變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)、變壓、并網(wǎng)、傳輸和分配電能；電力變壓器是變電站的核心設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行環(huán)境惡劣，其故障對(duì)供電可靠性有很大影響，因此有必要根據(jù)情況立即采取措施。變壓器故障的分析和判別涉及到很多學(xué)科，如電工基礎(chǔ)知識(shí)、高壓、絕緣材料、化學(xué)分析等。以及熟悉自動(dòng)化、熱力學(xué)等。變壓器故障種類(lèi)繁多，實(shí)現(xiàn)形式各異，因此有必要熟悉其結(jié)構(gòu)原理、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況以及各設(shè)備的特點(diǎn)。

　　(一)異常聲音

　　正常運(yùn)行時(shí)，交流電流通過(guò)變壓器繞組，在鐵芯中產(chǎn)生周期性的交變磁通量，導(dǎo)致硅鋼片的磁性能膨脹和收縮，鐵芯接頭和疊片之間的磁力以及繞組導(dǎo)線之間的電磁力引起振動(dòng)，“嗡嗡”聲連續(xù)均勻，這是正常現(xiàn)象。如果變壓器出現(xiàn)故障或運(yùn)行異常，聲音將會(huì)異常。主要原因如下：

　　1.變壓器過(guò)載時(shí)，音調(diào)很高，音量很大，會(huì)發(fā)出很重的“嗡嗡”聲。

　　2.當(dāng)大功率負(fù)載啟動(dòng)時(shí)，如電弧、可控硅整流器等。負(fù)載變化很大，由于諧波作用，變壓器中會(huì)立即發(fā)出“哇”聲或“咯咯”的間歇聲，并且在監(jiān)視測(cè)量?jī)x器時(shí)指針會(huì)擺動(dòng)。

　　3.當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生過(guò)電壓時(shí)，如單相接地或不接地電網(wǎng)發(fā)生電磁諧振，變壓器的聲音比平時(shí)更尖銳。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，可以結(jié)合電壓表的指示進(jìn)行綜合判斷。

　　4.有些零件松動(dòng)時(shí)，聲音比正常高，有明顯的噪音，但電流和電壓沒(méi)有明顯的異常，這可能是由于壓鐵芯的內(nèi)夾或螺絲松動(dòng)，使硅鋼片振動(dòng)zengda。

　　5.當(dāng)變壓器高壓套管臟污、表面瓷釉脫落或存在裂紋時(shí)，會(huì)聽(tīng)到“嘶嘶聲”。如果在夜間或雨天，在變壓器高壓套管附近看到藍(lán)色電暈或火花，則意味著瓷瓶嚴(yán)重臟污或設(shè)備線卡接觸不良。

　　6.當(dāng)變壓器放電或接觸不良時(shí)，會(huì)發(fā)出“吱吱”或“噼啪”的聲音，這種聲音會(huì)隨著故障位置的距離而變化。

　　7.當(dāng)變壓器的某些部件由于鐵心振動(dòng)而發(fā)生機(jī)械接觸時(shí)，會(huì)有持續(xù)而有規(guī)律的沖擊或摩擦聲。

　　8.當(dāng)變壓器內(nèi)有水沸騰聲，溫度急劇變化，油位上升時(shí)，應(yīng)判斷變壓器繞組短路或分接開(kāi)關(guān)因接觸不良而嚴(yán)重過(guò)熱。此時(shí)，應(yīng)立即停止變壓器進(jìn)行檢查。

　　9.當(dāng)變壓器鐵心接地?cái)嚅_(kāi)時(shí)，會(huì)有分裂聲，變壓器繞組會(huì)短路或放電時(shí)會(huì)有爆裂聲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)有巨大的轟鳴聲，可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)。

      (二)外觀、顏色、氣味異常

　　變壓器內(nèi)部故障和各種部件過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致一系列氣味和顏色變化。

　　1.防爆管防爆膜破裂會(huì)導(dǎo)致水和濕氣進(jìn)入變壓器，導(dǎo)致絕緣油乳化，降低變壓器絕緣強(qiáng)度，這可能是內(nèi)部故障或呼吸器不良造成的。

