【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ( 2) 變壓器油溫異常 變壓器正常工作時(shí)，上層油溫應(yīng)控制在 85 e 以下。油溫過(guò)高的原因主要有：冷卻裝置運(yùn)行不正常、內(nèi)部緊固螺絲接頭松動(dòng)、內(nèi)部短路放電 以及變壓器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行等。 排除故障時(shí)， 首先要檢查冷卻裝置運(yùn)行是否正常， 變壓器是否過(guò)負(fù)荷。若變壓器處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，就要立刻減輕變壓器負(fù)荷；如果負(fù)荷減輕后變壓器的溫度依然沒(méi)有明顯下降，就要立刻切斷電源，查找故障原因。 ( 3) 變壓器油質(zhì)異常 新投入運(yùn)行的變壓器， 其油質(zhì)應(yīng)為淺黃色，運(yùn)行一段時(shí)間后， 逐漸變成淺紅色。 如果變壓器油色發(fā)黑，說(shuō)明油質(zhì)變壞。 主要原因可能是由于變壓器在使用過(guò)程中，油溫經(jīng)常過(guò)熱、使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、運(yùn)行時(shí)侵入潮氣或漏進(jìn)雨水等。為防止繞組與外殼間或線(xiàn)圈繞組間發(fā)生擊穿，應(yīng)立即取樣進(jìn)行化驗(yàn) 分析，檢驗(yàn)合格方可繼續(xù)運(yùn)行。正常老化過(guò)程中產(chǎn)生的氣體主要是 CO 和 CO2， 如果油質(zhì)異常，在電或熱的作用下會(huì)產(chǎn)生各種氣體。對(duì)判斷故障有價(jià)值的氣體有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氫氣、一氧化碳、二氧化碳，氣體不同，引起故障的原因不同。 ( 4) 變壓器油位異常 正常運(yùn)行時(shí)，變壓器油位應(yīng)在油位計(jì)的 1/ 3~1/ 4 處。油位下降或上升主要取決于油溫的下降或上升。 因此，在裝油時(shí)，一定要結(jié)合當(dāng)?shù)貧鉁剡x擇注油的合適高度。 如果變壓器油位低于變壓器的上蓋則可能導(dǎo)致瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作， 嚴(yán)重時(shí)， 會(huì)導(dǎo)致變壓器線(xiàn)圈或引線(xiàn)油面露出，引發(fā) 絕緣擊穿事故。 引起油位過(guò)低的原因主要有：環(huán)境溫度過(guò)低、殼體滲油、變壓器放油后沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)油等。如果油位過(guò)高，則易引起溢油。 如果油溫發(fā)生變化時(shí)，起油標(biāo)的油位沒(méi)有跟隨變化，說(shuō)明油位是假的， 其原因可能是由于油標(biāo)管堵塞、防爆管通氣孔堵塞、呼吸管堵塞等。這就要求經(jīng)常檢查油位計(jì)，保證變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行。 變壓器短路故障、原因及處理 變壓器短路故障主要有 : 變壓器出口短路， 變壓器內(nèi)部引線(xiàn)或繞組間對(duì)地短路、相間短路等。 最常見(jiàn)的是單相線(xiàn)圈的線(xiàn)匝之間、層間的短路，當(dāng)短路電流很大時(shí)，線(xiàn)圈就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重變形，使故障 進(jìn)一步擴(kuò)大 .主要原因有：制作繞組時(shí)， 導(dǎo)線(xiàn)的表面有毛刺或尖棱、絕緣扭傷、接頭焊接不良；變壓器未經(jīng)干燥處理，在運(yùn)行中受潮等。 