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变压器运行、维护及检修


变压器运行维护及检修

甘肃钢铁职业技术学院 陈金鹏

项目一 变压器基本工作原理

一、变压器基本工作原理

E1=4.44fN1BmS

E2=4.44fN2BmS

电压比

电流比

要点:
⑴如

果不考虑变压器的损耗,二次输出功率=一次输 入功率; 即二次电压×二次电流=一次电压×一次电流 变比K=U1/U2=W1/ W2 ⑵变压器二次电流增加,一次电流也自动增加(当变 压器二次空载时,一次侧仅流过产生主磁通的激磁 电流,外加一次电压不变→激磁电流不变→主磁通 不变→当二次侧加负载电流后,也在铁心中产生磁 通,主磁通的变化影响到一次,一次侧要保持主

磁通不变,必将另外再流过一部分电流, 这一部分的电流是随二次电流的增减而增 减的。)这是从磁路上的理解,从电路上 也可以看出:当二次电流产生的磁通改变 了一次电流所产生的磁通时,相当于一次 线圈的感抗起变化,即阻抗变小了,这样 在外加电压不变的前提下,由于电路中阻 抗变小,一次电流当然要增加,这增加部 分即是一次电流中用来平衡二次电流的部 分。

变压器空载特性
Φm:主磁通 ΦL1:漏磁通
1)性质上:Φm与 I0 成非线性 关系; ΦL1 与 I0 成线性关系;
2)数量上: Φm占99%以上, ΦL1仅占1%以下;

3)作用上: Φm起传递能量的 作用, ΦL1 起漏抗压降作用。

变压器的负载运行
一次侧接交流电源,二 次侧接负载,二次侧中 便有负载电流流过,这 种情况称为负载运行。

二、电力变压器的分类 1、按功能分: 电力变压器按功能分,有升压变压器和降压变压器两大类。工厂 变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器,也称配电变压 器。 2、按容量分: 电力变压器按容量系列分,有R8容量系列和R10容量系列两大类。 R8容量系列指容量等级是按R8≈1.33倍数递增的,我国老的变压器 容量等级采用此系列,如:100kvA、135kvA、180kvA、240kvA、 320kvA、420kvA、560kvA、750kvA、1000kvA等。 R10容量系列 指容量等级是按R10 ≈ 1.26倍数递增的。R10系列的 容量等级较密,便于合理选用,是IEC(国际电工委员会)推荐采用的。 我国新的变压器容量等级采用此系列,如:100KVA、125kvA、160kvA、 200kvA、250kvA、315kvA、400kvA、500kvA、630kvA、800kvA、 1000kvA。

3、按相数分: 电力变压器按相数分,有单相和三相两大类。发电 厂通常都采用三相电力变压器。 4、按调压方式分: 电力变压器按调压方式分,有无载调压(又称无励磁 调压)和有载调压两大类。发电厂大多数采用无载调 压变压器。 5、按绕组结构分: 电力变压器按绕组结构分,有单绕组自耦变压器、双绕组变 压器、三绕组变压器。发电厂大多采用双绕组变压器。

6、按绕组绝缘及冷却方式分类: 电力变压器按绕组绝缘及冷却方式分,有油浸式、干式和充 气式(SF6)等。其中油浸式变压器,又有油浸自冷式、油浸风 冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等。 所谓充气式变压器是指变压器的磁路(铁心)与绕组均位于 一个充有绝缘气体的外壳内的变压器。以往,一般情况下是采用 SF6气体,所以又称气体绝缘变压器 7、按绕组导体材质分: 电力变压器按绕组导体材质分,有铜绕组变压器和铝绕 组变压器两大类。

三、电力变压器的额定值

(1)额定容量 额定容量是指在额定状态下变压器输出功率的保证值,单位为k V· A。由于电力变压器的效率极高,规定一次、二次侧容量相同。 (2)额定电压 高压(一次)侧额定电压是指变压器在空载时,变压器额定分接 头对应的电压,单位为kV。二次侧额定电压是指在一次侧加上额 定电压时,二次侧的空载电压值。对三相电力变压器,额定电压是 指线电压。 (3)额定电流 根据变压器的额定容量和额定电压计算出来的电流称为变压器 的额定电流,单位为A。对三相电力变压器,额定电流是指线电流。 另外,在额定运行时,变压器的频率、效率和温升均为额定值。

四、

电力变压器的联接组

在三相变压器中,一次绕组的始端为A、B、C,末端为X、 Y、Z;二次绕组的始端为a、b、c,末端为x、y、z。 所谓变压器的联接组别,是指变压器一、二次绕组因采用不 同联接方式而形成变压器一、二次侧对应的线电压之间的不同相位 关系这里只介绍几种常用的联接组别。 1.变压器Y,yn0联接组 下图所示为变压器Y,yn0联接组。其一次线电压与对应的二 次线电压之间的相位关 系,和在零点(12点)时时钟上的分针与时针的相互关系一样, 图中的“· ”表示“同名端”。

? ? ? ?

