变压器故障的统计分析及预防方法

变压器故障的统计分析及预防方法2009年最新作文、总结、范文、毕业论文时间：2006Tl-0309:04来源：网络作者:admin点击：240次摘要：通过对美国近10年间变压器故障的统计分析，讨论故障的起因，并涉及了故障类型、频率、程度及运行寿命。对预防变压器故障以延长其使用寿命的维护方法提出了建议。关键词：变压器故障统计分析预防当前的世界范围内，不间断的电力供应已成为工业生产、国防军事、科技发展及人民生活中至关重要的因素。人们对能源不间断供应的依赖性常常是直到厂房里的生产设备突然停止工作、大楼灯光突然全部熄灭、电梯被悬在楼层之间时才意识到各种断路器、布线及变压器的重要性。变压器故障通常是伴随着电弧和放电以及剧烈燃烧而发生，随后电力设备即发生短路或其他故障，轻则可能仅仅是机器停转，照明完全熄灭，严重时会发生重大火灾乃至造成人身伤亡事故。因此如何确保变压器的安全运行受到了世界各国的广泛关注。美国HSB公司工程部总工程师W订liamBartley先生，主要负责对大型电力设备尤其是发电机和变压器的分析和评估工作，并负责重大事故的调查、检修程序的改进及新型检测技术方面的研究。自70年代以来，他负责调查了数千起变压器故障并进行了几十年的科学统计研究。在中国高速的现代化发展中，电力工业的安全运行更起着关键作用。本文从介绍美国1988年至1997年10年间变压器故障的统计数据进行分析，为国内提供参考资料及可借鉴的科学统计方法，以达到为电力部门服务的目的。变压器故障的统计资料1．1各类型变压器的故障过去10年来，HSB发生几百起变压器故障造成了数百万美金的损失。图1中列出了按变压器类型显示的变压器故障统计数。从图中的显示可以看出除1988年外，电力变压器故障始终占据主导位置。1．2不同用户的变压器故障变压器使用在不同的部门，故障率是不同的。为了分析变压器发生故障的危险性，可将用户划分为11个独立类型：（1）水泥与采矿业；（2）化工、石油与天然气；（3）电力部门；（4）食品加工；（5）医疗；（6）制造业；（7）冶金工业；（8）塑料；（9）印刷业；（10）商业建筑；（11）纸浆与造纸业。按照HSB的RickJones博士风险管理的方法，将“风险”定义为发生频率与损失程度。损失程度可以被定义为年平均毛损失，而发生频率（或称为概率）则可定义为故障发生平均数除以总数。所以，对于每一个给定的独立组来说：频率=故障数/该组中的变压器台数（举例来说，如果每年平均有10起故障，在一个给定的独立组中有1,000个用户，在该组中任何地点故障的概率就是0.01/年。）因此，可以采用产品的故障频率与程度将变压器的风险按用户加以划分。（风险二频率X程度）。图2中给出的是10年中10个独立组中变压器风险性的频率—程度“分布图”。每组曲线中，X轴表示频率、Y轴表示程度（或平均损失），X-Y的关系就形成了一个风险性坐标系统。其中的斜线称为风险等价曲线（例如，对于＄1,000的0.1的可能性与＄10,000的0.01的可能性可认为是同等风险的）。坐标中右上角的象限是风险性最高的区域。当考虑到频率和程度时（如图2所示），电力部门的风险是最高的，冶金工业及制造业分别列在第二和第三位。1．3各种使用年限变压器的故障按照变压器设计人员的说法，在“理想状况下”变压器的使用寿命可达30〜40年，很明显的是在实际中并非如此。在1975年的研究中，故障时的变压器平均寿命为9.4年。在1985年的研究中，变压器平均寿命为14.9年。通常有盆形曲线显示使用初期的故障率以及位于右端的老化结果，然而故障统计数据显示变压器的使用寿命并非无法预测。图3中显示了该研究中使用寿命的统计数据，这些数据可以用来确定对变压器进行周期检查的时间和费用。在电力工业中变压器的使用寿命应当给予特别地关注。美国在二战后经历了一个工业飞速发展的阶段，并导致了基础工业特别是电力工业大规模的发展。这些自50年代到80年代安装的设备，按其设计与运行的状况，现在大部分都已到了老化阶段。