【文章內容簡介】 器內。在變壓器上進行檢修時，不慎跌落物件、工具砸壞套管，輕則發(fā)生閃絡，重則短路接地。 d．并聯(lián)運行的配電變壓器在檢修、試驗或更換電纜后未進行逐一校相，隨意接線導致相序接錯，變壓器在投入運行后將產(chǎn)生很大的環(huán)流，燒毀變壓器。（五）變壓器故障典型案例一、短路故障案例 黑龍江交通職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文） 09 級 電氣自動化專業(yè) 7 　　(1)案例。我廠老廠＃7 機 、110kV 變壓器(SFSZ8—31500/110)發(fā)生短路事故，重瓦斯保護動作，跳開主變壓器三側開關。返廠吊罩檢查，發(fā)現(xiàn) C 相高壓繞組失團，C 相中壓繞組嚴重變形，并擠破囚扳造成中、低壓繞組短路；C 相低壓繞組被燒斷二股；B 相低壓、中壓繞組嚴重變形；所有繞組匝間散布很多細小銅珠、銅末；上部鐵芯、變壓器底座有銹跡。 　　事故發(fā)生的當天有雷雨。事故發(fā)生前，曾多次發(fā)生 10kV、35kV 側線路單相接地。13 點 40 分 35kV 側過流動作，重合成功；18 點 44 分 35kV 側再次過流動作，重合閘動作，同時主變壓器重瓦斯保護跳主變壓器三側開關。經(jīng)查 35kV 距變電站不遠處 B、C相間有放電燒損痕跡。 (2)原因分析。根據(jù)國家標準 GBl094．5—日 5 規(guī)定 110kV 電力變壓器的短路表觀容量為 800MVA，應能承受最大非對稱短路電流系數(shù)約為 2．55。該變壓器編制的運行方式下： 電網(wǎng)最大運行方式 110kV 三相出口短路的短路容量為 1844MVA； 35kV 三相出口短路為 365MVA； 10kV 三相出口短路為 225．5MVA； 事故發(fā)生時，實際短路容量尚小于上述數(shù)值。據(jù)此計算變壓器應能承受此次短路沖擊。事故當時損壞的變壓器正與另一臺 31500／110 變壓器并列運行，經(jīng)受同樣短路沖擊而另一臺變壓器卻未損壞。因此事故分析認為導致變壓器 B、C 相繞組在電動力作用下嚴重變形并燒毀，由于該變壓器存在以下問題： 　　1)變壓器繞組松散。高壓繞組輻向用手可搖動 5mm 左右。從理論分析可知，短路電流產(chǎn)生的電動力可分為輻向力和軸向力。外側高壓繞組受的輻向電磁力，從內層至外層三線性遞減，最內層受的輻向電磁力最大，兩倍于繞組所受的平均圓周力。當繞組卷緊芝內層導線受力后將一部分力轉移到外層，結果造成內層導線應力趨向減小，而外層導絞受力增大，內應力關系使導線上的作用力趨于均衡。內側中壓繞組受力方向相反，但均167。七用的原理和要求一致。繞組如果松散，就起不到均衡作用，從而降低了變壓器的抗短路充擊的能力。 　　外側高壓繞組所受的輻向電動力是使繞組導線沿徑向向外脹大，受到的是拉張力，表觀為向外撐開；內側中壓繞組所受的輻向電動力是使繞組導線沿徑向向內壓縮，受到的是壓力，表現(xiàn)為向內擠壓。這與該變壓器的 B、C 相高、中壓繞組在事故中的結果一致。 2)經(jīng)吊罩檢查發(fā)現(xiàn)該變壓器撐條不齊且有移位、墊塊有松動位移。這樣大大降低了內側中壓繞組承受輻向力和軸向力的能力，使繞組穩(wěn)定性降低。從事故中的 C 相中壓繞組輻向失穩(wěn)向內彎曲的情況，可以考慮適當增加撐條數(shù)目，以減小導線所受輻向彎曲應力。 3)絕緣結構的強度不高。由于該變壓器中、低壓繞組采用的是圍板結構，而圍板本身較軟，經(jīng)真空于燥收縮后，高、中、低繞組之間呈空松的格局，為了提高承受短路的能力，宜在內側繞組選用硬紙筒絕緣結構。 (3)措施。這是一起典型的因變壓器動穩(wěn)定性能差而造成的變壓器繞組損壞事故，應吸取的教訓和相應措施包括： 1)在設計上應進一步尋求更合理的機械強度動態(tài)計算方式；適當放寬設計安全裕度；內繞組的內襯，采用硬紙筒絕緣結構；合理安排分接位置，盡量減小安匝不平衡。 