图5-5 变压器Y,yn0联接组 (a)一、二次绕组接线; (b)一、二次电压相量; (c)时钟表示

2.变压器D,yn11联接组 ? 上图所示为变压器D,yn11联接组。其一次线电压与 对应的二次线电压之间的相位关系,在11点时时钟上的 分针与时针的相互关系一样。 Y/△-11接线,其连接顺序为ax-cz-bg,根据减极性的特点 ,两侧相电势为同相,又由于二次三相绕组接成△形,其 线电压与相电势相等,从向量图可以看出,二次侧线电压 Uab等于相电势Ebc,若将向量图中A和a重合绘在一起来看 ,则二次侧线电压向量Uab越前于一次侧线电压UAB30度 ,当向量UAB指在钟表12点,则向量Uab应指在11点,故 这种接线组别记作Y/△-11

A

B EA

C

B UAB 0 b C Uab c

B

x a b

y c

z A b

0

c
x Ea

a

A

C

y

z

a

Y/△-11向量图

Y/△-11接线图

3采用Y,yn0和D,yn11联接组的优、缺点比较 ①采用D,yn11联接组的变压器,其3n次(n为正整数)谐 波励磁电流在其三角形接线中的一次绕组内形成环流的原因,因此 比采用Y,yn0联接组的变压器有利于抑制高次谐波电流 ②由于采用D,yn11联接组的变压器的零序阻抗比采用Y,y n0联接组的变压器的小得多,导致二次侧单相接地短路电流相比 较大得多,因此采用D,yn11联接组的变压器更有利于低压侧 单相接地保护动作。

? ③由于采用Dyn11Yyn0 ? 压器的中性线允许电流大得多。因此采用D,yn 11联接组的变压器承受单相不平衡负荷的能力比 采用Y,yn0联接组的变压器大得多。 ? ④由于采用Y,yn0联接组的变压器一次绕组的 绝缘强度要求比采用D,yn11联接组的变压器 低,因此制造成本也低于采用D,yn11联接组 的变压器。但在TN、TT系统中,当中性线电流 不超过绕组额定电流的25%时,可选用采用Y, yn0联接组的变压器。

4.变压器Y,d11联接组
图5-7所示为变压器Y,d11联接组。由图可知, Y,d11联接组两侧线电压相位差330°。三个绕组 接成三角形时,要特别注意绕组极性问题。如果有一个绕 组的极性标错或接错,那么,在闭合三角形回路中,三相 总电动势不为零,而是两倍的相电动势,必将在绕组内产 生很大电流,造成严重事故,甚至烧毁变压器,这一点必 须引起注意。

项目二 变压器的基本结构

一、变压器的结构
一、变压器的机构

1 . 铁芯 铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。它由高 导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成,铁心具有两个方 面的功能。 在原理上,铁心是构成变压器的磁路。它把一次电路 的电能转化为磁能,又把该磁能转化为二次电路的电能, 因此,铁心是能量传递的媒介体。 在结构上,它是构成变压器的骨架。在它的铁心柱上 套上带有绝缘的线圈,并且牢固地对它们支撑和压紧。 变压器铁芯涡流的形成 当成块的金属放在变化的磁场中.或者在磁场 中运动时,金属内将产生感应电流。这种电流 在金属内自成闭合回路,犹如水的旋涡故称涡 流,由于成块金属的电阻很小,所以涡流很强, 使成块金属大量发热,同时电能遭到大量的浪 费。

为了减少铁心的磁滞和涡流损耗,铁心用厚度为0.3~ 0.5mm的硅钢片冲剪成几种不同尺寸,并在表面涂厚为 0.01~0.13mm的绝缘漆,烘干后按一定规则叠装而成。 由于硅钢片比普通钢的电阻串大,因此利用硅钢片制成 的铁心可以进一步减小涡流损耗。 铁心的结构

接地片 上夹件

拉螺杆 芯柱绑扎

下夹件

二、变压器绕组

绕组是变压器最基本的组成部分,它与铁心合称电力 变压器本体,是建立磁场和传输电能的电路部分。电 力变压器绕组由高压绕组,低压绕组,对地绝缘层 (主绝缘),高、低压绕组之间绝缘件及由燕尾垫块, 撑条构成的油道,高压引线,低压引线等构成。

同心式绕组是把高压绕组与低压 绕组套在同一个铁心上,一般是 将低压绕组放在里边,高压绕组 套在外边,以便绝缘处理。但大 容量输出电流很大的电力变压器, 低压绕组引出线的工艺复杂,往 往把低压绕组放在高压绕组的外 面。同心式绕组结构简单、绕制 方便,故被广泛采用。 按照绕制 方法的不同,同心式绕组又可分 为圆筒式、螺旋式、连续式、纠 结式等几种。

