变压器故障分析

1、山东省高级技师社会化考评（维修电工）论文题目变压器故障分析姓名指导教师（教授）年月日变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯。变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗用变压器、防雷变压器、箱式变压器、箱式变电器。国内变压器专业生产厂有浙江江山市双鹏特种变压器厂变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电流（具有某一已知频率）流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应

2、的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。各种电子装备常用到变压器，理由是：提供各种电压阶层确保系统正常操作；提供系统中以不同电位操作部份得以电气隔离；对交流电流提供高阻抗，但对直流则提供低的阻抗；在不同的电位下，维持或修饰波形与频率响应。阻抗其中之一项重要概念，亦即电子学特性之一，其乃预设一种设备，即当电路组件阻抗系从一阶层改变到另外的一个阶层时，其间即使用到一种设备-变压器。目录第一章绪论41.1 变压器内部发出异声41.2 绕组匝间绝缘故障原因一般有51.3 主绝缘和引出线故障原因一般有5第二章变压器的异常现象及其分析62. 1变压器的油箱内有强烈而不均匀的噪音和放电的声音63. 2变压

3、器油枕和防暴管喷油。62. 3变压器油温不断升高.62. 4油色变化过甚9第三章冷却器异常及事故处理103. 1冷却器全停处理103. 2“变压器冷却器电机故障”信号出现的处理103. 3“变压器油流低报警”信号出现的处理113. 4“变压器冷却器电源故障”信号出现的处理113. 5”冷却器直流控制电源消失”信号出现的处理113. 6变压器送电前，冷却器应检查的内容。124.1 瓦斯保护动作于信号144.2 瓦斯保护动作于跳闸154.3 色谱分析法16第五章变压器自动跳闸处理195.1变压器过负荷195.2短路电流和不平衡电流205. 3短路故障20第六章变压器分接开关的故障分析和处理226.

4、 1无载分接开关的故障及处理227. 2有载分接开关的故障及处理23第七章结语24第一章绪论变压器与其它电气设备相比，他的故障是很少的，这是因为它没有转动部分，而且元件都在油中，有一个可靠的工作条件的缘故，所以只要对变压器的运行加强监视，做好经常性的维护工作，及时消除设备缺陷，定期进行检修和预防性试验，变压器的事故是可以避免的。但是变压器在运行中，由于运行人员操作不当，检修质量不良，设备缺陷没有及时消除，运行方式不合理等，也可能会引起事故。如果主变压器一旦发生事故，则减少和中断对部分用户的供电，延长变压器的修理时间，在没有备用变压器的情况下，对国民经济将造成严重损失。为了确保变压器的安全可靠运

5、行，一方面应采用有效的反事故措施，将事故消灭在萌芽状态，防止事故的发生，另一方面对已发生事故的变压器，应根据事故现象，正确判断事故原因和性质，以便迅速正确地处理事故，防止事故的扩大。有鉴于此，我便对变压器经常出现的一些异常和故障进行分析，找出事故原因并提出有效的解决方法和预防措施。从而使变压器能够安全可靠的运行。由于本人的技术知识有限，对于文中的错误和不足，恳请各位老师批评指正。一、变压器常见的故障原因1.1 变压器内部发出异声变压器在正常运行时，应是均匀的“嗡嗡”声，这是由于交流电通过变压器的绕组时，在铁芯里产生周期性变化的交变磁通，随着磁通的变化，就引起铁芯的振动而发出的响声。如果产生不均

6、匀响声或其他异声，都属不正常现象。造成的原因可能有以下几种：(1)由于大动力设备启动，负荷变化较大，使变压器内部发出“哇哇”的声音。如变压器带有电弧炉、汞弧整流器等负荷时，由于五次谐波分量很大，所以在变压器内就发出“哇哇”声；(2)由于过负荷，是变压器内发出很高而且沉重的“嗡嗡”声；(3)由于个别零件松动，使变压器内发出异常声音。如因负荷突变，使某些零件松动，造成变压器内部有“叮当”声，如因轻负荷或空负荷时，使某些离开叠层的硅钢片端部发生振荡，造成变压器内部有强烈不均匀的“噪音”；(4)由于系统短路或接地，因通过大量的短路电流，使变压器内发出很大的“噪声”；(5)由于内部接触不良或击穿的地方，