据美国商业部的数据，在1973〜1974年间电力工业在新设备安装方面达到了顶峰。如今，这些设备已运行了近25年，故必须对已安装变压器的故障可能性给予特别的关注。变压器故障原因分析HSB收集了有关变压器故障10年来的资料并进行分析的结果表明，尽管老化趋势及使用不同，故障的基本原因仍然相同°HSB公司电气部的总工程师J.B.Swering在时间：2006Tl-0309:04来源：网络作者:admin点击：241次论文中写到：“多种因素都可能影响到绝缘材料的预期寿命，负责电气设备操作的人员应给予细致地考虑。这些因素包括：误用、振动,过高的操作温度、雷电或涌流、过负荷、对控制设备的维护不够、清洁不良、对闲置设备的维护不够不恰当的润滑以及误操作等。"下表中给出了在过去几十年中HSB公司总结出的有关变压器故障的基本原因，表中列出了分别由1975、1983以及1998年的研究得出的关于故障通常的原因及其所占百分比。2.1雷击雷电波看来比以往的研究要少，这是因为改变了对起因的分类方法。现在，除非明确属于雷击事故，一般的冲击故障均被列为“线路涌流”。2．2线路涌流线路涌流(或称线路干扰)在导致变压器故障的所有因素中被列为首位。这一类中包括合闸过电压、电压峰值、线路故障/闪络以及其他输配(T&D)方面的异常现象。这类起因在变压器故障中占有显著比例的事实表明必须在冲击保护或对已有冲击保护充分性的验证方面给与更多的关注。2．3工艺/制造不良在HSB于1998年的研究中，仅有很小比例的故障归咎于工艺或制造方面的缺陷。例如出线端松动或无支撑、垫块松动、焊接不良、铁心绝缘不良、抗短路强度不足以及油箱中留有异物。2．4绝缘老化在过去的10年中在造成故障的起因中，绝缘老化列在第二位。由于绝缘老化的因素，变压器的平均寿命仅有17.8年，大大低于预期为35〜40年的寿命!在1983年，发生故障时变压器的平均寿命为20年。2．5过载这一类包括了确定是由过负荷导致的故障，仅指那些长期处于超过铭牌功率工作状态下的变压器。过负荷经常会发生在发电厂或用电部门持续缓慢提升负荷的情况下。最终造成变压器超负荷运行，过高的温度导致了绝缘的过早老化。当变压器的绝缘纸板老化后，纸强度降低。因此，外部故障的冲击力就可能导致绝缘破损，进而发生故障。2．6受潮受潮这一类别包括由洪水、管道渗漏、顶盖渗漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及绝缘油中存在水分。2．7维护不良保养不够被列为第四位导致变压器故障的因素。这一类包括未装控制其或装的不正确、冷却剂泄漏、污垢淤积以及腐蚀。2．8破坏及故意损坏这一类通常确定为明显的故意破坏行为。美国在过去的10年中没有关于这方面变压器故障的报道。2．9连接松动连接松动也可以包括在维护不足一类中，但是有足够的数据可将其独立列出，因此与以往的研究也有所不同。这一类包括了在电气连接方面的制造工艺以及保养情况，其中的一个问题就是不同性质金属之间不当的配合，尽管这种现象近几年来有所减少。另一个问题就是螺栓连接间的紧固不恰当。变压器维护建议根据以上统计分析结果，用户可制订一个维护、检查和试验的计划。这样不但将显著地减少变压器故障的发生以及不可预计的电力中断，而且可大量节约经费和时间。因为一旦发生事故，不仅修理费用以及停工期的花费巨大，重绕线圈或重造一台大型的电力变压器更需要6到12个月的时间。因而，一个包括以下建议的良好维护制度将有助于变压器获得最大的使用寿命。3．1安装及运行（1）确保负荷在变压器的设计允许范围之内。在油冷变压器中需要仔细地监视顶层油温。（2）变压器的安装地点应与其设计和建造的标准相适应。若置于户外，确定该变压器适于户外运行。（3）保护变压器不受雷击及外部损坏危险。3．2对油的检验变压器油的介电强度随着其中水分的增加而急剧下降。油中万分之一的水分就可使其介电强度降低近一半。