(纠 内结 屏连 )续 线式 圈

螺旋式线圈 单螺旋线圈

三、变压器绝缘结构
主绝缘
同相绕组之间 异相绕组之间

绕组对油箱

线圈 纵绝缘 内 绝 缘 引线 纵绝缘 主绝缘 开关 纵绝缘 外绝缘

绕组对铁心柱,绕组对旁柱之间。 绕组端部对铁轭 绕组线匝之间 绕组饼间 绕组层间

主绝缘

引线对地 引线对异相线圈 一个绕组的不同引线之间 开关对地 开关上不同绕组引线触头之间 同相绕组不同引线触头之间

套管对各部接地之间

套管

异相套管之间

1)变压器主绝缘结构

绕组之间,绕组对油箱,绕组对铁心柱,异相绕组

之间绝缘结构基本上属于比较均匀电场,因此采用把大
油距分割成小油距的油隔板结构。

2)变压器绕组纵绝缘结构

3)变压器端部绝缘结构 ?采用端部加静电板的办法。

?端部增加角环。
?延长爬电距离。 ?变压器引线绝缘加包一定厚度绝缘层。 ?加大引线直径,电极表面光滑无毛刺。 ?超高压变压器采用出线装置。

变压器绝缘结构

出线端加 装隔板

变压器绝缘结构

变压器绝缘结构

变压器绝缘结构

端部出线

变压器绝缘结构

出线装置

变压器绝缘结构

线圈绝缘纸筒

变压器绝缘结构

绝缘压板

变压器绝缘结构

端部角环 端部静电环

变压器绝缘结构

引线夹木

套管绝缘:主要是套管对地和套管之间空间距离和套 管沿面爬距。 油 油 套 管 油 气 套 管

油 纸 电 容 式

4、分接开关
作用:调节电压,供给稳定的电压、控制电力潮流或调节负
载电流。 调压方法:切除和增加一部分绕组的线匝,以改变绕组的匝 数。常把绕组引出若干个抽头,这些抽头叫作分接头。当用分 接开关切换到不同的抽头时,便接入了不同的匝数。这种调压 方式又分无激磁(无载)调压和有载调压两种。

变压器二次不带负载,一次也与电网断开 (无电源励磁)的调压,

称为无励磁调压,带负载进行变换绕组分接的调压,称为有载
调压。

调压装置
有 载 分 接 开 关

M型

V型

变压器调压是在变压器的某 一绕组上设置分接头,当变 换分接头时就减少或增加了 一部分线匝,使带有分接头 的变压器绕组的匝数减少或 增加,其他绕组的匝数没有 改变,从而改变了变压器绕 组的匝数比。绕组的匝数比 改变了,电压比也相应改变, 输出电压就改变,这样就达 到了调整电压的目的。

调压装置
三相变压器高压 有载开关

5、油箱
油箱是油浸式变压器的外壳,变压器的器身置于油箱内,箱内
灌满变压器油。按大小分为:吊器身式油箱和吊箱壳式油箱。 变压器油箱的主要作用是密封和导热。

电力变压器

6、冷却装置

对强油冷却方式应注意几个问题
(1)油泵与风扇失去供电电源时,变压器就不能运行,即使空载也不能运行。 因此应有两个独立电源供冷却器使用。 (2)潜油泵不能有定子与转子扫膛现象,一旦扫膛,金属异物进入绕组会引 起击穿事故。油路设计时不能使潜油泵产生负压,有负压时勿吸入空气, 影响绝缘强度。 (3)强油冷却的油面温升较低,不能以油面温度来判断绕组温升。尤其强油 水冷,绕组温升接近规定限值时,油面温升很低。 (4)超高压变压器采甩强油冷却时还应防止油流放电现象。在绕组内油路设 计时,应防止油的紊流,限制油流速度,选用合适电阻率的油,绝缘件表 面要光滑,铁心上应有足够体积使油释放电荷。防止油流带电发展到油流 放电。在启动冷却器时可逐个启动到应投入的冷却器数。 (5)选用大容量冷却器时应注意油流不能短路,要使冷却后的油能进入绕组。

7.油枕

储油柜位于变压器油箱上方,通过气体继电器与油箱相通当变 压器油的体积随着油的温度膨胀或减小时,油枕起着调节油量, 保证变压器油箱内经常充满油的作用。 如没有油枕,油箱内的油面波动就会带来一下不利因素: 一是油面降低时露出铁芯和线圈部分会影响散热和绝缘; 二是随着油面波动空气从箱盖缝里排出和吸进,而由于上层油 温很高,使油很快地氧化和受潮。油枕的油面比油箱的油面要小, 这样,可以减少油和空气的接触面,防止油被过速地氧化和受潮。 三是油枕的油在平时几乎不参加油箱内的循环,它的温度要比 油箱内的上层油温的低的多,油的氧化过程也慢的多,因此有了 油枕,可以防止油的过速氧化。

对于胶囊式油枕,为了使变压器油面与空气完全隔绝,其油 位计间接显示油面。该油枕是通过在油枕下部的小胶囊,使 之成为一个单独的油循环系统,当油枕的油面升高时,压迫 小胶囊的油柱压力增大,小胶囊的体积被缩小了一些,于是 在油位计反映出来的油位也高起来一些,且其高度与油枕中 的油面成正比;相反,油枕中的油面降低时,压迫小胶囊的 油柱压力也将减少,使小胶囊体积也相对地要增大一些,反 应在油位计中的油面就要降低一些,且其高度与油枕中的油 面成正比。换句话说,它使通过油枕油面的高、低变化,导 致小胶囊压力大小发生变化,从而使油面间接地、成正比地 反应油枕油面高低的变化。对于隔膜式油枕,可安装磁力式 油表,油表连杆机构的滚轮在薄膜上不受任何阻力,能自由、 灵活地伸长与缩短。磁力表上部有接线盒,内部有开关,当 油枕的油面出现最高或最低位置时,开关自动闭合,发出报 警信号。

变压器油枕有三种形式:波纹式、胶囊式、隔膜式。

油枕 波纹式 (外油式)

油枕 波纹式 (内油式)

