变压器检查维护、试验及故障处理-变压器常见故障与处理（高铁变电设备检修）

变压器故障分类01目录CONTENT电气回路故障励磁回路故障变压器油故障变压器元器件故障02040305绝缘系统故障

01电气回路故障电气回路故障：

包括绕组（线圈本身）故障、分接开关及分接引线故障、套管及电源引线故障。

02励磁回路故障励磁回路故障：铁芯及其夹持系统故障。

03绝缘系统故障绝缘系统故障：

绝缘性能（绝缘电阻、吸收比、介损）下降或绝缘击穿。

04变压器油故障变压器油故障：油指标不合格。05变压器元器件故障变压器元器件故障：变压器附件、保护测量元件故障。注：按发生故障部位也可分为内部故障和外部故障，本PPT所列各部位故障，其中附件、保护测量元件本身的故障可视为外部故障，其它项故障为内部故障。变压器故障图例01目录CONTENT故障图例故障图例1故障图例2故障图例3故障图例4故障图例5故障图例6故障图例7故障图例8投运初期变压器故障与处理01目录CONTENT绝缘受潮轻瓦斯频繁报警交接试验时局部放电不合格或投运初期的单氢超标交接试验时铁芯多点接地或夹件多点接地02040305压力释放阀动作或油位表油位指示失准06目录CONTENT交接试验时铁芯悬浮分接开关缺陷交接试验的油指标不合格密封部位渗漏油及油箱内遗留异物07090810套管缺陷

01绝缘受潮绝缘受潮：

运输、存贮或安装过程中进气进水，导致绝缘性能降低，投运初期油色谱呈单氢增长现象。

02轻瓦斯频繁报警轻瓦斯频繁报警：

安装过程中排气不净，变压器内部存留的空气积聚到瓦斯继电器，产生轻瓦斯报警，而且随着存气的不断析出，频繁报警。

03压力释放阀动作或油位表油位指示失准压力释放阀动作或油位表油位指示失准：

未对储油柜单独进行排气或储油柜排气不净。04交接试验时局部放电不合格或投运初期的单氢超标交接试验时局部放电不合格或投运初期的单氢超标：

真空注油未达到要求，造成变压器内部有气泡存在，由于气泡放电致使局部放电量大或油色谱的单氢增长。05交接试验时铁芯多点接地或夹件多点接地交接试验时铁芯多点接地或夹件多点接地：

安装过程中操作不当，造成异物搭接，致使铁芯多点接地。夹件多点接地主要是因为地脚与箱底异物连接，或开关支撑件与开关法兰头连接。06交接试验时铁芯悬浮交接试验时铁芯悬浮（对地绝缘电阻无穷大）：

安装过程中铁芯接地装置受损或脱落。07分接开关缺陷分接开关缺陷：

表现在无载开关档位不正；有载开关档位校验不准；不同档位的直流电阻不平衡率不合格；有载开关油室与变压器油箱间内渗等，产生上述缺陷的原因是开关安装操作不当及开关制造质量缺陷所致。08套管缺陷套管缺陷：

表现在安装时接线片紧固不到位，造成交接试验直流电阻不平衡；接线端子紧固不到位，造成投运后端子接线部位温升过热；套管擦拭不净，造成投运后闪络、电晕或绝缘性能不合格。09交接试验的油指标不合格交接试验的油指标不合格：安装过程中操作不当，如：油罐、管路不净造成污染，滤油机功能失效或来油不合格没经严格验收。密封部位渗漏油及油箱内遗留异物密封部位渗漏油及油箱内遗留异物：

安装操作工作不当。注：保护和测量元件失准是由于元件质量不合格或二次接线有误造成；主体或部件受损伤是由于运输、安装过程中，操作不当造成损伤。变压器常见故障部位目录：变压器的故障类型1.绝缘老化2.绝缘油劣化3.过电压引起的故障4.套管及引线故障5.磁路故障01变压器及故障类型基本概念（一）变压器的概念变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器的种类很多,应用十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用,以此减少传输过程中电能的损耗;变压器虽然大小悬殊,用途各异,但其基本结构和工作原理却是相同的。高速铁路AT分区所和AT所的自耦变压器