7、使变压器内发出“吱吱”或“劈啪”的放电声；(6)由于铁磁谐振，是变压器内部发出“嗡嗡”声和尖锐的“哼哼”声，这声音忽而变粗，忽而变细1.2 绕组匝间绝缘故障原因一般有(1)由于长期过负荷散热不良，或变压器运行年久，是绝缘老化而造成匝间短路；(2)变压器出口多次短路，使绕组受力变形而使匝间绝缘损坏；(3)水分进入变压器内，使匝间绝缘受潮而短路；(4)在高压绕组加强段处或低压绕组端部处，因统包绝缘膨胀，使油道堵塞，绝缘过热老化而引起匝间短路。1.3 主绝缘和引出线故障原因一般有(1)水分进入到变压器内，是主绝缘受潮而击穿；(2)由于漏油，造成变压器严重缺油，是引出线部分暴露在空气中，降低了绝缘强度

8、，造成内部闪络故障1.4 套管闪络和爆炸事故的原因一般有：(1)套管密封结构不严，因进水使绝缘受潮而损坏；(2)套管的电容芯子制造不良，内部游离放电；(3)套管各垢严重，造成闪络第二章变压器的异常现象及其分析2.1变压器的油箱内有强烈而不均匀的噪音和放电的声音变压器在运行中出现强而不均匀的噪音而且震动加大，是由于铁芯的穿心螺丝夹得不紧，使铁芯松动，造成硅钢片间产生振动。振动能破坏硅钢片间的绝缘层，并引起铁芯局部过热。至于变压器内部有“吱吱”的放电声则是由于绕组或引出线对外壳放电，或是铁芯接地线断线，造成铁芯对外壳（地）感应而产生的高电压发生放电引起的，放电的电弧可能会损坏变压器的绝缘。2.2变

9、压器油枕和防暴管喷油。油枕喷油或防暴管膜破裂喷油表示变压器的内部已有严重损伤。喷油使油面降低到油位指示计的最低限度时，有可能引起瓦斯保护动作，使变压器两侧断路器自动跳闸。如瓦斯保护因故没有动作而使油面低于顶盖时，则引出线绝缘降低，造成变压器内部有“吱吱”的放电声，且在变压器顶盖下形成空气层，造成油质劣，此时，应切断变压器电源，以防止事故扩大。2.3变压器油温不断升高变压器在正常负荷和正常冷却方式下，如果变压器油温不断升高，则说明变压器内部有故障，如铁芯着火和闸间短路。铁芯着火是由涡流引起或夹紧铁芯用的穿心螺丝绝缘损坏造成的。因为蜗流使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘损坏。此时，铁损增大，油温升

10、高，使油的老化速度加快，减少了气体的排出量，所以在进行油的分析时，可以发现油中有大量的油泥沉淀，油色变暗，闪光点降低等。而穿心螺丝绝缘破坏后，会使穿心螺丝短接硅钢片，并引起绝缘油的分解，油的闪光点降低，使其失掉绝缘性能。铁芯着火若逐渐发展，会引起油色逐渐变暗，闪光点降低，这时由于靠近着火部分温度很快升高，致使油的温度逐渐达到着火点，造成故障范围内的铁芯过热、熔化，甚至熔焊在一起。在这种情况下，若不及时断开变压器，就可能发生火灾或爆炸事故。因此，运行中的变压器，运行温度不允许超过绝缘材料所允许的最高温度。电力变压器大都是油浸变压器。油浸变压器在运行中各部分的温度不同。绕组的温度最高，铁芯的温度次

11、之，绝缘油的温度最低。2且上层油温高于下层油温，因此运行中的变压器，通常是监视变压器上层油温来控制变压器绕组最热点的工作温度，使绕组运行温度不超过其绝缘材料的允许温度值，以保证变压器的绝缘使用寿命。变压器绝缘材料的耐热温度与绝缘材料等级有关，如A级绝缘材料的耐热温度为105oC;B级绝缘材料的耐热温度为130oC,一般油浸变压器为A级绝缘。为使变压器绕组的最高运行温度不超过绝缘材料的耐热温度，规程规定，当最高环境空气温度为40oC时，A级绝缘的变压器，上层油温允许值见表2-1。表2-1油浸式变压器上层油温允许值冷却方式冷却介质最高温度（oC）长期运行的上层油温度（oC）最高上层油温度（oC）自