敞开式

隔膜式

胶囊式

8、吸湿器
防止空气中的水分浸入油枕的油内,油枕是经过一个呼吸器 (也称吸湿器)与外界空气连通的,呼吸器内盛有能吸收潮气

的物质(通常为硅胶),硅胶被氯化钴浸渍过后称为变色硅胶,
它在干燥状况下呈蓝色,吸收潮气后渐渐变为淡红色,此时即 表示硅胶已失去吸湿效能。如把吸潮后的硅胶在108度高温下 烘焙10h,使水分蒸发出去,则硅胶又会还原成蓝色而恢复吸 湿能力。

1-连接管 2-螺钉 3-法兰盘 4-玻璃管 5-硅胶 6-螺杆 7-底座 8-底罩 9-变压器油

9、安全通道(防爆管)
位于变压器的顶盖上,其出口用玻璃防爆膜封住。当变压器内

部发生严重故障,而气体继电器失灵时,油箱内部的气体便冲
破防爆膜从安全气道喷出,保护变压器不受严重损害。

1-储油柜 2-连接小管 3-防爆管 4-油箱

10、压力释放阀

压力释放阀

11、气体继电器
位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障 (如绝
缘击穿、匝间短路、铁芯事故等)产生气体或油箱漏油等使油 面降低时,接通信号或跳闸回路,保护变压器。

气体继电器
A、罩 B、项针 C、气塞 D、磁铁 E、开口杯 F、重锤 G、探针 H、支架 K、弹簧 L、挡板 M、磁铁 N、螺杆 P、干簧接点(跳闸用) Q、调节杆 R、干簧节点(信号用) S、套管 T、嘴子

12、高低压绝缘套管

变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的,它
起着固定引线和对地绝缘的作用。套管由带电部分和绝缘部分 组成。

高、低压套管

13、其他
温度计
大型变压器都装有测 量上层油温的带电接点的 测温装置,它装在变压器 油箱外,便于运行人员监 视变压器油温情况。

顶层温度计

温度计

项目三 变压器运行维护

一、变压器投入运行前的检查 变压器安装结束,各项交接试验和技术特性测 试合格后,便进入启动试运行阶段。这个阶段是指变 压器开始带电,可能的最大负荷连续运行24h所经 历的过程。变压器投入运行前,应进行严格而全面的 检查,检查项目如下: ①本体(器身)、冷却装置及所有附件应无缺陷, 且不渗油。 ②轮子的制动装置应牢固。 ③油漆应完整,相色标志正确。 ④变压器顶盖上应无遗留杂物。 ⑤事故排油设施应完好,消防设施应齐全。

⑥储油柜、冷却装置、净油器等油系统的油门均应打开,且指示 正确,无渗油。 ⑦接地引下线及其与主接地网的连接应满足设计要求,接地应可 靠。铁芯和夹件的接线引出套管、套管的接地小套管及电压抽取装 置不用时其抽出端子均应接地;备用电流互感器二次端子应短接接 地;套管顶部结构的接触及密封应良好。 ⑧储油柜和充油套管的油位应正常,套管清洁完好。 ⑨分接头的位置应符合运行要求;有载调压切换装置的远动操作 应动作可靠,指示位置正确。 ⑩变压器的相位及绕组的联接组别应符合并联运行要求。 ⑾测温装置指示应正确,整定值应符合要求。 ⑿冷却装置试运行应正常,联动正确,水冷装置的油压应大于水 压;强迫油循环的变压器,应启动全部冷却装置,进行循环4h以 上,放完残留的空气

二、变压器的运行标准 1.运行温度和温升标准 (1)运行允许温度 变压器的运行允许温度是根据变压器所使用绝缘材料 的耐热强度而规定的最高温度。 普通油浸式电力变压器的绝缘属于A级。即经浸渍处 理过的有机材料,如纸、木材和棉纱等,其运行允许温度 为105℃。 多年的变压器运行经验证明,变压器绕组温度连续运 行在95℃时,就可以保证变压器具有适当的合理寿命 (约20年),因此说温度是影响变压器寿命的主要因素。 变压器油温若超过85℃时,油的氧化速度加快,老化得 越快。

试验表明,油温在85℃的基础上升高10℃,氧化 速度会加快一倍。因此要严格控制变压器油箱内油的 温度。 (2)运行允许温升 变压器的运行允许温度与周围空气最高温度之差为运 行允许温升。空气最高气温规定为+40℃。同时还规定 :最高日平均温度为+30℃,最高年平均温度为+20 ℃,最低气温为-30℃。 (3)温度与温升的关系 允许温度=允许温升+40℃(周围空气的最高温度)

[例5-2] 某一台油浸自冷式变压器,当周围空气温度为+ 35℃时,其上层油温为+65℃。问该变压器是否允许正常运 行? 解 变压器的上层油温为+65℃没有超过+95℃的最高允许 值,变压器的上层油的温升为 65℃-35℃=30℃ 也没有超过允许温升值55℃,所以该变压器是可以正常运行的。 [例5-3] 例5-2中的变压器,若周围空气温度为-20 ℃,上层油温为+45℃,问该变压器是否允许正常运行? 解 变压器的上层油温为+45℃,没有超过+95℃的最高允 许值,变压器的上层油的温升为 45℃-(-20℃)=65℃ 已超过了允许的温升值55℃,所以,该变压器是不允许正常运 行的。

2.变压器油的运行
(1)变压器油的作用 变压器油在变压器中起绝缘和冷却的作用 (2)变压器油的试验 变压器油的绝缘性能是保证变压器安全运行的 重要因素。 (3)变压器油的运行 在变压器运行过程中,变压器油有可能与空气 接触而发生氧化,氧化后生成的各种氧化物为酸性 物质。