除小型配电变压器外所有变压器的油样应经常作击穿试验，以确保正确地检测水分并通过过滤将其去除。应进行油中故障气体的分析。应用变压器油中8种故障气体在线监测仪，连续测定随着变压器中故障的发展而溶解于油中气体的含量，通过对气体类别及含量的分析则可确定故障的类型。每年都应作油的物理性能试验以确定其绝缘性能，试验包括介质的击穿强度、酸度、界面张力等等。3．3经常维护（1）保持瓷套管及绝缘子的清洁。（2）在油冷却系统中，检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制油自由流动的机械损伤。（3）保证电气连接的紧固可靠。（4）定期检查分接开关。并检验触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。（5）每三年应对变压器线圈、套管以及避雷器进行介损的检测。（6）每年检验避雷器接地的可靠性。接地必须可靠，而引线应尽可能短。旱季应检测接地电阻，其值不应超过5Q。（7）应考虑将在线检测系统用于最关键的变压器上。目前市场上有多种在线检测系统，供应商将不同的探测器与传感器加以组装，并将其与数据采集装置相连，同时提供了通过调制解调器实现远距离通讯的功能。美国SERVERON公司的TrueGas油中8种故障气体在线监测仪就是极好的选择。此系统监测真实故障气体含量，结合“专家系统”诊断将无害情况与危险事件加以区分，保证变压器的安全运行。结束语变压器是电网中的重要设备之一。虽配有避雷器、差动、接地等多重保护，但由于内部结构复杂、电场及热场不均等诸多因素，事故率仍然很高。中国在70年代的10年中，110kV及以上变压器的年平均绝缘事故率约为17.66台次，恶性事故和重大损失也时有发生。因此借鉴国外经验，利用先进在线监测设备，加强状态维护模式，以使电力供应更加安全可靠。配电变压器故障分析及处理方案发布时间：2009-2-2514:47:00来源：福州福大自动化科技有限公司应用领域：电源一、配电变压器损坏原因1、 过载一是随着人们生活的提高，用电量普遍迅速增加，原来的配电变压器容量小，小马拉大车，不能满足用户的需要，造成变压器过负载运行。二是由于季节性和特殊天气等原因造成用电高峰，使配电变压器过载运行。由于变压器长期过载运行，造成变压器内部各部件、线圈、油绝缘老化而使变压器的负荷大部分随季节性和时间性分配，特别是在农村农忙季节配电变压器将在过负荷或满负荷下使用，在夜晚又是轻负荷使用，负荷曲线差值很大，运行温度最高达80°C以上，而最低温度在10°C。而且农村变压器的检修情况来看，每台变压器底部水分平均达100g以上，这些水分都是通过变压器油热胀冷缩的呼吸空气从油中沉淀下来的。二是变压器内部缺油使油面降低造成绝缘油与空气接触面增大，加速了空气中水分进入油面，降低了变压器内部绝缘强度，当绝缘降低到一定值时变压器内部就发生了击穿短路故障。2、对配电变压器违章加油某电工对正在运行的配电变压器加油，时隔1h后，该变压器高压跌落开关保险熔丝熔断两相，并有轻微喷油，经现场检查，需要大修。造成该变压器烧毁的主要原因：一是新加的变压器油与该变压器箱体内的油型号不一致，变压器油有几种油基，不同型号的油基原则上不能混用；二是在对该配电变压器加油时没有停电，造成变压器内部冷热油相混后，循环油流加速，将器身底部的水分带起循环到高低压线圈内部使绝缘下降造成击穿短路；三是加入了不合格变压器油。3、 无功补偿不当引起谐振过电压为了降低线损，提高设备的利用率，在《农村低压电力技术规程》中规定配电变压器容量在100kVA以上的宜采用无功补偿装置。如果补偿不当在运行的线路上总容抗和总感抗相等，则会在运行的该线路及设备内产生铁磁谐振，引起过电压和过电流，烧毁配电变压器和其它电气设备。4、 系统铁磁谐振过电压农网中10kV配电线路由于长短、对地距离、导线规格不一致，再加上配电变压器、电焊机、电容器以及大型负载的投切等运行参数发生很大变化时，或10kV中性点不接地系统单相间歇性接地可能造成系统发生谐振过电压。