配電變壓器的常見故障及處理來源： 作者：MARTIN 時(shí)間：2021-08-10
配電變壓器及其各輔助設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中都會(huì)受到電、熱、機(jī)械、化學(xué)和環(huán)境等等諸多因素的影響，健康狀況逐漸變差，當(dāng)其健康狀況下降到一定程度時(shí)，就會(huì)影響配電變壓器的安全運(yùn)行。 配電變壓器故障可分為內(nèi)部故障和外部故障，內(nèi)部故障是指配電變壓器本體內(nèi)部絕緣或繞組出現(xiàn)的故障，外部故障是指配電變壓器輔助設(shè)備出現(xiàn)的故障。故障程度有輕有重，在故障較輕時(shí)，配電變壓器雖能繼續(xù)運(yùn)行，但必須采取措施，同時(shí)監(jiān)視故障的發(fā)展變化；當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)，必須立即停止配電變壓器的運(yùn)行，防止故障擴(kuò)大。 在配電變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，需判斷準(zhǔn)確，處理得當(dāng)，既要防止故障擴(kuò)大，又不可輕率停止配電變壓器的運(yùn)行，這就要求運(yùn)行人員提高故障判別能力，積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，使配電變壓器的故障得到正確判斷和及時(shí)處理幾種常見異常或故障的判斷和處理方法。
一、配電變壓器聲音出現(xiàn)異常的情況:
1、電網(wǎng)發(fā)生單相接地或產(chǎn)生諧振過電壓時(shí)，配電變壓器的聲音較平常尖銳;
2、當(dāng)有大容量的動(dòng)力設(shè)備起動(dòng)時(shí)，負(fù)荷變化較大，使配電變壓器聲音增大。如配電變壓器帶有電弧爐、可控硅整流器等負(fù)荷時(shí)，由于有諧波分量，所以配電變壓器內(nèi)瞬間會(huì)發(fā)出“哇哇”聲或“咯咯”間歇聲;
3、過負(fù)荷使配電變壓器發(fā)出很高而且沉重的“嗡嗡”聲;
4、個(gè)別零件松動(dòng)如鐵芯的穿芯螺絲夾得不緊或有遺漏零件在鐵芯上，配電變壓器發(fā)出強(qiáng)烈而不均勻的“噪音”或有“錘擊”和“吹風(fēng)”之聲;
5、配電變壓器內(nèi)部接觸不良，或絕緣有擊穿，配電變壓器發(fā)出“噼啪”或“吱吱”聲，且此聲音隨距離故障點(diǎn)遠(yuǎn)近而變化;
6、系統(tǒng)短路或接地時(shí)，通過很大的短路電流，使配電變壓器發(fā)出“噼啪”噪音，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)有巨大轟鳴聲;
7、系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，配電變壓器發(fā)生粗細(xì)不勻的噪音。
二、配電變壓器過熱
過熱對(duì)配電變壓器是極其有害的。配電變壓器絕緣損壞大多是由過熱引起，溫度的升高降低了絕緣材料的耐壓能力和機(jī)械強(qiáng)度。354《配電變壓器運(yùn)行負(fù)載導(dǎo)則》指出配電變壓器最熱點(diǎn)溫度達(dá)到140℃時(shí)油中就會(huì)產(chǎn)生氣泡，氣泡會(huì)降低絕緣或引發(fā)閃絡(luò)，造成配電變壓器損壞。配電變壓器的過熱也對(duì)配電變壓器的使用壽命影響極大。