2)制造工藝上可從加強輻向和軸向強度兩方面進行，措施主要有：采用女式繞線機繞制繞組，采用先進自動拉緊裝置卷緊繞組；牢固撐緊繞組與鐵心之間的定位，采用整黑龍江交通職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文） 09 級 電氣自動化專業(yè) 8 產(chǎn)套裝方式；采用墊塊預密化處理、繞組恒壓干燥方式；繞組整體保證高度一致和結構完整；強化繞組端部絕緣；保證鐵軛及夾件緊固。 3)要加強對大中型變壓器的質量監(jiān)制管理，在訂貨協(xié)議中應強調對中、小容量的變壓器在型式試驗中作突發(fā)短路試驗，大型變壓器要作縮小模型試驗，提高變壓器的抗短路能力，同時加強變電站 10kV 及 35kV 系統(tǒng)維護，減少變壓器遭受出口短路沖擊機率。(六)變壓器故障的處理運行中的配電變壓器，絕大部分安裝在室外，所以它經(jīng)常受著各種變化著的氣候條件的影響。另外，變壓器所帶的負荷經(jīng)常變化，容易將變壓器燒毀。因此，變壓器需要定期進行巡視，應從變壓器運行時的聲音、氣味，顏色異常、油位、油溫進行著手分析，盡量發(fā)現(xiàn)各種缺陷。文章對變壓器常見故障進行分析，在放電故障、絕緣故障、變壓器故障綜合處理等方面提出解決方法。變壓器是電力系統(tǒng)中的一個關鍵設備，它的良好運行對電網(wǎng)安全具有重要的意義。據(jù)國外近幾年的統(tǒng)計，涌流、外部短路和絕緣損耗是變壓器損壞的兩種主要因素。其中涌流／外部短路發(fā)生時，主要靠繼電保護裝置去保護變壓器，而絕緣損耗目前主要是靠變壓器定期檢修和及時監(jiān)測來發(fā)現(xiàn)。目前變壓器運行可靠性在不斷提高。但變壓器事故和故障還是不斷發(fā)生。所以對變壓器進行故障分析和及時診斷就顯得尤為重要。根據(jù)變壓器運行現(xiàn)場的實際狀態(tài)，在發(fā)生以下情況變化時，需對變壓器進行故障診斷：正常停電狀態(tài)下進行的交接、檢修驗收或預防性試驗中一項或幾項指標超過標準；運行中出現(xiàn)異常而被迫停電進行檢修和試驗；運行中出現(xiàn)其他異常（如出口短路）或發(fā)生事故造成停電，但尚未解體（吊心或吊罩）。綜合分析判斷的基本原則 1．與設備結構聯(lián)系。熟悉和掌握變壓器的內部結構和狀態(tài)是變壓器故障診斷的關鍵，如變壓器內部的絕緣配合、引線走向、絕緣狀況、油質情況等。又如變壓器的冷卻方式是風冷還是強迫油循環(huán)冷卻方式等，再如變壓器運行的歷史、檢修記錄等，這些內容都是診斷故障時重要的參考依據(jù)。 2．與外部條件相結合。診斷變壓器故障的同時，一定要了解變壓器外部條件是否構成影響，如是否發(fā)生過出口短路；電網(wǎng)中的諧波或過電壓情況是否構成影響；負荷率如何；負荷變動幅度如何，等等。 3．與規(guī)程標準相對照。與規(guī)程規(guī)定的標準進行對照，假如發(fā)生超標情況必須查明原因，找出超標的根源，并進行認真的處理和解決。 4．與同類設備相比較（橫向比較）。同一容量或相同運行狀態(tài)的變壓器是否有異常，是外因的影響還是內在的變化。一臺變壓器發(fā)現(xiàn)異常，而同一地點的另一臺相這樣結合分析有利于準確判斷故障現(xiàn)象。 5．與自身不同部位相比較（縱向比較）。對變壓器本身的不同部位進行檢查比較。如變壓器油箱箱體溫度分布是否變化均勻，局部溫度是否有突變。又如用紅外成像儀檢查變壓器套管或油枕溫度，以確定是否存在缺油故障等。再如測繞組絕緣電阻時，分析高對中、低、地，中對高、低、地與低對高、中、地是否存在明顯差異，測繞組電阻、測套管 C 及介質損耗因數(shù) tg?茲時，三相間有無異常不同，這些也有利于對故障部位的準確判斷。