变压器故障分类及在线监测概述

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1、第一章、变压器故障分类及在线监测概述1.1变压器故障分类大型变压器的故障涉及面广而复杂多样，特别是在运行中发生的故障很难以某一判据诊断出故障的类型及性质。运行变压器常见故障的划分方法通常有：按变压器本体可分为内部故障和外部故障，即把油箱内发生的各相绕组间的相间短路、绕组的匝间短路、绕组或引线与箱体接地等称为内部故障，而油箱外部发生的套管闪络、引出线间的相间短路等故障称为外部故障；按变压器结构可分为绕组故障、铁芯故障、油质故障、附件故障；按回路可分为电路故障、磁路故障、油路故障；从故障发生的部位可分为绝缘故障、铁芯故障、分接开关故障、套管故障等。实际上，变压器的各种故障都

2、可能危及内绝缘的安全，因此，各种外部丛内部原因引发或直接造成的变压器内部故障，按性质又可分为热故障和放电故障。本章节对变压器故障进行了简单的分类描述，便于更好的了解变压器的故障并进行防护。1.1.1变压器过热故障变压器过热故障是常见的多发性故障，他对变压器的安全运行和使用寿命带来严重威胁。变压器运行时有空载损耗和负载损耗产生，这些损耗发自于变压器绕组、铁心和金属结构件中；损耗转化为热量后，一部分用来提高绕组、铁心及结构件本身的温度，另一部分热量向周围介质(如绝缘物，变压器油等)散出，使发热体周围介质的温度逐渐升高，再通过油箱和冷却装置对环境空气散热。当各部分的温差达到能

3、使产生的热和散出的热平衡时，即达到了稳定状态，各部件的温度不再变化；反之，在变压器中任何一个部位，如果其发热量大于预期值或散热量小于预期值，不能达到发热和散热在规定的限值内平衡，这就发生了过热现象。由于过热引起的事故、障碍和缺陷，统称为过热故障。过热故障按发生部位可分为内部过热故障和外部过热故障。内部过热故障包括绕组、铁心，油箱、夹件、拉板、无载分接开关、连接螺栓及引线等部件；外部过热故障包括套管、冷却装置、有载分接开关的驱动控制装置以及其他外部组件，根据变压器过热故障性质可分为以发热异常为主的发热异常型过热故障和以散热异常为主的散热异常型过热故障，而发热异常型过热故障

4、又可分为电流(主要指环流和涡流)异常型过热故障和电阻异常型过热故障。按过热故障原因主要分类如下：1)设计和工艺制造缺陷(含材料质量问题)；2)产品运输和现场安装不良；3)运行操作和维护不当；4)运行环境和条件异常；5)其他原因(如绝缘、油的自然老化)。一、直环流或涡流在导体和金属结构件中引起的过热1．铁心过热故障变压器铁心局部过热是一种常见故障，通常是由于设计、制造工艺等质量问题和其他外界因素引起的铁心多点接地或短路而产生。变压器正常运行时，充当电极的各绕组、引线与油箱间将产生不均匀的电场，铁心和夹件等金属结构件就处于该电场中，由于他们所处的位置不同，因此，所具有的悬浮

5、电位也各不相同，当两点之间的悬浮电位达到能够击穿其间的绝缘时，便产生火花放电。这种放电可使变压器油分解，长此下去，会逐渐损坏变压器固体绝缘，导致事故发生。2．绕组过热故障变压器绕组过热故障可分为发热异常型过热故障、散热异常型过热故障和异常运行过热故障。3．引线分流故障由于引线安装工艺问题，使高压套管的出线电缆与套管内的铜管相碰，运行或检修过程中，接触部位受力摩擦，会导致引线绝缘层损伤或半迭绕白布带脱落，引起裸铜引线直接与铜管内壁及均压球接触，形成由铜管壁和引线组成的交链磁通的闭合回路，由此产生引线分流和环流，使电缆铜线烧断、烧伤，使铜管熔成凹形坑等。4．铁心拉板过热故障

6、大型变压器铁心拉板，是为保证器身整体强度而普遍采用的重要部件，通常采用低磁钢材料，由于他处于铁心与绕组之间的高漏磁场区域中，因此，易于产生涡流损耗过分集中，严重时会造成局部过热，其影响因素涉及铁心拉板材料、几何结构形式与尺寸、漏磁场源等。5．涡流集中引起的油箱局部过热对于大型变压器或高阻抗变压器，由于其漏磁场很强，若绕组平衡安匝设汁不合理或漏磁较大的油箱壁或夹件等结构件不采取屏蔽措施或磁钢板错用成普通钢板，使漏磁场感应的涡流失控，引起油箱或夹件等的局部过热。二、金属部件之间接触不良引起的过热1．分接开关动．静触头接触不良（1）无励磁分接开关的动触头片数少用了三分之一，由

7、于接触电流增加，分接开关在运行中烧损。（2）有载分接开关或无励磁分接开关，由于操作机构的缺陷、固定触头的支架变形或压紧弹簧失效，造成动触头和静触头间的接触不良，甚至接触不上，使其触头表面腐蚀、氧化，或触头之间的接触电阻增大，引起分接开关烧坏。（3）在有载调压变压器中，特别是跳崖频繁、负荷电流较大的变压器，会造成触头之间的机械磨损、电腐蚀和触头污染，电流的热效应会使弹簧刀弹性变弱，从而使动、静触头之间的接触压力下降。2．引线接头连接不良(1)低压绕组引出线与大电流套管的连接螺栓压接接头，由于压紧程度不足，造成接触电阻大，引起接线片及套管导流