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如何判断变压器哪些部位可能发热

  • 时间:2018-09-30 18:33
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  一、 分接开关接触不良
 
  变压器有载(分接开关)接触不良,造成局部高热是比较普遍的问题。分接开头经常切换,产生问题的机会是最多的。
 
  分接开关发热主要是由于接触不良,使接触电阻增大,尤其是分接开关频繁动作和变压器过负荷运行,特别可能发生这种情况。接触不良的原因可能是:
 
  1、 接触点压力不够;
 
  2、 开关接触处有油泥堆积,使动、静触点间有一层油泥膜;
 
  3、 接触面小使接点熔伤;
 
  4、 定位指示与开关的接触位置不对应。 这种故障在大修或切换分接开关后最容易发生,穿越性故障后,也可能烧伤接触面。
 
  在运行中,特别要注意轻瓦斯动作的情况,往往这种故障也可从轻瓦斯频繁动作觉察到。取油样分析化验,其明显特征是分接开关高热使油的闪点迅速下降。也可以采用现行的油色谱分析判断。
 
  二、 线圈匝间短路
 
  所谓线圈匝间短路就是相邻几个线匝之间的绝缘损坏。几个线匝间形成闭合的短路回路,同时,也使该相线圈减少了匝数,短路环内由交变磁通感应出来的短路电流,将产生高热,并可能导致变压器烧毁。造成匝间短路的原因:
 
  1、 在线圈制造时因敲打、弯头、压紧等工艺过程造成绝缘的机械损伤,或某 些毛刺刺伤绝缘而留下隐患。
 
  2、 运行时间过久,绝缘老化严重,变脆脱落,使导线连通短路。
 
  3、 运行中局部高温使绝缘迅速老化(如油道堵塞等)。
 
  4、 穿越性短路时,在电动力的作用下使某些线匝发生轴向或辐向位移将绝缘 磨损短路。
 
  5、 变压器油面下降,使线圈露出失去冷却作用。
 
  6、 长期过负荷运行,温度控制不科学,使线匝间温度太高,绝缘很快老化变 脆而发生短路。 真正发展成匝间短路,是发生在过电压,过电流之后。
 
  较严重的匝间短路在运行中也能发现,因发热厉害,油温上升,而且电源侧的电流有某种程度的增加,轻瓦斯可能动作。短路匝处发高热时油可能象沸腾似的,可以听到异常的声音。
 
  三、 铁芯硅钢片间存在短路
 
  铁芯是由相互绝缘的硅钢片叠成。由于外力损伤或绝缘老化等原因使硅钢片漆膜绝缘损坏,会增大涡流,造成局部过热。
 
  穿心螺杆绝缘损坏也是造成环流的原因之一。穿心螺杆一般由绝缘套管使其与硅钢片绝缘。两端还有绝缘垫圈使其与夹件绝缘。
 
  可能由于拧紧螺帽时损伤绝缘或因螺杆本身中的涡流发热,使绝缘经常处于高温下老化变脆。如果有几棵螺杆绝缘损坏,就会在螺杆和铁芯间形成短路,使铁芯局部过热而损坏。
 
  若变压器铁芯硅钢片的接地设置不正确(人为多点接地,或因某种原因造成铁芯多点接地)都将造成铁芯多点接地,形成环流,局部过热而导致严重事故。
 
  其它可能导致发热的原因还有:如接头发热(引线和线圈焊接处,引线与套管中导杆的螺母连接处,线圈内部焊头等)压环螺钉绝缘损坏或压环碰接铁芯造成环流,某螺钉或铁件通过漏磁多,涡流大造成过热等。
 
  高热、油劣化,这是上述故障的共同特点,其反映出来的气体继电器动作或油温上升都是共同现象。
 
  直接判断是哪个部位故障是比较困难的,只能根据变压器的历史及运行情况,油的色谱分析和化验进行综合分析。
 
  根据上述现象,运行检修人员应经常监视变压器油温,听变压器声音,轻瓦斯动作后及时引起注意。
 
  变压器铁芯故障检测 变压器局部过热故障多见于分接开关接触不良、铁芯局部短路和多点接地。
 
  对于分接开关故障检查是比较容易的。然而,对于铁芯故障,因涉及结构件多,引起的原因比较复杂,加之外部有线圈遮挡,检查起来也不太容易了,正因为如此,有的变电站在确实找不到故障接地点,予以排除。
 