三、变压器正常运行时的监视和检查 1.变压器绕组的绝缘监视
(1)绝缘电阻的测量 (2)变压器绕组绝缘的判断 (3)绝缘电阻的最小允许值

2.变压器的负载监测和油监测
(1)对变压器负载的监测 (2)对变压器油的监测

3.变压器的外部检查 4.变压器的特殊监测和检查
四、变压器的并联运行

将两台或两台以上变压器的一次绕组接到同上公共电 源上,二次绕组也都并接后向负载供电,这种运行方式叫 做变压器的并联运行。

两台或多台变压器并联运行时,必须同时满足 以下三个基本条件:
①所有并联变压器的额定一次电压和二次电压都必须分 别相等 ②所有并联变压器的阻抗电压必须相等。 ③所有并联变压器的联接组别必须相同。也就是说,所 有并联变压器的一次电压和二次电压的相序和相位都应分 别对应相同 还应该指出,并联运行的变压器容量应尽量相同或相 近。其最大容量和最小容量之比,一般不宜超过3∶1。

项目四 变压器异常及处理

一、变压器的常见异常
1. 2. 3. 4. 5. 6. 变压器冷却装置故障 变压器油温异常 变压器油色不正常 变压器油位不正常 变压器过负荷 轻瓦斯保护动作报警

二、变压器冷却装置故障
强油循环变压器冷却器故障类型 ? 变压器油流故障-------一组冷却器的油流继 电器停止 ? 单组冷却器故障-------单组冷却器风扇和油 泵均停运 ? 冷却器全停--------所有冷却器风扇和油泵均 停运

强迫油循环变压器冷却器故障处理原则 冷却器正常运行是强油循环变压器正 常运行的必要条件。所以,当发生冷却器 故障时,运行人员应迅速做出反应,及时 处理故障。

处理要点 (1)立即向调度和运行负责人汇报情况,说明当前油温、油位、 负荷情况。 (2)同时立即投入备用冷却装置(或者检查备用冷却装置是否正 确投入)。 (3)立即分析检查故障原因,排除故障,恢复正常冷却方式。不 能排除的,申报缺陷,请专业人员处理。 (4)出现冷却装置故障期间,运行人员应密切监视主变压器的温 度和负荷,随时向调度汇报。出现冷却装置全停时,按主变压 器运行规程规定,超过冷却装置故障条件下规定的限值时,采 取减负荷或停电等措施。

1.变压器油流故障
现象:警铃响,主控屏发出“冷却器故障”或“备用冷却器投 入”等信号,现场检查油流指示器在停止位置。 可能原因: (1)油流管道堵塞; (2)油闸门未开; (3)油泵故障或未运转; (4)油流指示器故障; 处理: (1)到现场检查油路阀门位置是否在正常位置; (2)冷却器回路是否正常,油泵是否运转正常; (3)油流指示器是否完好无异常; (4)加强对变压器监视; (5)将异常情况汇报,通知专业人员检查处理。

2.单组冷却器故障
(1)该风扇或油泵三相电源有一相断线掉相,使电动机运行电 流增大,热继电器动作切断电源,或使电机烧坏。 处理:复归热继电器、更换电机 (2)热继电器定值过小而误动作。 处理:调整增大定值,复归热继电器 (3)风扇或油泵本身轴承或机械故障。 处理:投入备用冷却器后,更换处理风扇或油泵。 (4)控制回路中相应的控制继电器故障,或者回路断线,如端 子松动、接触不良等。 处理:查找断线点,尽快恢复。

3.冷却器全停

原因:冷却总电源故障引起,应迅速手动投入备 用电源,查明故障原因,予以消除。 (1)备用电源失压; 处理:检查备用电源是否有电,断路器是 否合上。 (2)工作电源监视继电器因故不动作; 处理:手动投入备用电源,切换到备用电 源段工作。

(3)备用电源自动投入装置本身故障未动作; 处理:手动合上备用电源开关。 (4)备用电源供电回路有故障,或者空开容量过 小,自动投入又断开。 处理:检查消除故障点,换足够容量的空开。 注意:冷却器全停后恢复时,尽可能采用分步分组 启动的步骤,避免所有风扇油泵同时启动,造成 电流冲击,使空开再次跳开或者损坏绝缘。

4.油浸风冷变压器的冷却器故障

处理原则: 对油浸风冷的变压器,当冷却器故障后 可以继续运行,但应适当控制负荷。

三、变压器油温异常
现象:在正常负荷和正常冷却条件下,变压 器上层油温较平时高出10℃以上,或变压 器负荷不变而油温不断上升,则应认为变 压器温度异常 原因: (1)变压器内部故障。 (2)冷却装置运行不正常。

温度异常如何处理?
检查确定原因 (1)检查变压器就地及远方温度计实际指 示是否一致,用手触摸比较其它相本体油 温有无明显差别; (2)变压器是否过负荷、若因长期过负荷 而引起,应向调度汇报; (3)冷却器运行是否正常,若冷却器运行 不正常,则应采取相应的措施; (4)变压器声音是否正常,油位有无异常 变化,有无其它故障迹象。

温度异常如何处理?
处理原则 (5)当变压器油温达到85℃时并超过时,应 立即向调度申请将变压器退出运行。 (6)若变压器油温在正常负荷及环温和冷却 器正常运行方式下仍不断升高则可能是本 体内部有故障,应及时向各级调度汇报, 申请将变压器退出运行,并做好记录。