　　2.呼吸器硅膠變色可能是由于過(guò)度吸濕、墊圈損壞、油室進(jìn)水過(guò)多等原因造成的。

　　3.瓷套連接緊固件松動(dòng)，表面接觸過(guò)熱氧化，導(dǎo)致變色和異味。(顏色變暗，失去光澤，表面涂層受損。

　　4.瓷套結(jié)垢引起的電暈和閃絡(luò)會(huì)散發(fā)出奇怪的氣味，冷卻風(fēng)扇和油泵燒毀時(shí)會(huì)產(chǎn)生燒焦氣味。

　　5.變壓器漏磁斷磁能力差，磁場(chǎng)分布不均勻，會(huì)產(chǎn)生渦流，局部油箱過(guò)熱，導(dǎo)致?lián)Q漆或掉漆。

　　(三)油溫和顏色異常

　　變壓器的許多故障都伴隨著急劇的溫升和油顏色的急劇變化。如果發(fā)現(xiàn)在相同的正常條件下(負(fù)荷、環(huán)境溫度、冷卻)，溫度比平時(shí)高10以上，或負(fù)荷不變，溫度持續(xù)上升(儀表無(wú)異常)，則認(rèn)為變壓器有異?，F(xiàn)象，原因如下：

　　1.由于渦流或夾芯螺栓絕緣損壞，變壓器油溫會(huì)升高。

　　2.繞組局部層間或匝間短路、內(nèi)部接觸失效、二次線大電阻短路等。會(huì)引起變壓器溫度異常。

　　3.過(guò)載、環(huán)境溫度高、冷卻風(fēng)扇和輸油泵故障、風(fēng)扇電機(jī)損壞、散熱器管結(jié)垢或冷卻效果不佳、散熱器閥未打開(kāi)、漏油導(dǎo)致油量不足等。會(huì)導(dǎo)致變壓器溫度異常。

　　4.當(dāng)油顏色發(fā)生顯著變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行跟蹤和測(cè)試。發(fā)現(xiàn)油中含有碳粒和水分，油的酸值升高，雷電降低，油的絕緣強(qiáng)度降低，容易造成繞組和外殼的擊穿。這時(shí)，應(yīng)該及時(shí)制止。

　　(四)油位異常：

　　1.虛假油位：(1)油標(biāo)準(zhǔn)管堵塞；(2)儲(chǔ)油柜呼吸器堵塞；(3)防暴管氣孔堵塞。

　　2.油位過(guò)低：(1)變壓器漏油嚴(yán)重；(2)維修人員因工作需要，多次放油后沒(méi)有加油；(3)溫度過(guò)低，油量不足；(4)儲(chǔ)油柜容量不足，不能滿足運(yùn)行要求。

　　(五)漏油

　　變壓器運(yùn)行中常見(jiàn)漏油現(xiàn)象，主要原因如下：

　　1.油箱和零件之間的連接密封不良，焊接件或鑄件有缺陷，并且在操作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生額外的負(fù)載或振動(dòng)。

　　2.內(nèi)部故障使油溫升高，造成油體積膨脹，造成漏油或噴油。

　　(六)油枕或防暴管注油

　　1.當(dāng)二次系統(tǒng)突然短路時(shí)，保護(hù)拒動(dòng)，或內(nèi)部短路故障，氣孔和防暴管堵塞。

　　2.內(nèi)部高溫高熱會(huì)使變壓器突然噴油，噴油后油位會(huì)下降，可能引起氣體保護(hù)動(dòng)作。

      (七)分接開(kāi)關(guān)故障

　　變壓器油箱有“吱吱”放電聲，電流表隨聲擺動(dòng)，氣體保護(hù)可能發(fā)出信號(hào)，油絕緣降低，這可能是分接開(kāi)關(guān)故障引起的現(xiàn)象。分接開(kāi)關(guān)故障的原因如下：

　　1.由于接觸彈簧壓力不足、接觸輥壓力不均勻、有效接觸表面積減小以及涂層機(jī)械強(qiáng)度不足導(dǎo)致的嚴(yán)重磨損，分接開(kāi)關(guān)被燒毀。