12、然循环冷却、风冷40（空气）8595强迫油循环风冷40（空气）7585强迫油循环水冷40（冷却水）702.预防措施为防止此类事故的发生，除了日常的巡视和保护设备外，还可以利用红外测温仪对设备进行检查和监控。红外测温仪的基本原理红外技术是基于自然界中一切温度高于绝对零度（-273.15C）的物体，每时每刻都辐射出红外线的原理3,同时由于这种红外辐射都载有物体状态的特征信息，可以利用红外技术判别各种被测目标的温度高低和温度分布情况。根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律可知，物体的红外辐射功率与物体表面热力学温度的4次方成正比，与物体表面的发射率成正比。即：P=eST43（2-1）式中P为物体的红外辐射功率（单

13、位平方米的辐射能量）（W/m2）;£为物体表面的发射率(辐射系数)；S为斯蒂芬-波耳兹曼常数(5.67Xl0-8W/m2?K4)。物体表面温度的变化使物体发热功率相应变化，红外测温仪接收到的热功率也随之变化。由红外测温仪转换的变压器辐射功率信号能反映变压器温度及温度变化，从而得知变压器的状态。变压器的每一种故障模式都有相应的表现，例如电阻增大，介质损耗增加等，不同的故障模式导致的发热情形不同，从而温升也不同，下面讨论几种常见故障的机理与温升之间的关系。电力变压器正常运行时，其发热温升有较固定的规律，在故障发展和形成过程中绝大多数发热温升都与故障模式紧密相连。电力变压器到处可见的导线和

14、连接件以及很多裸露的工作部件在成年累月的运行中，由于受环境温度变化、污秽覆盖、有害气体腐蚀、风雨雪雾等自然力的作用，再加上人为设计、施工不当等因素造成设备老化、损坏和接触不良，这必将导致介质损耗、漏电流和接触电阻的增大，从而引起相应的局部发热而使温度升高。若未能及时发现并阻止这些隐患的发展，将会因恶性循环而引发连接点熔焊、导线断裂、甚至设备爆炸起火等事故。对于处在电力变压器外壳内部的各种部件，如导电回路、绝缘介质和铁芯等，发生故障时也会产生不同的热效应，如：(1)导电回路接头、连接件和触头接触不良造成的接触电阻增大和发热，其发热功率：P=I2R3式中R为接触电阻；(2)绝缘介质老化、受潮后介质

15、损耗增大，导致发热功率增大，此时发热功率P=U2CtanS3式中C为介质的等效电容(单位为F),U为施加的电压，3为交变电压的角频率，tan5为介质损耗角正切值；(3)铁芯和可导磁部位因绝缘不良和设计结构不当，造成短路和漏磁，形成局部涡流过热；(4)电压型设备内部元器件缺陷引起的电压分布异常，其相应的去热功率也将发生改变；(5)设备内部缺油时产生两种不同的热效应，即绝缘强度降低引起的局部放电发热和缺油的油面处由于上下介质不同、介质的热容系数相差很大造成的热场分布差异。这种状态为用红外技术监测设备内部真实油面提供了条件。从以上分析可知，红外在线故障诊断系统可检测变压器特定部位的温度，根据温度信号

16、及其变化分析得到变压器的故障类型。在掌握了设备故障类型的基础上由专家系统给出故障原因、处理建议、解释等。2. 4油色变化过甚在取油样进行分析时，可以发现油内含有炭粒和水份，油的酸价增高，闪光点降低，绝缘强度降低，这说明油质急剧下降，这时很容易引起绕组与外壳间发生击穿事故。第三章冷却器异常及事故处理3. 1冷却器全停处理(1)冷却器全停处理的原则：当变压器冷却器全停时，值班人员应立即汇报调度，同时迅速查找故障原因，设法尽快恢复冷却器运行。5在处理过程中，处理冷却器全停故障期间，应派专人密切监视变压器油温及绕组温度变化。若变压器负载大，在冷却器全停30分钟内顶层油温已接近75oC时，应向省调申请立

