[摘要]变压器在整个电力系统中有着极为重要的作用。在通常情况下,若变压器在的现场试验时发现了变压器存在的问题,为了准确地诊断故障,除熟练掌握有关试验方法和判断标准外,还需要对变压器结构有一定的了解,有利于故障部位的确定。
[关键词]变压器、现场试验、故障分析
一、概述
变压器即是电能量转换及电力运转、传输的主要核心,在电能实际传输和配送过程中,发挥着能量转换及电力传输的关键性作用,保障其安全稳定的性能,可以对某些电网事故进行有效的遏制,在整个的电网配备中是极为关键的电力设备。因此,变压器在我国经济发展运行及家庭用电中,发挥着至关重要的作用。所以,必须充分的认识和了解变压器实际运作的规律、分析应用其各种的在线与历史性的数据、熟练掌握变压器的各项诊断技术,能够再第一时间检测到故障所在,彻底的将故障遏制在初始阶段,保障变压器电力系统的合理运转。
二、变压器耐压试验方法
2.1采用外施工频耐压试验
2.1.1、试验回路
外施工频耐压试验是将被试绕组首尾端短接,施加试验电压,考核变压器主绝缘和端绝缘的强度。
2.1.2、试验设备
试验变压器的电压和电流均应满足耐压的要求,电源侧有过电流跳闸保护装置。测量电压互感器也可用小容量试验变压器代替,电压应满足耐压要求;也可用电容型套管作电容分压器测量电压。试品总限流电阻R1的容量应与试品电流相符,电阻值以限制试品短路电流不大于试验变压器高压侧额定电流为宜。保护球隙直径与耐压电压值相符,即在试品试验电压的1.15~1.2倍电压下,有稳定的放电值。球隙限流电阻R2,按0.5Ω/V选取,R1和R2限流电阻的外绝缘,按每米150~200kV选择。
2.1.3试验注意事项
耐压试验是破坏性试验,绕组绝缘电阻、介损和油试验合格,并静放一段时间后,才可进行耐压试验。被试绕组短路加电,非被试绕组短路接地。无电压互感器或其他设备在高电压下直接测量试验电压时,一定要计算并考虑电容升的数值,并经低电压下,用低电压等级的电压互感器校验过,才可采用试验变压器低压侧读表的方法。
防止串联谐振,损坏试验变压器或试品。如经计算,试验变压器短路阻抗与试品容抗接近,即50周容抗不大于50周短路阻抗三倍以上,一定要加保护球隙,球隙的接地电流回路接入试验变压器电源跳闸回路
2.1.4多台试验变压器串接的方法—弥补电压不足
试验中,串级的两台试验变压器各绕组的电压和电流均不能超过各自能够承受的能力。特别是电压分布,受试验变压器容量和短路阻抗的影响大。应在较低的试验电压时,用电压互感器测量,以免某一台试验变压器过电压。
2.1.5 感应耐压试验
从低压绕组施加较高频率的是压,通过电磁感应,实现对高压绕组主绝缘和纵绝缘的耐压,同时也是变压器局部放电试验所必须的加电压手段。
三、变压器变压器故障诊断方法
3.1击穿故障
变压器主纵绝缘的薄弱处都可能发生击穿。常见的击穿部位有内线圈的引出线、线圈静电屏出线、绝缘角环、绕组匝层间和相间绝缘等。根据电阻变化情况,可大致判断故障的区间。当然也有极少数情况,匝间短路后,导线未全部熔断,线圈直流直阻变化不明显。
进行高低压绕组直流电阻、绝缘电阻和介损等试验均未发现异常。为此,可进行低压空载、短路和变比试验。
3.2过热故障
3.2.1电流回路的过热故障
常见的是无载分接开关动静触头接触不良,也有静触柱引线焊接不良,线圈出线与套管连接不良,穿缆式套管线鼻子焊接不良,穿缆式裸引线与大管导杆内壁接触过热,多股并绕线圈出线处少数股焊接不良等。电流回路的过热故障可由油色谱分析和绕组直流电阻准确地诊断。
3.2.2铁芯的过热故障
最常见的是铁芯“两点接地”,可用油色谱分析和铁芯外引接地处电流较准确地判定,也有铁芯局部过热的情况。
3.2.3其它的过热故障
当油色谱分析是过热性故障特征时,如果绕组直流电阻和铁芯外引接地电流均无异常时,除考虑铁芯硅钢片局部短路外,还要考虑其他部位的过热。如油箱磁屏蔽,夹件过热或潜油泵磨损等情况。
3.3放电故障
变压器普遍出现的放电故障有火花放电、局部放电及高能量放电等。因此,在变压器正常的运行过程中,绕组的绝缘层内出现的气隙及油膜引发放电的状态即局部放电。
3.3.1悬浮放电故障
悬浮电放故障可能发生于变压器内任何金属部件。处于高电位的部件,如调压绕组当有载分接开关转换极性时短暂电位悬浮;套管均压球和无载分接开关拨钗等电位悬浮。
3.3.2局部放电故障
局部放电故障,可能发生在任何电场集中或绝缘材质不良的部位,如高压绕 组静电屏出线、高压引线、相间围屏以及绕组匝间等。
3.4受潮故障
导致变压器绝缘受潮的主要原因是水渗漏入变压器(如油箱顶部和套管将军帽密封不严,水冷却器破裂,旧式防爆筒潮和储油柜凝结水回流等原因),也有因制造时未干燥好或安装暴露空气时间过长等原因。
对于油箱可承受全真空的变压器,采用热油循环,将铁芯和绝缘的温度提高到50~60℃,再将油排出,对变压器抽真空,维持绝缘物周围气体的高真空度和一定的温度,是现场一种可取的烘燥方法。
3.5绕组变形故障
随着电力系统容量的增加,外部短路引起变压器绕组变形的故障日益增加。变压器内线圈更容易发生变形,因为导线抗弯能力差,线圈与铁芯柱之晨不易塞紧,致使在水平电动力作用下,压迫内线圈变形,严重时,会导致塌在铁芯柱上。
3.6油浸并联电抗器的故障
3.6.1放电故障同变压器
3.6.2过热故障
油浸并联电抗器的过热故障很多,主要是漏磁产生的过热。
3.6.3铁芯多点接地故障同变压器
3.7干式电抗器的故障
干式电抗器绝缘的老化性能和寿命值得重视。绝缘在温度和太阳光线下老化过快,质量不过关等问题。
3.8电容型套管故障 。主要有受潮、局部放电、过热和末屏间断线等。
3.9冷却系统渗漏故障
水冷却器因铜管材质或工艺不良,使水漏入变压器中,多次引起变压器事故。风冷却器潜油泵渗漏,渗入空气,造成变压器轻瓦斯动作的情况。由于潜油泵的抽力,泵的入口处于负压状态,包括冷却器入口,即使是变压器顶部都可能是负压区。这些部位密封不良,导入进水或进空气,对变压器绝缘都是很有害的。