高速铁路变电所的主变压器（二）变压器的正常及异常区别

变压器的异常运行状态常规有以下几点：严重漏油；油位过高、过低或不正常升高；在正常负荷和冷却条件下油温不正常升高；冷却装置故障；内部声音不正常；套管破损放电或接头发热；瓦斯继电器内气体不断集聚，轻瓦斯连续动作发信号；正常或事故过负荷；有载调压装置故障。（三）变压器的故障类型变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。a.内部故障为变压器油箱内发生的各种故障，有各相绕组之间发生的相问短路、绕组的线匝之间发生的匝问短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。b.外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，有绝缘套管闪络或破碎而发生的接地。c.如从回路划分主要有电路故障、磁路故障和油路故障。d.若从变压器的主体结构划分，可分为绕组故障、铁心故障、油质故障和附件故障。e.根据常见的故障易发区位划分，变压器故障有绝缘故障、铁心故障、分接开关故障等。1.绝缘老化变压器绕组一般是A级绝缘。在正常负荷下，其绝缘材料可以使用20年以上。如果超负荷运行，其绝缘将加速老化。绝缘老化后绝缘材料会变黑，并失去原有弹性而变得焦脆。在这种情况下，只要绕组稍微受到振动或略受摩擦绝缘即可能完全损坏，导致匝间短路或层间短路。绝缘老化后绝缘性能也明显下降，遇过电压时容易击穿。为了防止和减缓绝缘老化，必须严格控制和掌握变压器的负荷，严格控制上层油温和温升。02变压器故障常见类型绝缘体瓷体应清洁、无破损和裂纹、无放电痕迹及现象.瓷釉剥落面积不得超过300mm2；复合绝缘子无变形、龟裂等现象。2.绝缘油劣化变压器内的绝缘油在正常情况时，它有很好的电气绝缘性能和合适的黏度。它能增加绕组层间、相间、绕组与铁芯之间以及绕组与油箱外壳之间的绝缘强度；同时，还能够充满变压器内的所有空隙，排除空气，避免各部件与空气接触受潮而降低绝缘性能。b.变压器内的绝缘油还可以通过其循环，把变压器损耗转换的热量散发到油箱外的空气中，从而使变压器的绕组和铁芯得到冷却。绝缘油有良好的消弧性能，能防止油箱内事故电弧的扩大。由于绝缘油排除了油箱内的空气，除了有利于绝缘保持原有化学性能和物理性能外，还利于金属的防腐。c.运行中的变压器变压器油，有可能与空气接触，并逐渐吸收空气中的水分，降低其绝缘性能。绝缘油内只要含有/10000的水分，其绝缘性能就会降低为干燥时的1/8。就是说，绝缘油受潮后容易造成击穿和闪烙，甚至造成事故。充油设备的油标、油阀、油位、油温、油色应正常，充油、充气设备应无渗漏、喷油现象。充气设备气压和气体状态应正常。没有劣化的绝缘油是浅黄色透明的，油炭黑是绝缘油在电弧(运行中)作用下燃烧时产生的。

变压器油检测项目（1）凝固点（2）含水量；（3）界面张力；（4）酸值；（5）水溶性酸碱度；（6）击穿电压（7）闪点；（8）体积电阻率；（9）介损（10）色谱分析3.过电压引起的故障过电压分两类：外过电压和内过电压。a.外过电压是由雷击引起，内过电压是由于电力系统中的参数发生变化时，电磁能的振荡和积聚引起。这两类过电压引起的损坏事故大多是绕组的主绝缘击穿。b.对于在高压侧装有避雷器的配电变压器，雷击高压线路时，避雷器会流过大的电流，并在接地装置上产生电压降，此电压降将同时作用在低压绕组上，低压绕组将流过电流，并在高压绕组感应出一高压电动势。这种高压侧受雷击，避雷器放电，作用于低压侧的高电位，通过电磁感应又变换到高压侧的过程称为反变换。遭雷击损坏的干式变压器在变电所变压器前安装ZnO避雷器可防止过电压击穿4.套管及引线故障套管损坏主要是由于检修维护不当或不及时引起。为了避免套管损坏，应加强套管的预防性试验及清扫工作。（1）引线连接处焊接不牢或连接头螺栓未拧紧，都能引起局部发热，使连接处熔损，造成断线。（2）引线对油箱或金属支架距离不够，可能引起短路事故。有时虽然距离够了，但因固定不牢，短路或过载的剧烈摆动或摩擦，也可能引起短路。此外，由于漏油，使内部引线处于空气中，可能导致内部放电闪烙。电气连接部分（引线、二次接线）应连接牢固，接触良好，无过热、断股和散股、过紧或过松。引线（3）高压套管主要形式是油纸电容套管。其常见故障多以放电性故障为主，尤其是低能量火花放电，多发生在气隙处或悬浮带电体空间内。引起套管故障的主要原因是制造质量缺陷和运行维护不当。（4）运行维护不当：由于检修工艺不良，真空注油不完善，或者漏油等造成密封不严，致使潮气入侵而使绝缘受潮。在现场预防性试验时拆接引线不当，造成高温过热，或者造成未屏引线断线、接触不良引起放电性故障。此外，变压器多次出口短路和单相接地引起过电压，以及雷击或操作过电压引起套管内部游离放电，或者表面脏污引起外部闪络等也是造成套管故障甚至事故的原因之一。高压套管变压器小修范围和标准：（一）检查清扫外壳，必要时局部涂漆。（二）检查紧固法兰，受力均匀适当，检查油位必要时补油。（三）检修呼吸器，更换失效的干燥剂及油封内的油。（四）瓷套清洁无油垢、裂纹和破损。电容末屏螺栓紧固。检查套管将军帽和注油孔密封胶垫应作用良好