變壓器帶電部分對(duì)地短路的主要原因是變壓器長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行， 絕緣老化， 變壓器油變質(zhì)、內(nèi)部絕緣有缺陷而使局部放電逐步加大， 熱穩(wěn)定失衡或局部電擊穿等。 由于大氣過(guò)電壓或操作過(guò)電壓，使繞組匝間或相間絕緣被擊穿而發(fā)生短路； 如果線(xiàn)圈繞得不緊， 線(xiàn)匝間絕緣在負(fù)載激烈變化時(shí)， 絕緣紙摩擦破損反復(fù)重合閘， 也會(huì)造成匝間短路； 變壓器油面過(guò)低或散熱受限， 致使繞組溫度過(guò)高而損壞絕緣造成整體短路等， 都會(huì)使變壓器發(fā)生短路故障。如果發(fā)生匝間短路， 就會(huì)使各相直流電阻表現(xiàn)不平衡，導(dǎo)致電源側(cè)電流略有增大， 變壓器過(guò)熱， 油溫增高，甚至?xí)忻芭萋?. 匝間短路較輕時(shí)，可引起瓦斯保護(hù)動(dòng)作；嚴(yán)重時(shí)，可能造成電源側(cè)過(guò)流保護(hù)或者差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。 防止這種現(xiàn)象發(fā)生就要做到規(guī)范設(shè)計(jì)，重視線(xiàn)圈制造的軸向壓緊工藝； 對(duì)變壓器進(jìn)行短路試驗(yàn)；加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，使用可靠的短路保護(hù)系統(tǒng)，如采用差動(dòng)保護(hù)和變壓器本身的重瓦斯動(dòng)作來(lái)保護(hù)。 變壓器自動(dòng)跳閘故障及處理 當(dāng)變壓器各側(cè)斷路器自動(dòng)跳閘后， 應(yīng)先將跳閘斷路器的控制開(kāi)關(guān)操作至跳閘后的位 置， 并迅速投入備用變壓器， 調(diào)整運(yùn)行方式和負(fù)荷分配， 維持運(yùn)行系統(tǒng)及其設(shè)備處于正常狀態(tài)，然后進(jìn)行外部檢查，查明引起跳閘的原因。 如果是由于工作人員失誤或者操作器誤動(dòng)作或外部故障， 而非內(nèi)部故障， 則可越過(guò)內(nèi)部檢查步驟，直接投入送電；如果屬于差動(dòng)保護(hù)、重瓦斯保護(hù)或電流速斷保護(hù)等主保護(hù)動(dòng)作，且發(fā)生故障時(shí)有沖擊現(xiàn)象，就需對(duì)變壓器及其系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)檢查，并且停電進(jìn)行絕緣測(cè)量。在沒(méi)有查清原因之前， 嚴(yán)禁將變壓器投入運(yùn)行。 必須指出，不管系統(tǒng)有沒(méi)有備用的電源，絕對(duì)不允許將變壓器強(qiáng)制送電。 異常響聲 (1) 音響 較大而嘈雜時(shí)，可能是變壓器鐵芯的問(wèn)題。例如，夾件或壓緊鐵芯的螺釘松動(dòng)時(shí)，儀表的指示一般正常，絕緣油的顏色、溫度與油位也無(wú)大變化，這時(shí)應(yīng)停止變壓器的運(yùn)行，進(jìn)行檢查。 (2) 音響中夾有水的沸騰聲，發(fā)出 咕嚕咕嚕 的氣泡逸出聲，可能是繞組有較嚴(yán)重的故障，使其附近的零件嚴(yán)重發(fā)熱使油氣化。分接開(kāi)關(guān)的接觸不良而局部點(diǎn)有嚴(yán)重過(guò)熱或變壓器匝間短路，都會(huì)發(fā)出這種聲音。此時(shí)，應(yīng)立即停止變壓器運(yùn)行，進(jìn)行檢修。 (3) 音響中夾有爆炸聲，既大又不均勻時(shí)，可能是變壓器的器身絕緣有擊穿現(xiàn)象。這時(shí)，應(yīng)將變壓器停止運(yùn)行，進(jìn)行檢修。 (4) 音響中夾有放電的 吱吱 聲時(shí)，可能是變壓器器身或套管發(fā)生表面局部放電。如果是套管的問(wèn)題，在氣候惡劣或夜間時(shí)，還可見(jiàn)到電暈輝光或藍(lán)色、紫色的小火花，此時(shí)，應(yīng)清理套管表面的臟污，再涂上硅油或硅脂等涂料。此時(shí)，要停下變壓器，檢查鐵芯接地與各帶電部位對(duì)地的距離是否符合要求。 (5) 音響中夾有連續(xù)的、有規(guī)律的撞擊或摩擦聲時(shí)，可能是變壓器某些部件因鐵芯振動(dòng)而造成機(jī)械接觸，或者是因?yàn)殪o電放電引起的異常響聲，而各種測(cè)量表計(jì)指示和溫度均無(wú)反應(yīng)，這類(lèi)響聲雖然異常，但對(duì)運(yùn)行無(wú)大危害，不必立即停止運(yùn)行，可在計(jì)劃?rùn)z修時(shí)予以排除 。 溫度異常 變壓器在負(fù)荷和散熱條件、環(huán)境溫度都不變的情況下，較原來(lái)同條件時(shí)的溫度高，并有不斷升高的趨勢(shì)，也是變壓器溫度異常升高，與超極限溫度升高同樣是變壓器故障象征。 引起溫度異常升高的原因有： ①變壓器匝間、層間、股間短路； ②變壓器鐵芯局部短路； ③因漏磁或渦流引起油箱、箱蓋等發(fā)熱； ④長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，事故過(guò)負(fù)荷； ⑤散熱條件惡化等。 運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器溫度異常，應(yīng)先查明原因后，再采取相應(yīng)的措施予以排除，把溫度降下來(lái)，如果是變壓器內(nèi)部故障引起的，應(yīng)停止運(yùn)行，進(jìn)行檢修。 噴油爆炸 噴油爆炸的原 因是變壓器內(nèi)部的故障短路電流和高溫電弧使變壓器油迅速老化，而繼電保護(hù)裝置又未能及時(shí)切斷電源，使故障較長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)存在，使箱體內(nèi)部壓力持續(xù)增長(zhǎng)，高壓的油氣從防爆管或箱體其它強(qiáng)度薄弱之處噴出形成事故。 (1) 絕緣損壞：匝間短路等局部過(guò)熱使絕緣損壞；變壓器進(jìn)水使絕緣受潮損壞；雷擊等過(guò)電壓使絕緣損壞等導(dǎo)致內(nèi)部短路的基本因素。 (2) 斷線(xiàn)產(chǎn)生電?。壕€(xiàn)組導(dǎo)線(xiàn)焊接不良、引線(xiàn)連接松動(dòng)等因素在大電流沖擊下可能造成斷線(xiàn)，斷點(diǎn)處產(chǎn)生高溫電弧使油氣化促使內(nèi)部壓力增高。 (3) 調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)故障：配電變壓器高壓繞組的調(diào)壓段線(xiàn)圈是經(jīng) 分接開(kāi)關(guān)連接在一起的，分接開(kāi)關(guān)觸頭串接在高壓繞組回路中，和繞組一起通過(guò)負(fù)荷電流和短路電流，如分接開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭發(fā)熱，跳火起弧，使調(diào)壓段線(xiàn)圈短路。 套管閃絡(luò) 變壓器套管積垢，在大霧或小雨時(shí)造成污閃，使變壓器高壓側(cè)單相接地或相間短路。變壓器套管因外力沖撞或機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力而破損也是引起閃絡(luò)的因素。變壓器箱蓋上落異物，如大風(fēng)將樹(shù)枝吹落在箱蓋時(shí)引起套管放電或相間短路。以上對(duì)變壓器的聲音、溫度、油位、外觀及其他現(xiàn)象對(duì)配電變壓器故障的判斷，只能作為現(xiàn)場(chǎng)直觀的初步判斷。