17、即减载。若变压器负载小，在变压器冷却器全停30分钟内上层油温不会达到75oC应向省调申请立临时解除“冷却器全停跳三侧压板”，并允许继电运行到油眠温度达到75oC,但不能超过2小时。(2)故障原因：冷却器两路交流工作电源同时失电，即交流三相电源输入开关跳闸，或低压配电室两路交流电源失去；冷却器两路交流控制电源同时跳闸；运行中的一路交流三相电源输入开关跳闸，另一路没有自动投入。(3)处理方法：值班员应立即到现场检查冷控柜内交流工作电源开关是否跳闸，并查看冷却器交流控制电源开关是否跳闸。若是冷控柜内交流工作电源开关未跳闸，则应迅速到所用电低压配电室检查接于380V/220V的冷却器交流电源出线开关是

18、否跳闸，并及时找出故障点，尽快进行处理，迅速恢复冷却器的交流工作电源。若是两路交流控制电源开关同时跳闸，应分别试送交流控制开关，并切换冷却器交流电源选择开关进行故障查找。若是运行中的一路交流三相输入开关跳闸，另一路没有自投，则应手动切换冷却器交流电源选择开关，恢复交流工作电源，再查找故障点。3. 2“变压器冷却器电机故障”信号出现的处理(1)故障原因：运行中任一组冷却器的风扇或油泵电动机热耦动作，或该组冷却器交流回路故障使交流电源开关跳闸。(2)处理方法：值班人员应立即到现场检查出停运的故障冷却器，同时切换已自动投入运行的备用冷却器的工作方式选择开关，使其按相对应的工作方式运行，然后将故障冷却

19、器的工作方式选择开关置于“停止”位置，断开具交流电源开关，报告检修部门处理。3. 3“变压器油流低报警”信号出现的处理(1)故障原因可能有以下几种：油流回路堵塞；油泵故障；油流指示器故障；冷却器回路操作不当或故障。(2)处理方法：当变压器油流量低报警时，备用冷却器即自动投入运行，值班人员应到现场检查冷却器运行情况，由油流表的异常查出故障冷却器，并将已自动投运的备用冷却器的工作方式选择开关切至与故障冷却器工作方式相同的位置。然后将故障冷却器停运，报告检修部门待处理。3. 4“变压器冷却器电源故障”信号出现的处理(1)故障原因：低压配电室内冷却器交流电源一路或两路消失，或双电源监控回路故障；单组冷

20、控柜中的开关跳闸。(2)处理方法：如果冷却器仍然在运行，则检查控制开关是否跳闸，备用冷却器是否投入，作好记录，汇报并通知检修人员处理；如果冷却器全部停止运行，则检查电源开关是否跳闸，并用验电笔检查工作与备用电源是否失去；若两路总电源失去或异常(如缺相)，应到低压配电室作进一步检查，迅速恢复交流电源；若两路电源正常，而回路跳闸，则应将冷却器的交流电源开关断开，然后试投回路开关，若成功，则逐台投入每组冷却器的交流电源开关，以查出故障回路并进行隔离。3. 5”冷却器直流控制电源消失”信号出现的处理(1)故障原因：冷却器直流主电源失电跳闸。(2)处理方法：检查变压器直流开关是否跳闸，若跳闸可试送一次；

21、检查直流分屏内“冷却器控制电源”开关是否跳闸，若跳闸可以试送一次；若无法恢复正常，应按查直流回路的故障的方法进行处理，并汇报检修部门。3. 6变压器送电前，冷却器应检查的内容。检查项目包括测量冷却装置电机的绝缘电阻应合格；检查每组冷却器进出油蝶阀在开启位置；潜油泵转向正确，运行中无异音和明显振动，电机温升正常；油流继电器动作正常；风扇电动机转向正确，运行中无异音和明显振动，电机温升正常；冷却器组控制箱内各分路电磁开关合闸正常，无明显噪声和跳跃现象，冷却系统总控制箱内开关状态和信号正确。在变压器投入运行前，将全部冷却器装置投入运行，以排除残余空气。运转1h后，在按规定将辅助和备用冷却器停运。当变

22、压器长期低负荷运行时，可以切除部分冷却器。开启冷却器的台数与可带负荷大小的关系按下式计算6式中Sn-变压器开启n组冷却器可带负荷，kVA;SN-变压器额定容量，kVA;P0-变压器额定频率下的空载损耗，kW;n实际开启的冷却器台数；N实际冷却器总台数Pk-变压器绕组温度为75oC时的额定短路损耗，kW;Pk'变压器开启n组冷却器允许的短路损耗，kW;P变压器额定容量下运行时，每组冷却器的过负荷，kWo变压器开启部分冷却器时，应监控上层油温和温升不超过规定值。投入变压器冷却装置时应注意以下事项：在投入强油风冷装置时，严禁先起动潜油泵，后开启该组散热器上下联管的阀门。停止强油风冷装置时，严