國(guó)際電工委員會(huì)()認(rèn)為在：80—140℃的溫度范圍內(nèi)，溫度每增加6℃，配電變壓器絕緣有效使用壽命降低的速度會(huì)增加一倍，這就是配電變壓器運(yùn)行的（六度原則）。國(guó)標(biāo)1094中規(guī)定：油浸配電變壓器繞組平均限值是65℃，頂部油是55℃，鐵芯和油箱是80℃。IEC還規(guī)定線圈熱點(diǎn)溫度任何時(shí)候不得超過140℃，一般取130℃作為設(shè)計(jì)值；配電變壓器油溫異常升高的原因可能有：① 配電變壓器過負(fù)荷；② 冷卻裝置故障(或冷卻裝置末投入)；③配電變壓器內(nèi)部故障；④溫度指示裝置誤指示。
發(fā)現(xiàn)配電變壓器油溫異常升高，應(yīng)對(duì)以上可能的原因逐一進(jìn)行檢查，作出準(zhǔn)確判斷檢查 并及時(shí)處理：
(1) 若運(yùn)行儀表指示配電變壓器已過負(fù)荷，單相配電變壓器組三相各溫度計(jì)指示基本一致(可能有幾度偏差)，配電變壓器及冷卻裝置跡象，則油溫升高由過負(fù)荷引起，則按過負(fù)荷處理。
(2) 若冷卻裝置未投入或有故障，應(yīng)立即處理，排除故障；若故障不能立即排除，則必須降低配電變壓器運(yùn)行負(fù)荷，按相應(yīng)冷卻裝置冷卻性能與負(fù)荷的對(duì)應(yīng)值運(yùn)行。
(3) 若遠(yuǎn)方測(cè)溫裝置發(fā)出溫度告警信號(hào)，且指示溫度值很高，而現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)指示并不高，配電變壓器又沒有其它故障現(xiàn)象，可能是遠(yuǎn)方測(cè)溫回路故障誤告警，這類故障可在適宜的時(shí)候予以排除。
(4) 如果三相配電變壓器組中某一相油溫升高，明顯高于該相在過去同一負(fù)荷，且同樣冷卻條件下的運(yùn)行油溫，而冷卻裝置、溫度計(jì)均正常，則過熱可能是由配電變壓器內(nèi)部的某種故障引起，應(yīng)通知專業(yè)人員立即取油樣作色譜分析，進(jìn)一步查明故障。若色譜分析表明配電變壓器存在內(nèi)部故障，或配電變壓器在負(fù)荷及冷卻條件不變的情況下，油溫不斷上升，則應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程規(guī)定將配電變壓器退出運(yùn)行。
(5) 造成主變溫度異常升高的原因主要有:
a) 內(nèi)部各接頭發(fā)熱
b) 線卷有匝間短路
c) 鐵芯存在短路或渦流不正常現(xiàn)象
三、配電變壓器絕緣油顏色出現(xiàn)顯著變化的情況
絕緣油在運(yùn)行時(shí)可能與空氣接觸，并逐漸吸收空氣中的水份，從而降低絕緣性能。同時(shí)絕緣油也可能吸收、溶解大量空氣，由于油經(jīng)常在較高溫度下運(yùn)行，油與空氣中的氧接觸，生成各種氧化物，并且這些氧化物呈酸性，容易使得配電變壓器內(nèi)部的金屬、絕緣材料受到腐蝕，增加油的介質(zhì)損耗，隨之降低絕緣強(qiáng)度，造成配電變壓器內(nèi)閃絡(luò)，容易引起繞組與外殼的擊穿。
四、油枕或防爆管出現(xiàn)噴油的情況
當(dāng)二次系統(tǒng)突然短路，而保護(hù)拒動(dòng)，或內(nèi)部有短路故障，而出氣孔和防爆管堵塞等，內(nèi)部的高溫和高熱會(huì)使配電變壓器油突然噴出，噴出后使油面降低，有可能引起瓦斯保護(hù)動(dòng)作。
五、出現(xiàn)三相電壓不平衡的情況
1、三相負(fù)載不平衡引起中性點(diǎn)位移，使三相電壓不平衡;
2、系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振，使三相電壓不平衡;