因?yàn)椋儔浩鞯膬?nèi)部故障不僅是單一方面的直觀反映， 它涉及諸多因素，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)假象。必要時(shí)必須進(jìn)行變壓器特性試驗(yàn)及綜合分析，才能準(zhǔn)確可靠地找出故障原因，判明事故性質(zhì)，提出較完備的合理的處理方法。 第三章 電力變壓器的故障檢測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體功能 電力變壓器故障從發(fā)展過(guò)程上可分為兩大類(lèi)：即突發(fā)性故障和潛伏性故障。突發(fā)性故障發(fā)展過(guò)程很快，瞬間就會(huì)造成嚴(yán)重后果。如雷擊、誤操作、負(fù)荷突變等。突發(fā)性故障具有偶然性， 且沒(méi)有一個(gè)供運(yùn)行人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析和維護(hù)的過(guò)程，只能通過(guò)避雷器、繼電保護(hù)、高頻保護(hù)等手段， 使突發(fā)性故障被限制在最小的范圍之內(nèi)。電力變壓器 的潛伏性故障一般有三種：即變壓器內(nèi)部的局部放電、局部過(guò)熱和變壓器絕緣的老化。 變壓器內(nèi)部局部放電的檢測(cè)方法 超聲檢測(cè)法 用固定在變壓器油箱壁上的超聲傳感器接收變壓器內(nèi)部局放產(chǎn)生的超聲波來(lái)檢測(cè)局放的大小和位置。通常采用的超聲傳感器為壓電傳感器，為避開(kāi)鐵心的磁噪聲和變壓器的機(jī)械振動(dòng)噪聲，選用的頻率范圍為 70～ 150 kHz 。 超聲檢測(cè)法主要用于定性判斷是否有局放信號(hào)，結(jié)合電脈沖信號(hào)或直接利用超聲信號(hào)對(duì)局放源進(jìn)行物理定位。 光測(cè)法 光測(cè)法是利用局放產(chǎn)生的光輻射進(jìn)行檢測(cè)。在變壓器油中，各種放電發(fā)出的光波長(zhǎng)不同，光電轉(zhuǎn)換后，通過(guò)檢測(cè)光電流的特征可以實(shí)現(xiàn)局放的識(shí)別。雖然在實(shí)驗(yàn)室中利用光測(cè)法來(lái)分析局放特征及絕緣劣化機(jī)理等方面取得了很大進(jìn)展，但由于光測(cè)法設(shè)備復(fù)雜、昂貴、靈敏度低， 在實(shí)際中并未直接使用。盡管如此， 光纖技術(shù)作為超聲技術(shù)的輔助手段應(yīng)用于局放檢測(cè)，將光纖伸入到變壓器油中， 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生局放時(shí)， 超聲波在油中傳播，這種機(jī)械力波擠壓光纖，引起光纖變形，導(dǎo)致光纖折射率和光纖長(zhǎng)度發(fā)生變化，從而光波被調(diào)制，通過(guò)適當(dāng)?shù)慕庹{(diào)器即可測(cè)量出超聲波，實(shí)現(xiàn)放電定位。 電脈沖法 電脈沖法又稱(chēng)脈沖電流法，通過(guò)檢測(cè)阻 抗、變壓器套管末屏接地線(xiàn)、外殼接地線(xiàn)、鐵心接地線(xiàn)及繞組中由于局放引起的脈沖電流， 獲得視在放電量。 電脈沖法技術(shù)的關(guān)鍵是如何有效地識(shí)別和抑制干擾，將真正的局放信號(hào)提取。 射頻檢測(cè)法 利用羅哥夫斯基線(xiàn)圈從電氣設(shè)備的中性點(diǎn)處測(cè)取信號(hào)，測(cè)量的信號(hào)頻率可達(dá)30 MHz，提高了局放的測(cè)量頻率。該測(cè)試系統(tǒng)安裝方便，檢測(cè)設(shè)備不改變電力系統(tǒng)運(yùn)行方式。但對(duì)于三相變壓器而言，該測(cè)試系統(tǒng)得到的信號(hào)是三相局放量的總和，無(wú)法進(jìn)行分辨，信號(hào)容易受外界干擾。