23、禁在未停下潜油泵的情况下，关闭其阀门。这是为了防止将大量空气抽入变压器本体内或损坏潜油泵轴承及叶轮。在投入强油水冷装置时，必须先启动潜油泵，待油压上升后才可开启冷却水门，且保持油压高于水压，以免冷却器泄漏时水渗入油中，影响油的绝缘性能，进而造成变压器的故障。冷却装置停用时的操作顺序相反。若变压器运行中投入某组强油风冷装置时，为防止瓦斯保护误动作，应将其短时退出运行第四章瓦斯保护动作处理4. 1瓦斯保护动作于信号当瓦斯保护的信号动作时，值班人员应立即处理，复归音响信号，对变压器进行外部检查。检查项目为油枕中的油位及油色，变压器的电流、电压、温度和声音等的变化。此时如有备用变压器，最好先把备用变压

24、器投入运行，然后停用工作变压器，以便查明瓦斯继电器动作的原因。瓦斯保护动作的原因可能是因滤油、加油和冷却系统不严密，致使空气进入变压器；或因温度下降和漏油致使油位缓慢降低；或是因变压器故障而产生少量气体；或是由于发生穿越性短路故障而引起；或是由于保护装置的二次回路故障所引起。如经外部检查未发现变压器有任何异常现象时，应查明瓦斯继电器中气体的性质。变压器故障时析出的气体，能积聚在瓦斯继电器内，所以可用取样瓶在瓦斯继电器的放气门处取样，进行试验，然后根据气体的颜色和化学成分来鉴定变压器内部故障的性质。如果积聚在瓦斯继电器内的气体中不含可燃性成分，且是无色无臭的，而在混合气体中主要是惰性气体，氧气含

25、量又大于16%,同时油的闪光点并不降低时，则说明是空气浸入变压器内，此时变压器仍可继续运行。如果气体是可燃的，则说明变压器内部有故障，应停用变压器进行修理，然后根据瓦斯继电器内积聚的气体性质来鉴定变压器内部故障的性质。如气体颜色为黄色不易燃的，则一氧化碳含量大于1-2%寸，则说明固体绝缘物因过热而，即木质绝缘有损坏。如气体颜色为灰色和黑色易燃的，且氢气含量在30%以下，故障温度近于或大于油分解温度时，有焦油味，闪光点显著降低，则说明因过热而分解或油内曾发生闪络故障。如气体颜色为淡灰色带强烈臭味可燃的，则说明绝缘材料故障，即纸或纸板有损坏。如果通过上述分析对变压器内部的潜伏性故障还不能作出正确判

26、断时，则可采用气相色谱分析方法来作出适当的判断。例如对油进行色谱分析时，可从氢、炫类、一氧化碳、二氧化碳、乙快含量的变化（间隔作几次）来判断变压器内部故障的性质。一般氢、烧类含量急剧增加，而一氧化碳、二氧化碳含量变化不大时，为裸金属（如分接开关故障）过热性故障。如一氧化碳、二氧化碳含量急剧增加时，为固体绝缘物(木质、纸、纸板损坏)过热性故障。如除氢和炫类气体外，乙烘含量很高时，为放电性故障(匝间短路放电，铁芯多点接地放电等)。气体中可燃性气体成分占总体积的20%-25%Z上时，气体可以点燃。气体的点燃和油的闪光点降低可以直接判断变压器的故障的严重性。因此，在瓦斯继电器放气门处进行气体点燃试验，

27、是运行人员监视变压器安全运行的方便方法。但是在检查气体是否可燃时，需特别小心，不要将火靠近瓦斯继电器的顶端，而要在其上面5-6厘米处。气体可用专用的容器收集，并作试验。气体颜色的鉴定必须迅速进行，否则经一定时间后，由于有色物质沉淀颜色即会消失。如检查结果在瓦斯继电器内积聚的气体是不可燃的且又不是空气时，则必须检查油的闪光点，若闪光点比额定闪光点或较过去的记录降低5oC以上时，则说明变压器内部已有故障，必须停用变压器进行检查。若瓦斯继电器所发的信号是因油分解的空气而动作，则值班人员应放出瓦斯继电器内积聚的空气，并应注意本次信号与下次信号动作的间隙时间。如果信号越来越稀，则不久信号即可消失，说明变