3、繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，造成三相電壓不平衡。
六、繼電保護(hù)發(fā)生動(dòng)作的情況
繼電保護(hù)動(dòng)作，一般說明配電變壓器內(nèi)部有故障。瓦斯保護(hù)是配電變壓器的主要保護(hù)，它能監(jiān)視配電變壓器內(nèi)部發(fā)生的部分故障，常常是先輕瓦斯動(dòng)作發(fā)出信號(hào)，然后重瓦斯動(dòng)作去掉閘。
1、輕瓦斯動(dòng)作的原因有以下幾方面:
（1）因?yàn)V油、加油和冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密，致使空氣進(jìn)入配電變壓器;
（2）溫度下降和漏油使油位緩慢降低;
（3）配電變壓器內(nèi)部故障，產(chǎn)生少量氣體;
（4）配電變壓器內(nèi)部短路;
（5）保護(hù)裝置二次回路故障。
2、當(dāng)外部檢查未發(fā)現(xiàn)配電變壓器有異常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)查明瓦斯繼電器中氣體的性質(zhì)
（1）如積聚在瓦斯繼電器內(nèi)的氣體不可燃，而且是無色無嗅的，而混合氣體中主要是惰性氣體，氧氣含量大于16%，油的閃點(diǎn)不降低，則說明是空氣進(jìn)入瓦斯繼電器內(nèi)，此時(shí)，配電變壓器可繼續(xù)運(yùn)行。
（2）如氣體是可燃的，則說明配電變壓器內(nèi)部有故障，應(yīng)根據(jù)瓦斯繼電器內(nèi)積聚的氣體性質(zhì)鑒定配電變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)，如氣體的顏色為:
a、黃色不易燃的，且一氧化碳含量大于1-2%，為木質(zhì)絕緣損壞;
b、灰色和黑色易燃的，且氫所含量在30%以下，有焦油味，閃點(diǎn)降低，則說明油因過熱而分解或油內(nèi)曾發(fā)生過閃絡(luò)故障;
c、淺灰色帶強(qiáng)烈臭味且可燃的，是紙或紙板絕緣損壞。
（3）如上述分析對(duì)配電變壓器內(nèi)的潛伏性故障還不能作出正確判斷，則可采用氣相色譜法作出適當(dāng)判斷。
進(jìn)行氣相色譜分析時(shí)，可從氫、烴類、一氧化碳、二氧化碳、乙炔的含量變化來判斷配電變壓器的內(nèi)部故障，一般情況下:
a、當(dāng)氫、烴類含量急劇增加，而一氧化碳、二氧化碳含量變化不大時(shí)，為裸金屬（如:分接開關(guān)）過熱性故障;
b、當(dāng)一氧化碳、二氧化碳含量急劇增加時(shí)，為固體絕緣物（木質(zhì)、紙、紙板）過熱性故障;
c、當(dāng)氫、烴類氣體增加時(shí)，乙炔含量很高，為匝間短路或鐵芯多點(diǎn)接地等放電性故障。
七、絕緣瓷套管出現(xiàn)閃絡(luò)和爆炸的情況
1、由于密封橡膠墊質(zhì)量不好，安裝位置不當(dāng)，螺母壓得不緊等原因，導(dǎo)致套管密封不嚴(yán)，因進(jìn)水或潮氣浸入使絕緣受潮而損壞;
2、電容式套管絕緣分層間隙存在內(nèi)部形成的游離放電;
3、套管表面積垢嚴(yán)重，以及套管上有大的碎片和裂紋，均會(huì)造成套管閃絡(luò)和爆炸事故。
八、分接開關(guān)出現(xiàn)故障的情況
配電變壓器油箱上有“吱吱”的放電聲，電流表隨響聲發(fā)生擺動(dòng)，瓦斯保護(hù)可能發(fā)出信號(hào)，油的閃點(diǎn)降低。這些都可能是分接開關(guān)故障而出現(xiàn)的現(xiàn)象。
1、分接開關(guān)故障原因如下:
（1）分接開關(guān)觸頭彈簧壓力不足，觸頭滾輪壓力不勻，使有效接觸面積減少，以及因鍍銀層的機(jī)械強(qiáng)度不夠而嚴(yán)重磨損等會(huì)引起分接開關(guān)燒毀;
（2）分接開關(guān)接觸不良，經(jīng)受不起短路電流的沖擊而發(fā)生故障;
（3）倒分接開關(guān)時(shí)，由于分頭位置切換錯(cuò)誤，引起開關(guān)燒壞;
（4）相間距離不夠，或絕緣材料性能降低，在過電壓作用下短路。
如發(fā)現(xiàn)電流、電壓、溫度、油位、油色和聲音發(fā)生變化，應(yīng)立即取油樣作氣相色譜分析。當(dāng)鑒定為開關(guān)故障時(shí)，應(yīng)立即將分接開關(guān)切換到完好的檔位運(yùn)行。
2、在運(yùn)行中，開關(guān)接觸部分觸頭可能磨損，未用部分觸頭長(zhǎng)期浸在油中可能因氧化而產(chǎn)生一層氧化膜，使分接頭接觸不良。因此，為防止分接開關(guān)故障，切換時(shí)必須測(cè)量各分頭的直流電阻，如發(fā)現(xiàn)三相電阻不平衡，其相差值不應(yīng)超過2%。
3、倒分接頭時(shí)，應(yīng)核對(duì)油箱外的分接開關(guān)指示器與內(nèi)部接頭的實(shí)際連接情況，以保證接線正確。此外，每次倒分接頭時(shí)，應(yīng)將分接開關(guān)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)10次以上，以消除接觸部分的氧化膜及油垢，再調(diào)整到新的位置。
九、冷卻裝置故障
冷卻裝置是通過配電變壓器油幫助繞組和鐵芯散熱。冷卻裝置正常與否，是配電變壓器正常運(yùn)行的重要條件。在冷卻設(shè)備存在故障或冷卻效率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，配電變壓器是不宜滿負(fù)荷運(yùn)行的，更不宜過負(fù)荷運(yùn)行， 需要注意的是，在油溫上升過程中，繞組和鐵芯的溫度上升快，而油溫上升較慢。可能從表面上看油溫上升不多，但鐵芯和繞組的溫度已經(jīng)很高了，所以，在冷卻裝置存在故障時(shí)，不僅要觀察油溫，還應(yīng)注意配電變壓器運(yùn)行的其它變化，綜合判斷配電變壓器的運(yùn)行狀況。
冷卻裝置常見的故障及處理方法如下。
(1) 冷卻裝置電源故障。冷卻裝置常見的故障就是電源故障，如熔絲熔斷、導(dǎo)線接觸不良或斷線等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)冷卻裝置整組停運(yùn)或個(gè)別風(fēng)扇停轉(zhuǎn)以及潛油泵停運(yùn)時(shí)，應(yīng)檢查電源，查找故障點(diǎn)，迅速處理。若電源已恢復(fù)正常，風(fēng)扇或潛油泵仍不能運(yùn)轉(zhuǎn)，則可按動(dòng)熱繼電器復(fù)歸按鈕試一下。若電源故障一時(shí)來不及恢復(fù)，且配電變壓器負(fù)荷又很大，可采用臨時(shí)電源，使冷卻裝置先運(yùn)行起來，再去檢查和處理電源故障。
(2) 機(jī)械故障。冷卻裝置的機(jī)械故障包括電動(dòng)機(jī)軸承損壞、電動(dòng)機(jī)繞組損壞、風(fēng)扇扇葉變形及潛油泵軸承損壞等。這時(shí)需盡快更換或檢修。
(3) 控制回路故障。小控制回路中的各元件損壞、引線接觸不良或斷線、接點(diǎn)接觸不良時(shí)，應(yīng)查明原因迅速處理。
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