必要时更换胶垫。（五）检修冷却装置，风扇电机完好，工作正常。（六）检修瓦斯保护，各接点正常、动作正确，连接电缆无锈蚀，绝缘良好。（七）检修温度计，各部零件和连线完好，指示正确。（八）检修基础、支撑部件、套管和引线。（九）检修碰壳保护的电流互感器，各部零件应完好，安装牢靠。（十）检修分接开关位置指示正常。（十一）检查中间端子箱密封良好，端子紧固、无松动。各种线缆安装整齐无破损。（十二）检查箱体接地、铁芯接地良好。有载分接开关可能发生下列故障：①其限流阻抗在切换过程中烧断。如断口处电弧不能熄灭将使故障扩大。②开关由于密封不严而进水，可造成相间闪络或短路。③开关滚轮被卡住，使触头停在过渡位置而损坏。④开关的附加油箱缺油，不能有效地熄灭电弧而损坏。无载分接开关可能发生下列故障：①开关触头接触不良而烧伤。触头弹簧压力不足，滚轮压力不均使有效面积减少，渡银层磨损，接触处存在油污等，导致接触不良。②开关的连接线连接不好，遇大电流或短路电流时，导致烧伤或脱焊。③开关的编号错误，使副边三相电压不平衡，并在三角形接法的绕组内产生环流，造成变压器过热。④开关的相间距离不够，过电压时可能产生相间短路。磁路故障（1）穿心螺杆或螺丝碰接铁芯。其间发生短路时将有很大电流通过，造成局部过热，有时甚至会使铁芯、夹板熔化引起绝缘着火，这种事故通常是由于穿心螺丝上的绝缘垫被压坏或穿心螺杆的包扎绝缘不符合要求，有可能是平板与铁芯之间的绝缘板太薄或有裂纹造成。（2）硅钢片间的绝缘损坏。为了减少铁芯的涡流损失，铁芯硅钢片的片间有涂漆绝缘。如果绝缘破损或绝缘老化，片间的绝缘性能降低，涡流增加，将导致局部过热甚至熔化。同时还会使绕组温升剧增而加速绝缘老化速度。（3）铁芯未接地或接地不良。铁芯如无良好接地，则在绕组的感应作用下会产生一定电压，并可能在接地的油箱之间产生放电，这种放电使油炭化、变质、劣化。参考资料摘录：《高速铁路变电所运行与维护(一次系统）》校编教材{谭慧铭}

《高速铁路牵引变电所运行检修规则》TG/GD122-2015

变压器需立即停止运行故障情况01目录CONTENT声音喷油0203油温套管04

目录CONTENT油位0506变压器着火0708继电保护跳闸油质量

变压器必须立即停止运行的种类：当主变压器的故障主要发生在绕组、铁芯、绝缘套管、调压分接开关和油箱部分。

声音1.变压器的声音很大且不均匀或有爆裂声喷油2.油枕或防爆管或压力释放器喷油

油温3.冷却及油温测量系统正常，但油温较平常在相同条件运行时高出10度以上或不断上升

套管4.套管严重破损和放电

油位5.漏油致使油位不断下降或低于下限

油质量6.油色不正常（隔膜式油枕除外）或油内有碳质等杂物

着火7.变压器着火继电保护跳闸8.重瓦斯保护动作

继电保护跳闸9.因变压器内部故障引起差动保护动作变压器油位下降原因及处理01目录CONTENT油位下降的原因故障处理措施0201油位下降的原因变压器油位会降低？

01油位下降的原因(1)变压器在冬季轻负荷运行时，其油位有时会降低。

01油位下降的原因

(2)变压器的油箱密封件损坏，箱体或冷却装置焊接部位开焊，放油阀节门或冷却装置与箱体连接的管件开焊等原因都能造成渗油和漏油现象。若漏油严重时，将会降低变压器内部的绝缘，产生放电现象；另外由于油面的下降将在变压器内形成空气层，使变压器油劣化速度加剧。02故障处理措施(1)对设有备用变压器或变压器并列运行的变电所，将备用变压器投入运行并转移负荷，将有故障的变压器退出运行，采取相应的措施，阻止漏油后，并对其进行加油。02故障处理措施（2)对单台变压器供电的变电所，可根据变压器的漏油部位采取相应的措施处理。若漏油部位与带电部位在安全距离以外时，可以在变压器不停电的状态下进行，例如放油阀漏油。若漏油部位与带电部位较近，如果检修人员进行检修时有可能危及人身安全，则必须将变压器停电再进行修复，例如引线瓷套管与箱体间漏油。则必须将变压器停电再进行修复。变压器油温不正常升高的原因及处理01目录CONTENT故障原因处理措施02