四、变压器油色不正常
变压器油的颜色:新油呈亮黄色,运行油呈 透明微黄色。 不正常的原因 (1)老化 (2)内部故障产生杂质如炭粒等。 处理:取油样化验,如果不合格应换油

五、变压器油位不正常
油位的高低与那些因素 有关? (1)油量 (2)油温。 油位高(高出油位线) 的原因 ? 油温高 ? 加油过多 处理:适当放油 油位低原因 ? 变压器漏油; ? 变压器原来油位不高 ,负荷突降或环境温 度降低时油位过低; 后果: ? 轻瓦斯保护动作 ? 严重缺油时,铁芯和 绕组暴露在空气中, 易受潮,可能造成绝 缘击穿。 处理:适当加油

六、变压器过负荷
现象: 出现“过负荷”和“温度高”光字牌; 电流表指示超过额定值; 有功、无功表指示增大。

处理 (1)停止音响,汇报记录。 (2)投入备用变压器, (3)属正常过负荷或事故过负荷时,按过负荷 倍数确定允许运行时间。若超过允许运行 时间,应立即减负荷,并加强对变压器温 度的监视。 (4)过负荷运行时间内,应对变压器及其相关 系统进行全面检查,发现异常应立即处理 。

七、轻瓦斯保护动作报警
原因 ? 变压器内部轻微故障; ? 空气浸入变压器; ? 变压器油位降低,并低于瓦斯继电器; ? 二次回路故障,误发信号

检查确定原因 (1)检查变压器油位 (2)检查变压器本体及强油循环冷却系统是否漏 油。 (3)检查变压器的负荷、温度和声音等的变化, 判明内部是否有轻微故障。

处理 (4)如果瓦斯继电器内无气体,则考虑二次 回路故障造成误报警。此时,应将重瓦斯 保护由跳闸改投信号,并由继电保护人员 检查处理,正常后再将重瓦斯保护投跳闸 位置。 (5)变压器外部检查正常,继电器内气体聚 积,记录气体数量和报警时间,并收集气 体进行化验鉴定

八、变压器铁芯故障的判断和排除方法
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变压器铁芯常见故障类型:
呼吸器堵塞,变压器不能进行呼吸,可能造成防爆膜破裂、漏油、进水 或假油面。 油位计堵塞,或油位计有机玻璃破裂,会造成假油位或进水 油枕加油孔螺栓没有拧紧造成潮气进入变压器。 油枕端部法兰密封胶圈老化造成渗油及进水。 高低压套管导电杆因多种原因造成烧伤或高温时间长引起密封胶圈老化 ,造成套管渗漏油。 分接开关大盖密封胶圈老化或分接开关转轴紧固螺丝松动引起渗漏油。 变压器箱体法兰螺丝因密封胶老化或制作密封圈接头搭接位置不对而引 起渗漏油。 散热器因虚焊、砂眼或外力作用引起渗漏油。处理方法可以采用911快 速胶、I型快速密封堵漏胶棒、或请有经验丰富的电焊工进行修补。 放油阀取油螺丝拧不到位而大螺帽密封圈老化引起渗漏油。 变压器分接开关接触不良或接触压力“过小”造成类似煮开水的声音, 变压器油温上升较快。如何测分接开关接触压力:在定触头和动触头上 接上万用表或信号灯,用压力计沿着触头的确方向,缓慢地拉或顶起触 头,当万用表指针开始动作时或信号灯刚熄灭,测力计上指示的力既即 为触头压力。

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? 铁芯过热故障及修理方法 ? 电源电压过高。超过±5% UN变化,如果超 过这个限度时,因为高电源电压使铁芯磁通 高度饱和,铁损耗增加。造成整个铁芯异常 发热,从而波及到变压器油和绕组以及箱体 过热。如果过热时间长,油箱内绝缘老化, 变压器油色变深,又会引发绕组故障。解决 的办法是调整变压器的分接头,分接开关将 绕组分接头调到5%左右,使一次绕组增加5% 的匝数,则电源输出的电压相应降低,使铁 芯磁通饱和下降,铁损耗降低;

? 铁芯散热油道堵塞。散热油道堵塞,因散热效果 不好而引发铁芯发热。造成油流不畅是因为油道 被杂物堵塞,必须清楚。解决办法是吊芯后对油 道检查,彻底清理干净,最后用合格变压器油冲 洗干净,同时也将铁芯绕组表面的油泥和污垢冲 洗干净; ? 其他方面引起铁芯过热。 ? 铁芯接地不良,如未接地或多点接地; ? 硅钢片间绝缘老化、绝缘损伤及绝缘电阻降低; ? 铁芯故障,如铁芯局部烧熔、铁芯片间短路等。 ? 思考题: ? (1)变压器铁芯常见的故障有哪些? ? (2)引起变压器铁芯过热的原因?