　　2.分接開(kāi)關(guān)連接器接觸不良，無(wú)法承受短路電流沖擊。

　　3.當(dāng)分接開(kāi)關(guān)被切換時(shí)，由于分離位置的錯(cuò)誤切換，開(kāi)關(guān)被燒壞。

　　4.相間絕緣距離不夠，或絕緣材料性能降低，過(guò)電壓造成短路。

　　(八)絕緣套管閃絡(luò)和爆炸故障

　　外殼密封不嚴(yán)密，絕緣因進(jìn)水而損壞；套管的電容器芯制造不良，內(nèi)部自由放電；否則嚴(yán)重的套管結(jié)垢和套管裂紋會(huì)引起套管閃絡(luò)和爆炸事故。

　　(九)三相電壓不平衡

　　1.三相負(fù)載不平衡導(dǎo)致中性點(diǎn)位移和三相電壓不平衡。

　　2.系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振，使三相電壓不平衡。

　　3.繞組發(fā)生匝間短路或?qū)娱g短路，導(dǎo)致三相電壓不平衡。

　　(十)繼電保護(hù)動(dòng)作

　　繼電保護(hù)動(dòng)作表明變壓器有故障。氣體保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)之一，可以保護(hù)變壓器的大部分故障。它通常先通過(guò)輕氣體動(dòng)作發(fā)出信號(hào)，然后氣體動(dòng)作跳閘。

　　輕氣動(dòng)作的原因：(1)空氣進(jìn)入變壓器是由于濾油、加油和冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密。(2)溫度下降和漏油導(dǎo)致油位緩慢下降。(3)變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生少量氣體。(4)變壓器內(nèi)部故障短路。(5)保護(hù)裝置二次回路故障。

　　當(dāng)變壓器在外部檢查中未發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)查明氣體繼電器中氣體的性質(zhì)：如果氣體繼電器中積聚的氣體不可燃，無(wú)色無(wú)味，混合氣體主要為惰性氣體，含氧量大于6個(gè)點(diǎn)，油的燃點(diǎn)不降低，則說(shuō)明變壓器內(nèi)部有故障，應(yīng)根據(jù)氣體繼電器中積聚的氣體來(lái)判斷變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)；如果氣體的顏色為黃色且不可燃，且一氧化碳含量大于1個(gè)點(diǎn)-2個(gè)點(diǎn)，則木材絕緣受損；灰色、黑色、易燃，含氫量低于3個(gè)點(diǎn)，有焦油味，燃點(diǎn)較低，表示油因過(guò)濾而分解或油中發(fā)生閃絡(luò)故障；淺灰色，有強(qiáng)烈氣味，易燃，是紙或紙板的絕緣損傷。

　　通過(guò)對(duì)變壓器運(yùn)行中各種異常和故障的分析，可以了解和掌握變壓器異常運(yùn)行的處理方法。

　　二、變壓器運(yùn)行中的異常現(xiàn)象處理方法

　　(一)運(yùn)行中異?，F(xiàn)象的處理1.當(dāng)值班人員發(fā)現(xiàn)變壓器運(yùn)行中有異常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)盡快排除，并向上級(jí)匯報(bào)，做好記錄。

　　2.有下列情況之一時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉變壓器。如果有備用變壓器在使用，應(yīng)盡快投入運(yùn)行：

　　(1)變壓器噪聲明顯zengda，異常，內(nèi)部有爆裂聲；

　　(2)嚴(yán)重漏油或噴油導(dǎo)致油位下降到油位計(jì)指示ji限以下；

　　(3)套管損壞嚴(yán)重，排放；

　　(4)變壓器冒煙著火。

　　3.當(dāng)發(fā)生危及變壓器anquan的故障，且變壓器相關(guān)保護(hù)裝置拒動(dòng)時(shí)，值班人員應(yīng)立即關(guān)閉變壓器。

　　4.當(dāng)變壓器附近的設(shè)備著火、爆炸或發(fā)生其他情況，對(duì)變壓器造成嚴(yán)重威脅時(shí)，值班人員應(yīng)立即關(guān)閉變壓器。