有無異常的判斷： 從變壓器故障診斷的一般步驟可見，根據(jù)色譜分析的數(shù)據(jù)著手診斷變壓器故障時，首先是要判定設備是否存在異常情況，常用的方法有： 黑龍江交通職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文） 09 級 電氣自動化專業(yè) 9 1．將分析結果的幾項主要指標與規(guī)程中的注意值作比較。如果有一項或幾項主要指標超過注意值時，說明設備存在異常情況，要引起注意。但規(guī)程推薦的注意值是指導性的，它不是劃分設備是否異常的唯一判據(jù)，不應當作強制性標準執(zhí)行；而應進行跟蹤分析，加強監(jiān)視，注意觀察其產(chǎn)生速率的變化。在判斷設備是否存在故障時，不能只根據(jù)一次結果來判定，而應經(jīng)過多次分析以后，將分析結果的絕對值與導則的注意值作比較，將產(chǎn)氣速率與產(chǎn)氣速率的參考值作比較，當兩者都超過時，才判定為故障。2．了解設備的結構、安裝、運行及檢修等情況，徹底了解氣體真實來源，以免造成誤判斷。另外，為了減少可能引起的誤判斷，新設備及大修后在投運前，應作一次分析；在投運后的一段時間后，應作多次分析。因為故障設備檢修后，絕緣材料殘油中往往殘存著故障氣體，這些氣體在設備重新投運的初期，還會逐步溶于油中，因此在追蹤分析的初期，常發(fā)現(xiàn)油中氣體有明顯增長的趨勢，只有通過多次檢測，才能確定檢修后投運的設備是否消除了故障。綜合分析診斷的要求：1．將試驗結果的幾項主要指標（總烴、乙炔、氫）與規(guī)程列出的注意值作比較。 2．對 CO 和 Cq 變化要進行具體分析比較。 3．油中溶解氣體含量超過規(guī)程所列任一項數(shù)值時應引起注意，但注意值不是認定設備是否正常的唯一判斷依據(jù)，必須同時注意產(chǎn)氣速率，當產(chǎn)氣速率也達到注意值時，應作綜合分析并查明原因。有的新投入運行的或重新注油的設備，短期內各種氣體含量迅速增加，但尚未超過給定的數(shù)值，也可判斷為內部異常狀況；有的設備因某種原因使氣體含量基值較高，超過給定的注意值，但增長率低于前述產(chǎn)氣速率的注意值，仍可認為是正常設備。 4．當認為設備內部存在故障時，可用三比值法對故障類型做出分析。 5．在氣體繼電器內出現(xiàn)氣體情況下，應將繼電器內氣樣的分析結果，按前述方法與油中取出氣體的分析結果作比較。 6．根據(jù)上述結果與其他檢查性試驗相結合，測量繞組直流電阻、空載特性試驗、絕緣試驗、局部放電試驗和測量微量水分等，并結合該設備的結構、運行、檢修等情況，綜合分析判斷故障的性質及部位，并根據(jù)故障特征，可相應采取紅外檢測、超聲波檢測和其它帶電檢測等技術手段加以綜合診斷。并針對具體情況采取不同的措施，如縮短試驗周期、加強監(jiān)視、限制負荷、近期安排內部檢查、立即停電檢查等。在使用變壓器的過程中，一定要定期檢查三相電壓是否平衡，如嚴重失衡，應及時采取措施進行調整。同時，應經(jīng)常檢查變壓器的油位、溫度、油色正常，有無滲漏，呼吸器內的干燥劑顏色有無變化，如已失效要及時更換，發(fā)現(xiàn)缺陷及時消除。定期清理配電變壓器上的污垢，必要時采取防污措施，安裝套管防污帽，檢查套管有無閃絡放電，接地是否良好，有無斷線、脫焊、斷裂現(xiàn)象，定期搖測接地電阻。黑龍江交通職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文） 09 級 電氣自動化專業(yè) 10 二 互感器的常見故障與分析互感器(instrument transformer)是按比例變換電壓或電流的設備。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標準低電壓（100V）或標準小電流（5A 或 10A，均指額定值），以便實現(xiàn)測量儀表、保護設備及自動控制設備的標準化、小型化。