28、压器无问题；如果信号动作的间隙时间逐次缩短，就表示变压器所属短路器即将跳闸，此时，值班人员应将瓦斯保护的跳闸回路切断，并报告上级值班人员进行处理，但此时如有备用变压器，则应换备用变压器投入运行。4.2 瓦斯保护动作于跳闸瓦斯保护动作使变压器跳闸的原因有：(1)变压器内部发生严重故障；(2)油位下降太快；(3)保护装置二次回路有故障；(4)在某种情况下，如果变压器修理后投入，油中空气分离出来得太快，亦可能使断路器跳闸。当瓦斯保护动作使变压器跳闸时，值班人员应先将备用变压器投入，然后将工作变压器断开并进行外部检查。检查油枕、防爆门、散热器法兰盘和导油管等处是否喷油，变压器盖子与外壳间的盘根是否因油

29、膨胀而损坏(顺着外科流油)，个焊接缝是否裂开，变压器外壳是否鼓起，最后分析气体性质是否可燃，以及采用气相色谱法进行分析，以鉴定变压器内部故障的性质。根据分析结果，应作如下处理：(1)不准合闸。如气体可燃或在检查中发现一种外部异常现象(不论其轻重)，则变压器未经内部检查，均不得合闸。因为变压器内部损坏很严重时，其外部的征象也可能并不明显。(2)可以合闸。如气体为空气，且变压器外部有无异常现象，而又查明了瓦斯保护动作的原因，证明变压器内部无故障，此时变压器可不经内部检查而投入运行。如果变压器有瞬时动作的过电流保护或差动保护时，则可退出瓦斯保护，即将瓦斯保护跳闸回路断开，然后将变压器投入运行。如无上

30、述保护装置时，瓦斯保护也不准用，应把故障查明并消除后，变压器才允许运行。如果变压器装有差动保护和瓦斯保护，而在运行中由于其中一种保护动作而把变压器断开，但是并没有明显的故障征象，而另一种保护又未动作，这时，如果因为变压器的断开影响了用户的正常供电时，则容许把变压器再投入一次。4.3 色谱分析法变压器出现故障时，绝缘油裂解产生气体，只有当油中气体饱和后，才能从瓦斯继电器反映出来。按过去沿用的瓦斯气点燃检查法，往往不能确定故障原因，造成误判断。在这种情况下我采用色谱分析法判断变压器内部故障，可以直接从绝缘油中分析各特征气体浓度的大小来确定变压器内部是否有故障。我国对变压器内部故障气体各特征气体浓度

31、的标准值有规定，超过这个值要用三比值法进行分析，判定出故障原因。8由于气体的扩散，使绝缘油在故障变压器内不同部位所含气体各特征气体浓度不同。应用气体扩散原理，在故障变压器的关键部位抽取油样，分析各个取样点的气体浓度，判断变压器内部故障部位。对于在运行中的变压器，通过色谱分析检查出早期故障时，特征气体微有增长或稳定在一定范围时，采用气体追踪分析的方法监控设备。当特征气体增长很快或含量达到一定值时，说明故障发展迅速，必须立即停止运行，对变压器进行吊罩，查找故障部位。特征气体在液体中的扩散是在整台变压器油中，从密度大的区域向密度小的区域转移；其扩散速度愈快，说明该组特征气体浓度愈高。根据这一理论，可

32、以推出一个规律：故障点的特征气体含量高，扩散的速度越快；距离故障点越远，特征气体含量越低，扩散速度也越慢。色谱法判断故障的常用方法：按油中溶解的特征气体含量分析数据与注意值比较进行判断特征气体主要包括总炫（C1C2bC2H2、H2、CQCO2等。变压器内部在不同故障下产生的气体有不同的特征，可以根据绝缘油的气相色谱测定结果和产气的特征及特征气体的注意值，对变压器等设备有无故障及故障性质作出初步判断。根据故障点的产气速率判断有的设备因某些原因使气体含量超过注意值，不能断定故障;有的设备虽低于注意值，如含量增长迅速，也应引起注意。产气速率对反映故障的存在、严重程度及其发展趋势更加直接和明显，可以进

