jìn)行檢查，視現(xiàn)場(chǎng)情況可以一直檢查至內(nèi)側(cè)繞組的絕緣紙筒。若外觀檢查即發(fā)現(xiàn)損壞程度嚴(yán)重，需要更換線圈或有關(guān)絕緣件，應(yīng)立即停止檢查，以便減少變壓器器身在空氣中的暴露時(shí)間，減輕絕緣受潮程度，為下一步修復(fù)提供方便。