  而且确切地判定故障点是稳定的金属接地的情况下,作为临时措施,往往将工作接地点断开,以故障接地点代替工作接地。
 
  1、 不吊罩(芯)检测
 
  (1)、铁芯一点外引接地时,不吊罩(芯)检测:用钳型电流表测量外引地线电流, 当电流I为零到数十毫安时为正常;如果I>1A及以上时,则存在两点接地故障。
 
  (2)、铁芯和上夹件分别外引接地时检测:先测出上部外引线对地电流I1,在测量下 部接地线对地电流I2,然后按表经验判据进行判断。 经验判据之一
 
  (3)、断开工作接地点检测:用1000V兆欧表测量铁芯对箱壳的绝缘电阻,若该电阻 值达200MΩ及以上时,则为正常。如果兆欧表指示铁芯与箱壳相通。
 
  则改用万用表欧姆档测量铁芯与箱壳之间的电阻,若该电阻值为1~2Ω时,则铁芯有金属性多点接地。如果该电阻值为200~400Ω时,则说明铁芯有高阻接地,必须处理后变压器才能投入运行。
 
  (4)、利用空载试验检出铁芯内表面(窗口内)故障:因为铁芯内表面故障功率消耗 较大,有时可达数KW,因此,根据单相空载试验。
 
  若某一相空载损耗增加约10%,且在试验过程中的几分钟之内,油中故障特征气体明显增加,则该相铁芯内表面有接地故障。
 
  但是,单相空载试验对铁芯外表接地故障是不灵敏的。因为该类故障功率消耗不大,最大只有200~300W,所以单相空载试验检测不出来。
 
  2、 吊罩(芯)检查
 
  变压器吊罩(芯)以后,铁芯有无多点接地的检测顺序和方法如下:
 
  (1)、检查正压钉和反压钉是否松动,压钉绝缘垫圈(压钉碗)是否位移脱落或破损;
 
  (2)、检查穿心螺栓与夹件之间的绝缘垫圈是否完好,并检测穿心螺栓对铁芯及夹件 的绝缘电阻;检查铁芯底部各间隙、槽部有无金属或其它导电性异物;
 
  (3)、断开接地片,检测夹件对铁芯的绝缘电阻;
 
  (4)、断开压环包与夹件的金属连接,测压包对铁芯及夹件的绝缘电阻。 如果以上检测均正常,则铁芯不存在多点接地故障。
 
  3、 检测铁芯有无局部短路
 
  (1)、检查铁芯接地片是否完好,有无折叠而搭接在铁芯片上。
 
  (2)、采用降压法测铁芯各级叠片间的直流电压,即在夹件与铁芯各级间加12V~24V 直流电压,通入5A左右电流,用mV表逐级测量铁芯各级叠片间的直流电压。
 
  如果铁芯叠片对称级的电压mV数近似或相等,则属正常;若某一级的mV数值很小或者为零,则该级有局部短路故障。
 
  (3)、检测铁芯内外磁路有无局部短路 检测方法:在变压器加上一定的励磁电压时,对单相或三相变压器分别测出铁芯外表面叠片间的电压U1和内表面叠片电压U2;
 
  对三相五柱变压器除测定外表面和内表面的电压U1和U2之外,还应测定旁柱窗口内表面叠片的电压U3。
 
  判定:按表的经验判据判断
 
  经验判据之二
 
  判断: 单相变压器 三相变压器 三相五柱变压器 内外磁路无短路故障的经验值 U1=50%匝电压 U2=50%匝电压 U1≈50%匝电压 U2≈50%匝电压 U1=22.5%匝电压 U2=56%匝电压 U3=45%匝电压 外磁路短路故障 U1=0 U2=1匝电压 U1=0 U2≈1匝电压 U1=0 U2≈U3≈1匝电压 内磁路短路故障 U2=0 U1=1匝电压 U2=0 U1≈1匝电压 U1=U3=0 U1≈1匝电压
 