隨著數(shù)字濾波技術(shù)的發(fā)展，該方法在局放在線(xiàn)監(jiān)測(cè)中已有較廣泛的應(yīng)用，尤其是在發(fā)電 機(jī)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。 超高頻檢測(cè)法 超高頻局放檢測(cè)通過(guò)檢測(cè)變壓器內(nèi)部局放產(chǎn)生的超高頻 (300～ 3 000 MHz) 電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)局部放電的檢測(cè)和定位， UHF 法和脈沖電流法不同，脈沖電流法的頻率測(cè)量范圍一般不超過(guò) 1 MHz， UHF 法的頻率范圍為 300～ 3 000 MHz[3]。脈沖電流法中將試品看作一個(gè)集中參數(shù)的對(duì)地電容，發(fā)生一次局放時(shí)， 試品電容兩端產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的電壓變化，通過(guò)耦合電容在檢測(cè)阻抗中產(chǎn)生一個(gè)脈沖電流；而 UHF 法中傳感器并非起電容耦合的作用， 而是接收超高頻信號(hào)的天線(xiàn)。 甚高頻法 甚高 頻法與 UHF 法類(lèi)似，它檢測(cè)信號(hào)的頻率范圍在 30～ 300 MHz。雖然這個(gè)頻率范圍可避開(kāi)一些電暈干擾，但并不能完全排除。由于甚高頻法會(huì)受到一些電暈干擾的影響，所以，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)不使用外置傳感器，而只采用內(nèi)置傳感器來(lái)獲取 PD 信號(hào)。同時(shí)，用甚高頻法也可以對(duì) PD 進(jìn)行定位。甚高頻法的主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)放電量的校準(zhǔn)比較可靠。 超聲波監(jiān)測(cè)法 局部放電所伴隨的爆裂狀的聲發(fā)射，會(huì)產(chǎn)生超聲波并以球面波的形式快速向四面八方傳播。因此，一旦能設(shè)法截取到這種超聲波，就可以判斷是否有局部放電的發(fā)生，進(jìn)而可以對(duì)局部放電位置進(jìn)行定位。這種局部 放電的監(jiān)測(cè)方法就稱(chēng)之為超聲波檢測(cè)法。 超聲波監(jiān)測(cè) PD，首先要在變壓器箱壁上的不同位置安放多個(gè)超聲波傳感器。由于它們相對(duì)于局放源的位置不同，接收到的超聲波信號(hào)之間存在時(shí)間差，通過(guò)計(jì)算就能相對(duì)準(zhǔn)確地定位出局放源的位置。 超聲波監(jiān)測(cè)法有靈敏度高，能對(duì)局放源定位等優(yōu)點(diǎn)。但由于超聲波傳輸?shù)亩嗦窂絾?wèn)題（這是由于超聲波在不同介質(zhì)間傳播速度的差異引起的），注定了這種定位是粗糙的，難以進(jìn)行定量。 另外，因?yàn)槌暡▊鞲衅魍ǔｎl帶為 30～ 200 kHz。所以該方法存在受環(huán)境噪聲、電磁干擾等問(wèn)題和本身衰減等因素影響，所以運(yùn)用該方法 的精度往往不夠，時(shí)有誤測(cè)漏測(cè)。 變壓器內(nèi)部局部過(guò)熱的檢測(cè) 局部過(guò)熱故障包括接點(diǎn)接觸不良、磁路故障、導(dǎo)體故障等。變壓器油和固體絕緣材料在電或熱的作用下分解產(chǎn)生一些特征氣體。在不同的運(yùn)行狀態(tài)下，外界對(duì)變壓器油的理化作用不同，產(chǎn)生的氣體的成分和含量也不相同。正常運(yùn)行中，變壓器內(nèi)部絕緣油與固體絕緣材料會(huì)產(chǎn)生一些非氣態(tài)的劣化產(chǎn)物外，還產(chǎn)生少量的氫、低分子烴類(lèi)氣體和碳的氧化物等。其中碳的氧化物 ( CO、 CO2) 成分最多，其次是氫和烴類(lèi)氣體。