一旦发生系统谐振过电压，轻者是将配电变压器高压熔丝熔断，重者将会造成配电变压器烧毁，个别情况下将引起配电变压器套管发生闪络或爆炸。5、 雷电过电压配电变压器按规定要求必须在高、低压侧安装合格的避雷器，以降低雷电过电压、铁磁谐振过电压对变压器高低压线圈或套管的危害。主要有以下原因造成配电变压器过电压而损坏：一是避雷器安装试验不符合要求，安装避雷器一般是三只避雷器只有一点接地，在长期运行中由于年久失修、风吹雨打造成严重锈蚀，气候变化及其它特殊情况造成接地点断开或接触不良，当遇有雷电过电压或系统谐振过电压时，由于不能及时对大地进行泄流降压因而击穿变压器；二是因多数变压器都在保险公司投了保，由此而产生的重保险公司赔偿、轻维护管理，有的用户认为变压器参加了保险，避雷器安装与否、试验与否都无所谓，反正变压器坏了保险公司负责赔偿，也是多年来配电变压器损坏严重的一个重要因素；三是只重视变压器高压侧避雷器的安装试验，而轻视低压侧避雷器的安装试验，因变压器低压侧不安装避雷器，在变压器低压侧遭雷击时，产生逆变对变压器高压侧线圈进行冲击的同时，低压侧线圈也有损坏的可能。6、 二次短路当配电变压器二次短路时，在二次侧产生高于额定电流几倍甚至几十倍的短路电流，而在一次侧也要同时产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的去磁作用，如此大的短路电流，一方面使变压器线圈内部将产生巨大机械应力，致使线圈压缩，主副绝缘松动脱落、线圈变形。另一方面由于短路电流的存在，导致一、二次线圈温度急剧升高，此时如果一、二次保险选择不当或使用铝铜丝代替，可能很快使变压器线圈烧毁。7、分接开关压接不良一是分接开关本身质量差，结构不合理，弹簧压力不够，动静触头不完全接触，错位的动静触头之间的绝缘距离变小，在两抽头之间发生放电或短路，很快烧毁变压器抽头线圈或整个绕组；二是人为原因，个别电工对无载调压的原理不清楚，调压后导致动静触头部分接触或由于变压器分接开关接点长期运行，静触头有污垢造成接触不良而放电打火使变压器烧毁。8、呼吸器孔堵死一般在50kVA以上变压器的油枕上都安装有''呼吸器〃。''呼吸器”罩体一般都是透明的玻璃筒体，内装有“吸潮剂”，搬运时易碰碎，所以一般情况下厂家在出厂时暂不安装，在变压器油枕装'呼吸器”的位置上用螺丝钉将一块'小方铁板”封堵在'吸潮器”的位置上，起到防潮的作用'在投入运行时要及时拆除'小方铁板”，如不及时拆除更换成'呼吸器”，由于运行后热量不断产生，绝缘油受热膨胀，变压器内压力升高，油路无法循环，热量散发不出去，铁芯和线圈的热量越来越高，绝缘性能下降，最终导致变压器烧毁'9、其它配电变压器在日常运行维护管理中，经常出现的问题：一是检修或安装过程中，紧固或松动变压器导电杆螺帽时，导电杆随着转动，可能导致二次侧引出的软铜片相碰，造成相间短路或一次侧线圈引线断；二是在变压器上进行检修不慎掉下物体、工具砸坏套管，轻则造成闪络接地，重则造成短路；三是在并列运行的变压器检修、试验或更换电缆后未进行核相，随意接线导致相序接错，变压器投入运行后将产生很大的环流而烧毁变压器；四是在变压器低压侧装有防盗计量箱，由于空间问题、工艺压接不好，有的直接用导线缠绕，致使低压侧接线接触电阻过大，大负载运行时发热、打火，使导电杆烧坏'二、配电变压器损坏解决措施针对以上种种配电变压器损坏的原因分析，有相当一部分配电变压器损坏是可以避免的，还有一些只要加强设备巡视检查，严格安规章制度办事，就可以将变压器损坏事故消灭在萌芽状态'具体对策如下'1、做好运行前的检查测试配电变压器投运前必须进行现场检测，其主要内容如下'油枕上的油位计是否完好，油位是否清晰且在与环境相符的油位线上'油位过高，在变压器投入运行带负荷后，油温上升，油膨胀很可能使油从油枕顶部的呼吸器连接管处溢出；过低，则在冬季轻负荷或短时间内停运时，可能使油位下降至油位计看不到油位'套管、油位计、排油阀等处是否