  注:(1)、因受三相磁通的制约,比较复杂,有时U1=57% U2=65%,应用比较困难。
 
  2、 铁芯故障部位的查找和消除
 
  1)、铁芯故障部位的查找: 如果确认铁芯存在多点接地时,可按下列方法查找多点接地故障部位。
 
  (1)、断开正常接地片,测夹件对铁芯绝缘电阻,可以判断故障是在上铁轭还是在下铁轭 处。
 
  (2)、若判定故障不在下铁轭时,则可在上夹件与铁轭之间加12V~24V直流电压,然后用 mV表逐级测定每级叠片对夹件mV值,当某一级的读数为0mV时,则该级为接地故障点。
 
  (3)、测量外引接地点的开路电压U0确定故障接地部位。即在变压器三相励磁时,则可按 如下经验判据判断:
 
  a、 U0≈28%匝电压(三相五柱时,U0≈22.5%匝电压)时,故障接地点一般在高压侧;
 
  b、 U0≈14%匝电压(三相五柱时,U0≈11%匝电压)时,故障接地点一般在下铁轭底部中央 部位。
 
  2)、不稳定接地点的查找和消除 铁芯不稳定接地点以铁芯底部多见,一般是金属或导电异物所引起,由于大型变压器吊罩后,一般无法吊芯检查,且故障点有时在低压线圈最内层的铁芯底部。
 
  往往很难找到故障部位。因此,可用铁丝对铁芯底部进行清扫或进行油中冲洗和氮气冲吹。
 
  若故障还不能消除,则可采用“脉冲放电的原理”。
 
  利用大电容储能充电,然后再向故障铁芯突然放电的方法,借助瞬间强大的冲击放电电流通过故障点,产生电动力将不稳定的接地故障点消除。实践证明这一方法是比较有效的。
 
  3)、高阻接地点的查找和消除 当铁芯存在200~400Ω高阻接地点时,可按下述步骤消除。
 
  (1)、在铁芯与箱壳之间施加110V单相工频电压,其电源要求5KVA,引线需承受30A 电流。
 
  在其回路上装一隔离开关和30A熔丝,电源地端接箱壳。合上电源,若熔丝不会熔断,则再在铁芯与箱壳之间施加220V电压。
 
  (2)、施加220V电压时,最好用隔离变压器,将电源与加压输出相隔离。这样,即使 220V电源有接地也无碍。
 
  同时在220V回路上串接一隔离开关和60A熔丝,合上电源,仔细监听变压器内有无放电声,并察看能否看到的故障点部位。
 
  (3)、然后用欧姆表测量铁芯与箱壳之间的电阻,如果该阻值增大至1000Ω,再利用 1000V兆欧表检查,若阻值达到200MΩ或以上,则铁芯高阻接地已消除。
 
  (4)、对铁芯施加1000V单相工频电压,持续1min。必须注意,耐压回路同样应串入 刀闸开关和60A熔丝。
 
  耐压过程中要在输出回路上用钳型电流表测量加压回路中是否有稳定的电流。如果没有电流则证实接地点确已消除。
 
  有时也可以用直流电焊机来消除铁芯的接地点。可以选择如下方法:
 
  (1)、把焊机的负端接箱壳,正端接至铁芯上。加以约40A的电流,用一适当的电流 表监测该电流值。
 
  若这样能使接地消除,则电流会降低,电压会升高。如果必要在20~40A之间分级增加电流,重复试验。每次处理后,用欧姆表或兆欧表来检查处理是否有效果。
 
  (2)、如果绝缘电阻已得到改善,则用上述方法施加1000V、1min交流耐压,以确证 接地点已经消除。
 
  如果加至1000V交流电压,并耐压1min通过,则认为铁芯对地绝缘正常。这时,铁芯的接地片可以恢复与接地端连接。
 
  此外,如果发现铁芯有接地,且证明极难消除时,则可以在铁芯正常接地线上串接一电阻,以限制环流。此电阻值应在250~1000Ω之间。
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