? 运行中的变压器如何根据发出的声音判断运行情 况?
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1、正常运行的变压器,发出的是均匀的“嗡嗡”声,当有其他杂音 时,就应认真查找原因。但产生杂音的因素较多又复杂,发生的部位 也不尽同,只有不断地积累经验,才能做出正确的判断。 (1)仍是“嗡嗡”声,但比原来大,无杂音。也可能随着负荷的急剧 变化,呈现“割割割”的间歇响声,这时变压器指示仪表同时晃动, 较易辩别。这种声音可能是过电压,如中性点不接地系统单相接地, 铁磁谐振等或过电流(如过负荷、大动力负荷启动、穿越性短路等)引起 的。 (2)“叮叮噹噹”的金属撞击声,但仪表指示、油位和油温均正常。 这种情况可能是夹紧铁心的螺丝松动或内部有些零部件松动引起的。 (3)连续较长时间的“沙沙沙”声,变压器各部分无异常,指示仪表 正常。这种情况可能是变压器外部件振动引起的,可寻找声源,在最 响的一侧用手或木棒按住再听声音有无变化。 (4)套管处出现“嘶嘶”、“嗤嗤”响声,夜间可见蓝色小火花。可 能是空气湿度、例如大雾天、雪天造成套管处电晕放电或辉光放电。 (5)放电的辟烈声,这是变压器内部绝缘有局部损伤引起的局部放电 或铁芯接地片断开。要特别重视这种情况。 (6)“咕噜咕噜”象开水似了的这种响声,是变压器内部绕组匝间短 路、高低压引线接触不良、或分接开关接触不良所引起的。

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变压器铁芯多点接地原因有下面几种:
– – – – – – – – 铁芯夹件肢板距心柱太近硅钢片翘起触及夹件肢板。 穿芯螺杆的钢套太长,与铁轭硅钢片相碰。 铁芯与下垫脚间的纸板脱落了。 悬浮金属粉末或异物进入油箱,在电磁引力作用下形成桥路,使 下铁轭与垫脚或箱底接通。 温度计座套过长或者运输时芯子窜动,使铁芯或夹件与油箱相碰 铁芯绝缘受潮或损坏、使绝缘电阻降为零。 铁压板块位移传与铁芯柱相碰。 变压器内装接地片应用0。3×20mm;0.3×30mm;3×40mm的镀 锡紫铜片,接地片安装应靠近夹件,不要碰铁轭端面,以防铁轭 端面短路。器身上的其他金属附件均应接地。铁芯接地点一般设 在低压侧。 变压器铁芯只允许一点接地,如果发现多点接地应查明原因,彻 底处理。接地片插入铁芯深度≥70mm,配电≥30。



? 变压器铁芯绝缘损坏和多点接地会使硅钢片间绝缘损坏增大渦流,,造 成局部过热,严重时还会造成铁芯失火。另外穿芯螺杆损坏,会在螺杆 和铁芯间形成短路,产生环流,使铁芯局部过热,可能导致严重亊故。

九、变压器绕组故障方法的判断和排除方法
? 电气故障
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绕组绝缘电阻低、吸收比小; 绕组三相直流电阻不平衡; 绕组局部放电或闪络; 绕组短路故障; 绕组接地故障; 绕组断路故障; 绕组击穿和烧毁故障; 绕组绕错、接反和连接错误。
密封装置老化、损坏造成密封不严; 散热器、冷却器堵塞或产生裂纹; 绕组受电动力或机械力而损伤和变形; 分接头错位或变形; 绝缘套管破裂 穿杆螺栓松动、铁夹件松动变形; 油箱变形及漏油。

? 机械损伤故障

? 变压器绕组绝缘电阻低的主要原因:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 变压器密封不严; 油封吸湿器中的硅胶失效。 油箱上套管法兰紧固不当。 绕组表面不干浄,有油泥、污物,使绕组绝缘电阳降低。 绕组绝缘老化。 绕组长期过热,因过热而老化。 变压器长期过电压运行。 绝缘油变质老化。 绕组油道堵塞,散热效果变坏。 绕组各引线焊点不牢靠、接触面不实。 油分解或绝缘化学分解产生水分。 绕组有虚接地点。

? 造成绝缘电阻老化原因如下:

? 变压器在长期过负荷和出现故障排除后有条 件的要进行鉴定绕组绝缘的老化程度。一般 为4级:
? 1级:弹性良好,色泽新鲜。 ? 2级:绝缘稍硬、色泽较喑,手按无变形。 ? 3级绝缘变脆,色泽较暗,手按出现轻微裂纹,变形不太大。绕组可以 继续使用,但应考虑安排更换绕组。 ? 4级绝缘变脆,手按即脱落或断裂。达到4级老化的绕组不能继续使用。

? 绕组直流电阻不平衡故障原因及排除
? 变压器绕组的直流电阻是出厂、交接和预防性试验的基本 项目之一,也是变压器故障的重要检修项目。这是因为直 流电阻的不平衡对综合判断变压器绕组(导杆和引线的连 接、分接开关及线圈系统)的故障具有重要的意义; ? 不平衡率超标的原因及防止措施 ? 引线电阻的差异。各相绕组的引线长短不同,因此各项绕 组的直流电阻就不同,可导致其不平衡率超标。为了消除 引线电阻差异的影响,可采用下列措施: ? (1)在保证机械强度电气绝缘距离的情况下,尽量增大 低压套管间的距离,使a、c相的引线缩短,因而引线电阻 减少,这样可以使三相引线电阻尽量接近;