　　5.當(dāng)變壓器油溫升至規(guī)定值以上時(shí)，值班人員應(yīng)按以下步驟進(jìn)行檢查和處理：

　　(1)檢查變壓器負(fù)荷和冷卻介質(zhì)的溫度，并在相同負(fù)荷和冷卻介質(zhì)溫度下與正常溫度進(jìn)行核對(duì)；

　　(2)檢查溫度裝置；

　　(3)檢查變壓器冷卻裝置或變壓器室的通風(fēng)情況。

　　如果溫升是由于冷卻系統(tǒng)故障造成的，并且在運(yùn)行中無(wú)法修復(fù)，則應(yīng)關(guān)閉變壓器進(jìn)行維護(hù)；如果不能立即停止維護(hù)，值班人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程的規(guī)定，在允許的運(yùn)行溫度下，將變壓器的負(fù)荷調(diào)整到相應(yīng)的容量。在正常負(fù)荷和冷卻條件下，如果變壓器溫度異常并持續(xù)上升，經(jīng)檢查證明溫度指示正確，則認(rèn)為變壓器有內(nèi)部故障，應(yīng)立即停機(jī)。

　　變壓器在各種過(guò)量恒流模式下運(yùn)行。如果zuigao油溫超過(guò)105，應(yīng)立即降低負(fù)荷。

　　6.當(dāng)變壓器內(nèi)的油因溫度低而停滯時(shí)，冷卻器不應(yīng)空載運(yùn)行，同時(shí)應(yīng)監(jiān)測(cè)zuigao油溫，并逐漸增加負(fù)荷，直至相應(yīng)數(shù)量的冷卻器投入運(yùn)行。

　　7.當(dāng)發(fā)現(xiàn)變壓器油位明顯低于當(dāng)時(shí)油溫時(shí)，應(yīng)查明原因。加油時(shí)應(yīng)遵守規(guī)定，嚴(yán)禁從變壓器下部加油。

　　8.由于溫度升高，變壓器油位可能高于油位指示限值。如果發(fā)現(xiàn)不是虛假油位造成的，應(yīng)排油，將油位降至與當(dāng)時(shí)油溫對(duì)應(yīng)的高度，以免漏油。

　　9.當(dāng)鐵芯多點(diǎn)接地且接地電流較大時(shí)，應(yīng)按排進(jìn)行修理。在缺陷消除之前，可采取措施將電流限制在100毫安左右，并加強(qiáng)監(jiān)控。

　　10.如果系統(tǒng)單相接地，監(jiān)控消弧線圈和與消弧線圈相連的變壓器的運(yùn)行。

　　(二)氣體保護(hù)裝置動(dòng)作的處理

　　當(dāng)氣體保護(hù)信號(hào)動(dòng)作時(shí)，應(yīng)立即檢查變壓器，查明動(dòng)作原因，是空氣積聚、油位降低、二次回路故障還是變壓器內(nèi)部故障。當(dāng)氣體保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，在故障消除前，變壓器不得投入運(yùn)行。要找出原因，我們應(yīng)該考慮以下因素并做出綜合判斷：

　　(1)是否有呼吸不暢或排氣；

　　(2)保護(hù)、DC等二次回路是否正常；

　　(3)變壓器外觀是否有明顯反映故障性質(zhì)的異?，F(xiàn)象；

　　(4)氣體繼電器中積聚的氣體是否易燃；

　　(5)氣體繼電器中氣體和油中溶解氣體的色譜分析結(jié)果；

　　(6)必要的電氣試驗(yàn)結(jié)果；

　　(7)變壓器其他繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作。

　　(3)變壓器跳閘和滅火

　　1.變壓器跳閘后，立即查明原因。如果綜合判斷證明變壓器跳閘不是內(nèi)部故障引起的，可以重新投入運(yùn)行。如果變壓器有內(nèi)部故障跡象，應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步檢查。

　　2.變壓器跳閘后，立即停止油泵。

　　3.變壓器著火時(shí)，立即切斷電源，關(guān)閉冷卻器，并迅速采取滅火措施，防止火勢(shì)蔓延。

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