當(dāng)發(fā)生過(guò)熱性故障時(shí)，熱點(diǎn)只影響到絕緣油的分解而不涉及固體絕緣的裸金屬過(guò)熱 性故障。油中溶解氣體以 CH4 和 C2H4 為特征氣體，二者之和常占總烴的 80%以上。故障點(diǎn)溫度較低時(shí)， 甲烷占的比例大。隨著熱點(diǎn)溫度的升高 ( 500e 以上 ) ，乙烯、氫組分急劇增加，比例增大。當(dāng)嚴(yán)重過(guò)熱 ( 800e ) 時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生少量乙炔， 但其含量不超過(guò)乙烯量的 10%。涉及固體絕緣的過(guò)熱性故障時(shí)， 除產(chǎn)生上述的低分子烴類(lèi)氣體外，還產(chǎn)生較多的 CO、CO2。隨著溫度的升高， CO、 CO2 比值逐漸增大。因此，根據(jù)《電力系統(tǒng)預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》及導(dǎo)則，通過(guò)分析油中溶解氣體的成分、特征氣體含量、變化趨勢(shì)、IEC 三比值法 來(lái)判斷變壓器是否存在內(nèi)部潛伏性故障及故障的性質(zhì)。 磁回路過(guò)熱性故障判據(jù) 在四比值法中，當(dāng) CH4/ H2= 1~3， C2H6/ CH4 1， C2H4/ C2H6 3， C2H2/ CH4 0. 5 時(shí)，變壓器存在磁回路過(guò)熱性故障。 將三比值法與磁回路過(guò)熱判據(jù)結(jié)合使用來(lái)判斷磁回路與導(dǎo)電回路的過(guò)熱性故障。 超聲一光纖監(jiān)測(cè)法 光纖傳感器利用光線(xiàn)本身或外部敏感元件將聲信號(hào)轉(zhuǎn)變成光強(qiáng)信號(hào)的變化，再轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。 利用光纖傳輸光波的特性和外加光源以及光敏元件可以構(gòu)成兩種類(lèi)型的光纖傳感器，即功能型光纖傳感器 和非功能型光纖傳感器。功能型光纖傳感器一般采用單模光纖，光纖同時(shí)起傳輸和傳感作用，即光纖本身即是敏感元件。該類(lèi)傳感器利用光纖本身的傳輸特性（光強(qiáng)、波長(zhǎng)、相位和頻率等）受被測(cè)量物的作用而發(fā)生變化，即被調(diào)制，在輸出端通過(guò)合適的解調(diào)而測(cè)量被測(cè)量物，能測(cè)量作用于光纖的微弱信號(hào)。非功能型光纖傳感器一般采用多模光纖，光纖不再是敏感元件，而是在光纖端面或者接合處放置機(jī)械式或者光學(xué)式的敏感元件來(lái)感受被測(cè)量物的變化，從而光纖本身只起傳輸作用。這類(lèi)光纖傳感器易實(shí)現(xiàn)，但是測(cè)量精度和靈敏度較低。 絕緣老化及其檢測(cè) 大 多變壓器的損壞和故障都是因絕緣系統(tǒng)的損壞而造成。電力變壓器的絕緣基本上可以分為二種：液體絕緣和固體絕緣。由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行受溫度、局部放電、雜質(zhì)等多種因素的影響， 絕緣介質(zhì)會(huì)發(fā)生老化， 使絕緣性能下降，影響到變壓器運(yùn)行的可靠性。 絕緣介質(zhì)老化往往反映在絕緣介質(zhì)在交變電場(chǎng)的使用下，其極化過(guò)程發(fā)生了改變，非彈性極化增強(qiáng) ,使極化過(guò)程中的有功損耗增加，使絕緣介質(zhì)的介質(zhì)損耗率增大。可以采用測(cè)量電力變壓器絕緣套管電壓與套管末屏接地電流間相位差的方法，對(duì)絕緣套管介質(zhì)損耗進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 變壓器油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 在變壓器運(yùn)行中， 絕緣油和有機(jī)絕