? (2)适当增加a、c相首端引线铜(铝)排的厚度或宽度。如能保证 各相的引线长度和截面之比近似相等,则三相电阻值也近似相等; ? (3)适当减少b相引线的截面。在保证引线允许载流量的条件下,适 当减少b相引线界面使三相引线电阻近似相等; ? (4)寻找中性点引线的合适焊点。对a、b、c三相末端连接铜(铝) 排,用仪器找出三相电阻平衡的点,然后将中性点引线焊在此点上; ? (5)在最长引线的绕组末端连接上并联铜板以减少其引线电阻; ? (6)将是三个绕组中电阻值最大的绕组套在b相,这样可以弥补b相 引线短路的影响。 ? 5.2.2 导线质量。实测表明,有的变压器绕组的直流电阻偏大,其主 要原因是某些导线的铜和铝的含量低于国家标准规定限定。有时即使 采用合格的导线,但由于导线截面尺寸偏差不同,也可能导致绕组直 流电阻不平衡率超标。为消除导线质量问题可采取下列措施: ? (1)加强对入库线材的检测,控制劣质导线流入生产的现象,以保持直 流电阻不平衡率合格;作为标准的最小截面Smin改为标称截面,有的 厂采用这种方法,把测量电阻值与标称截面的电阻值相比较,这样就 等于把偏差范围缩小一半,有效地消除直流电阻不平衡率现象。

? 连接不紧。测试实践表明,引线套管导杆或分接开关之间连接不紧, 都可能导致变压器直流电阻不平衡率超标。消除连接不紧应采取下列 措施: ? (1)提高安装与检修质量,严格检查各个连接部分是否连接良好; ? (2)在运行中,可以用色谱分析结果综合判断,及时检出不良部位, 及早处理。 ? 分接开关指位指针移位。分解开关指位指针移位会导致变压器绕组直 流电阻不平衡率超标。为消除分接开关指位指针移位造成的直流电阻 不平衡率超标,应当在变压器总装后,也宜进行核对。 ? 绕组断股。变压器绕组断股往往导致直流电阻不平衡率超标。采取的 措施有: ? (1)变压器受到短路电流冲击后,应及时测量其直流电阻,及时发现断 股故障,及时检修; ? (2)利用色谱分析结果进行综合分析判断。

? 绕组短路故障排除
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1 绕组短路故障现象 1.1 绕组发热,导致变压器过热; 1.2 出现强大的短路电流,变压器振动大; 1.3 变压器三相电压及绕组直流电阻不平衡; 1.4 严重的绕组短路还会造成变压器烧毁事故; 2 绕组短路故障类别
2.1 匝间短路; 2.2 相间短路; 2.3 绕组股间短路; 2.4 一、二次绕组间短路; 2.5 绕组短路造成变压器内部组件变形。

? 3 相间短路故障的原因及修理
? 3.1 相间短路出现较多的是在各类中小型变压器壳内两相线圈引线上的 软铜线接线卡(缓冲器)相碰引起的短路。

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3.2 故障原因:引起变压器绕组相间短路多数是在检修中修理人员操 作不当,在拆、装变压器过程中,紧固或松动引线螺母时,造成两相 软铜线接片相碰致使相间短路。 3.3 排除故障方法。修理过程中必须采取正确的操作方法,防止拆装 变压器时在拧紧和松动螺母中再造成软铜线接片相碰,如选用的活动 扳手大小要适中,用力要均匀。对不好拧的应在螺母和螺栓丝处滴一 些润滑油,稍停片刻再拧。当螺母上的螺纹乱扣或锈蚀严重时,应更 换同规格尺寸的新螺栓、螺母,以免在运行中受电磁力作用而振动, 再次造成螺栓转动,带动软铜连接片移动相碰而短路。

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序号

十、分接开关的常见故障和处理方法
故障特性 故障原因 (1)、安装不当 (2)、密封材料质量不好 或材料时间已久变质 处理方法 (1)、如系箱盖与开关法兰盘处漏油,应拧紧 固定螺母;如系统转轴与法兰盘或座套间 漏油,应拆下定位螺栓等(根据操动机构 的结构而定),拧紧压缩紧密封坏的塞子; (2)、用新的密封件予以更换

1

变压器箱盖上分接开关密封渗 透油

2

绕组直流电阻测量值不稳定或 增大

(1)、运行中长期无电流通过 的定触头表面有氧化膜或油 (1)、旋转开关转轴,进行3-5个循环的分接 污以致接触不良 变换以清除氧化膜或污垢; (2)、触头接触压力降低, (2)、更换触头弹簧。触头轻微烧损时, 触头表面烧损 用砂纸磨光,烧损严重时应予更换; (3)绕组分接线与开关定 (3)拧紧开关的所有紧固件。 触头的连接松动。 (1)、开关转轴与法兰盘或座 套间密封过紧; (2)、触头弹簧失效,动 触头卡滞 (3)、单相开关的操作杆 下端槽口未插入开关转轴上 端 (1)、调整压缩密封环的塞子,使密封压缩适 当,即不会漏油,又确保开关转轴转动灵 活; (2)、更换弹簧并调整动触头; (3)拆卸操动机构,重新安装好操动杆。

3

操作机构不灵,不能实现分解 更换

4

有色谱分析发现C2H2微量升高, 但无规律性,并无过热现 象

单相开关操动杆下端槽型插口与 开关转轴上端圆柱销间存在 间隙,产生局部放电

拆卸操动机构,取出操动杆,检查其下端槽型 插口,如发现该处有碳黑放电痕迹,应加 装弹簧片,使其与开关转轴上端圆柱销保 持良好接触


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