33、一步确定故障的有无及性质。它包括绝对产气速率和相对产气速率两种，判断变压器故障一定要用绝对产气速率。三比值法判断只有根据各特征气体含量的注意值或产气速率注意值判断可能存在故障时，才能用三比值法判断其故障的类型。部颁导则采用国际电工委员会（IEC提出的特征气体比值的三比值法作为判断变压器等充油电气设备故障类型的主要方法。此方法中每种故障对应的一组比值都是典型的，对多种故障的联合作用，可能找不到相应的比值组合，此时应对这种不典型的比值组合进行分析，从中可以得到故障复杂性和多重性的启示。例如，三比值为121或122可以解释为放电兼过热。故障严重程度与发展趋势的判断在确定设备故障的存在及故障类型的基础

34、上，必要时还要了解故障的严重程度和发展趋势，以便及时制定处理措施，防止设备发生损坏事故。对于判断故障的严重程度与发展趋势，在用IEC三比值法的基础上还有一些常用的方法，如瓦斯分析、平衡判据和回归分析等。目前国内常用的测定仪器及其特点在国内应用较广泛的色谱仪有国产的GC-900-SEffl、国外生产的岛津GC-14理与惠普HP-6890型气相色谱仪，这两种色谱仪性能优良、灵敏度高，但价格昂贵，且需通过改装才能满足测试要求。而采用BSZ系列变压器油色谱在线装置进行监测，可及时发现变压器油的异常情况，但只能测定油中炫类气体，对H2、CQCO2的含量不能测定。止匕外，便携式油中气体测试仪正在不断开发应

35、用，较成熟的有日本POD-410©油中气体测t仪与加拿大HYDRAN-10理油中氢气测试仪。这些仪器操作简单、携带方便，在现场就可进行油样测定，但不能对油中气体的7个组分全部进行测定，测定精度稍差。第五章变压器自动跳闸处理5. 1变压器过负荷为防止过负荷跳闸，首先要了解变压器的过负荷能力。变压器在正常运行时，负荷不应超过其额定容量。但是，变压器并非总在最大负荷下运行，在许多时间内变压器的实际负荷远小于额定容量，因而使得变压器在不降低规定使用寿命条件下具有一定的短期过负荷能力。(1) 正常过负荷正常过负荷是指在系统正常情况下，以不损害变压器绕组绝缘和使用寿命为前提的过负荷。8正常过负荷

36、每天都可能发生，随着外界因数的变化(如负荷的增加或系统电压的降低等)，特别是在高峰负荷时段，可能出现的负荷。在实际运行中，变压器的负荷和环境温度是经常变化的。当负荷较轻或环境温度较低时，绝缘材料的老化速度减缓；出现过负荷或环境温度较高时，绝缘材料的老化速度加速。因此，在不降低变压器预期使用寿命条件下，上述两种运行方式可以互相补偿。由于变压器昼夜负荷变化而允许的过负荷由变压器日运行负荷曲线的填充系数和最大负荷持续时数所决定。填充系数定义为变压器平均负荷和Sav与最大负荷Smax之比：根据填充系数决定的自然油冷双绕组变压器的过负荷能力例如：若=0.6,变压器可在20%±负荷情况下持续运行

37、4h。当变压器在夏季处于低负荷运行时，在冬季则可允许有一定过负荷能力。规程规定，如果夏季最大负荷低于变压器的额定容量，每降低1%则冬季可过负荷1%,但最大过负荷量不得超过15%上述两种情况允许的过负荷值可以相加使用。对于设置在户外，年平均温度不超过5oC,最高温度不超过40oC的自然循环油冷变压器，总过负荷不得超过30%,户内总过负荷不得超过20%o变压器正常过负荷注意事项：存在较大缺陷的变压器，如冷却系统不正常，严重漏油，色谱分析异常等，不准过负荷运行。全天满负荷运行的变压器不宜过负荷运行。变压器在过负荷运行前，应投入全部冷却器。(2)事故急救过负荷事故过负荷是指在系统发生事故时，为保证用户

