變壓器的故障類型很多,可能由于設計、制造、工藝、運輸、安裝、原材料等方面的缺陷,在運行中產生局部放電、局部過熱等問題,從而導致貫通性擊穿、匝間短路、絕緣損壞、燒損爆炸等嚴重事故。因此,應加強對變壓器的日常維護,完善常規的預防性試驗試驗手段,提高對各種故障的及時檢測和預報能力。
電力變壓器是供配電系統中廣泛使用的重要且昂貴的高壓電器設備,在運行中變壓器一旦發生損壞性故障,則將直接影響電網的供電,除修復費用大外,還會造成更大的直接經濟損失。因此選用高質量的變壓器,提高運行維護水平,使用有效的故障診斷技術,具有十分重要的實際價值。
一、變壓器故障種類及分析
1.導電回路過熱故障
主要有引線接觸不良(包括將軍帽接線裝置過熱)、線圈導線接頭焊接質量差以及虛焊、過負荷運行等都會引起導電回路局部過熱。
2.絕緣水平下降
主要有變壓器進水受潮(包括將軍帽密封不良進水)、變壓器油油質不良(如介損偏大、有微生物、含水量高等),變壓器內部局部過熱也會造成絕緣損壞以及絕緣材料的熱解。變壓器所用的電氣材料包括絕緣材料、導體(金屬)材料兩大類。變壓器的絕緣材料主要是絕緣油和紙,故障下產生的氣體也主要來源于油和紙的熱裂解。絕緣油是由烷烴、環烷烴、芳香烴等碳氫化合物組成的混合物。絕緣紙的成分是纖維素,主要是由糖或多糖類構成的高分子碳水化合物。絕緣油熱分解時,因分子鏈的斷裂反應產生低分子烴類氣體。絕緣油大約在300℃左右就開始熱分解,但如果延長加熱時間或存在某些催化劑時,則在150~200℃也會產生熱分解。絕緣紙熱分解時,因分子鏈反應將產生二氧化碳、一氧化碳及少量低分子烴類氣體。絕緣紙的熱解溫度也是300℃左右,但如果長時間加熱,在120~150℃也會裂解而產生碳酸氣。其他絕緣物的熱分解物大體和絕緣油相似,但各有特點。金屬材料在絕緣物的熱分解過程中會起到催化作用,當有水分存在時,還會產生氫氣。
3.產氣故障
常見的產氣故障有過熱和放電兩種類型。放電故障可分為局部放電和其他形式的放電故障兩種類型。過熱故障的主要原因有:①導體故障;②磁路故障;③接點或連接不良。
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