同時互感器還可用來隔開高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設備的安全。按比例變換電壓或電流的設備。(一) 互感器的作用電流互感器的作用在測量交變電流的大電流時,為便于二次儀表測量需要轉換為比較統(tǒng)一的電流（我國規(guī)定電流互感器的二次額定為 5A 我國規(guī)定電流互感器的二次額定為 5A），另外線路上的電壓都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用，電流互感器就是升壓(降流)變壓器. 它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉換成低電流，電流互感器一次側接在一次系統(tǒng)，二次側接測量儀表、繼電保護等。 1 次側只有 1 到幾匝，導線截面積大，串入被測電路。2 次側匝數(shù)多,導線細,與阻抗較小的儀表(電流表/功率表的電流線圈)構成閉路。電流互感器的運行情況相當于 2 次側短路的變壓器，一般選擇很低的磁密(),并忽略勵磁電流，則 I1/I2=N2/N1=k。 電流互感器一次繞組電流 I1 與二次繞組 I2 的電流比，叫實際電流比 勵磁電流是誤差的主要根源。,1 表示變比誤差不超過 1%。電壓互感器的作用：給重合閘提供必要信號，一條線路兩側重合閘的方式要么是檢無壓，要么是檢同期，線路 PT 可以為重合閘提供電壓信號。 現(xiàn)在部分線路 PT 時用的電容式電壓互感器，可以為載波通信提供信號通道。 目前對一些特殊的供電用戶線路提供計量電壓將系統(tǒng)高電壓轉變?yōu)闃藴实牡碗妷海?00v ）,為儀表、保護提供必要的電壓。與測量儀表相配合，測量線路的相電壓與線電壓；與繼電保護裝置相配合，對系統(tǒng)及設備進行過電壓、單相接地保護。.隔離一次設備與二次設備，保護人身和設備的安全(二) 互 感 器 分 類 互感器分為電壓互感器和電流互感器兩大類，其主要作用有：將一次系統(tǒng)的電壓、電流信息準確地傳遞到二次側相關設備；將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流變換為二次側的低電壓（標準值）、小電流（標準值），使測量、計量儀表和繼電器等裝置標準化、小型化，并降低了對二次設備的絕緣要求；將二次側設備以及二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)高壓設備在電氣方面很好地隔離，從而保證了二次設備和人身的安全。黑龍江交通職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文） 09 級 電氣自動化專業(yè) 11 測量用電流互感器主要與測量儀表配合，在線路正常工作狀態(tài)下，用來測量電流、電壓、功率等。測量用微型電流互感器主要要求： 絕緣可靠，足夠高的測量精度，當被測線路發(fā)生故障出現(xiàn)的大電流時互感器應在適當?shù)牧砍虄蕊柡停ㄈ?500%的額定電流）以保護測量儀表。保護用電流互感器保護用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時，向繼電裝置提供信號切斷故障電路，以保護供電系統(tǒng)的安全。保護用微型電流互感器的工作條件與測量用互感器完全不同，保護用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時才開始有效的工作。利用變壓器原、副邊電流成比例的特點制成。其工作原理、等值電路也與一般變壓器相同，只是其原邊繞組串聯(lián)在被測電路中，且匝數(shù)很少；副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負載，近似短路。原邊電流（即被測電流）和副邊電流取決于