38、的供电和不限制发电厂的出力，允许变压器短时间的过负荷。8即使在变压器正常过负荷的情况下，其绝缘的老化程度也只相当与绝缘自然损坏率的80%,余量20%是为了满足急救过负荷而储备的。当供电系统发生故障或并列运行变压器中一台故障退出运行时，运行中变压器可在急救过负荷下运行一段时间。表5-3列出了变压器允许的事故过负荷数值和时间。5.2短路电流和不平衡电流短路电流和不平衡电流对变压器危害很大，所以均不能超过规定值。(1)允许的短路电流。运行中的变压器，由于电力系统发生故障，如过电压而造成绝缘击穿，绝缘的机械损坏和运行人员的误操作等，均会使变压器在事故过程中承受比额定电流大得多的短路电流。短路电流通过变

39、压器时，对变压器是很危险的，因为在此短路电流的作用下，变压器绕组由于电动力的急剧增加而可能产生变形，以及造成绕组温度突然上升，从而加剧绝缘老化，这对变压器的绝缘是极其有害的。为此，规程规定了短路电流的稳定值应不超过额定电流的K倍。变压器的短路电流不得超过额定电流的25倍的情况下，短路电流通过的时间不应超过数值(2)允许的不平衡电流。在接线组别为，yn0的三相变压器中，当有很大的中线电流时，由于中性点位移而相电压的平衡关系受到严重破坏，在最大一相电势的铁芯柱内将产生饱和现象。为了避免相电压的严重不平衡，就必须限制中线电流。所以，规程规定，接线组别为，yn0的变压器中，其中线电流不得超过低压绕组额

40、定电流的25%,此时，任何一相的电流不得超过额定电流值。当厂家另有规定时，应执行制造厂的规定。5.3短路故障变压器短路故障主要指变压器出口短路，以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。变压器正常运行中由于受出口短路故障的影响，遭受损坏的情况较为严重。据有关资料统计，近年来，一些地区110kV及以上电压等级的变压器遭受短路故障电流冲击直接导致损坏的事故，约占全部事故的50%以上，与前几年统计相比呈大幅度上升的趋势第六章变压器分接开关的故障分析和处理6. 1无载分接开关的故障及处理(1)故障的现象。值班人员在检查变压器时，如发现变压器油箱内上部有“吱吱”的放电声，电流表随

41、着响声发生摆动，瓦斯保护可能发出信号，油的闪光点急剧下降，此时可初步判断为分接开关故障。若故障继续发展下去，则分接开关可能会被烧坏，造成非三相送电。12(2)故障原因弹簧压力不足，滚轮压力不均，使有效接触面积减少，以及镀银层机械强度不够而严重磨损等引起分接开关在运行中烧坏。例如一台SFS-2000/11悭变压器，运行两年后，发现可燃气体增高，测量其直流电阻值则大于标准，解体检查后发现，高压C相第二档分接头的定触头和5个动触头烧坏。分析其原因是由于弹簧压力松，用手指一压，弹簧就离开了。又如一台SFSL-31500/11理变压器，在预测绕组直流电阻时，高压相间互差7.2%,中压相间互差17.55%

42、,解体检查后发现高压三个分接开关均有不同程度的烧伤，镀银层因机械强度不够而严重磨损。分接开关抵触不良，引出线连接和焊接不良，经受不起短路冲击而造成分接开关故障。例如一台SFPL1-60000/35型变压器，由于35千伏侧分接开关接触不良，在运行中烧坏，引起油质劣化，闪光点降低，解体检查发现A、C两相分接开光已严重烧伤。又如一台SFPL1-12000/2201变压器，在运行中因另一台变压器的断路器爆炸，引起该主变压器重瓦斯动作，将变压器两侧断路器自动跳开，经解体检查后发现，分接开关引接线接头已经脱焊，引接线已烧断一半，这是由于经受不了短路冲击所造成的。在倒换分接头时，由于分接头位置切换错误，引起分接开光烧坏。例如一台SFS-15000/1101变压器，在测试分接开关直流电阻时，误将分接开关检查位置拨过一档，测试结束后，也没检查核对，在运行中因分接开关倒换错误而引起接触不良，使轻瓦斯动作而发出信号，经解体检查后发现，分接开关第H、IV档烧坏。由于相间绝缘距离不够，或者绝缘材料的电气绝缘强度低，在过电压(大气过电压或操作过电压)的情况下，绝缘击穿，造成分接开关相见短路。(3)故障的处理。值班人员应监视变压器的运行情况，如电流、电压、温度、油位、油色和声音的变化；试验人员应立即取油样进行气相色谱