01故障原因变压器在正常负荷和正常冷却状态下油温不断升高？

01故障原因(1)变压器的一次或二次绕组绝缘击穿或损坏造成层间或匝间短路。(2)变压器内部的接点松动，接触面电阻增大或产生电弧。

01故障原因(3)变压器铁心的夹紧穿心螺栓绝缘损坏造成环绕通路，产生感应电流使铁心温度升高。若继续发展将破坏铁心硅钢片的绝缘，使铁心产生较大的涡流形成恶性循环，使油温急骤升高。

01故障原因(4)变压器内部故障出现的电弧和着火可使变压器油劣化，油色逐渐变暗，严重时可造成变压器喷油。(5)铁心各点接地形成涡流等。02处理措施(1)值班人员若发现变压器外部运行条件正常情况下，而油温不断升高，这可判明在变压器内部发生了故障，应及时采取相应的措施进行处理，否则故障将会进一步扩大，可引发出变压器火灾或爆炸事故。此时值班人员应首先报告上级，经许可后立即切除有故障的变压器，并采取转换负荷，起用备用变压器等措施，并将故障变压器退出运行，进行检修。02处理措施(2)当变压器发生着火事故时，应立即将变压器切除电源，并用四氧化碳干粉灭火器或砂子灭火。灭火时特别注意严禁用水灭火。变压器故障分类01目录CONTENT绕组故障铁芯故障油故障附件故障02040305绝缘故障

01绕组故障（1）绕组绝缘电阻低、吸收比不合格：主要原因是变压器运行中进水受潮或绝缘老化，表现为停电检测时，绝缘测试性能不合格。（2）绕组温升超限、温度过高：产品设计不合理或运行超负载所致，表现为运行中绕组温度和油顶层温度的指示值过高。

01绕组故障（3）绕组直流电阻电阻不平衡：运行中电气连接部位有松动（如接线片），或绕组内部导体有短路、断股情形，或开关触头接触电阻有变化。需根据绕组结构不同进行具体分析，其表现是停电检测时，直流电阻不平衡，运行中油色谱检测指标异常。（4）绕组接地故障：主绝缘击穿接地，或绕组出口短路变形，发生绝缘烧毁接地，表现为停电检测时绕组对地绝缘为零，运行时变压器保护动作。

01绕组故障（5）绕组匝间、层间、饼间、股间、相间、高低压绕组间发生短路故障：绕组制造质量缺陷，或绕组运行中受到短路冲击所致，由于产生局部放电或过热，运行中油色谱检测指标异常，通常瓦斯、差动保护动作。（6）绕组出口短路故障：变压器套管发生相间或对地短路，变压器主保护动作。

02铁芯故障（1）多点接地：铁芯与接地体间异物搭接，表现为是铁芯接地电流大，超过1A以上。（2）绝缘油道间多点连接：铁芯油道的端面（铁窗内外切面处），尤其是尖角处有搭接，而铁芯连接片跨接距离又较大，导致铁芯局部过热，油色谱检测指标异常。

02铁芯故障（3）局部过热：铁芯硅钢片间或铁芯局部间短路，表现为油色谱检测指标异常，轻瓦斯保护动作。（4）整体过热：变压器励磁电压过高，表现为油色谱检测指标异常。（5）夹件多点接地：铁芯夹持系统在运行中接地，如：上部器身与油箱定位装置处，下部垫脚与箱底间，开关支撑架与开关头部法兰间接触，表现为夹件接地电流大，超过1A以上。

03绝缘故障（1）绝缘性能下降（包括绕组、铁芯、夹件绝缘）：变压器受潮所致，表现为停电检测时指标异常。（2）绝缘击穿故障：变压器制造质量缺陷，或运行中受到过电压冲击所致。表现为运行时油色谱检测指标异常，变压器瓦斯保护动作；停电检测时如果主绝缘击穿，主绝缘对地耐压不合格，纵绝缘击穿，绕组直流电阻或变比不合格。03绝缘故障（3）绝缘老化：主要指与电导体或磁导体发热部件接触的绝缘材料过热，年久失效，绝缘性能下降，变压器寿命到期，不能保证变压器安全运行。

04油故障（1）新变压器油耐压指标不合格：油中含水指标过高，通过滤油脱气、脱水处理即可提高耐压值。（2）变压器投运前变压器油中油色谱指标不合格（如含有乙炔等）：新油未经验收注入本体，或新油合格而现场油务工作操作不当及设备污染所致。

04油故障（3）运行中变压器油的油色谱检测不合格：变压器内部有热故障或电故障所致，不同性质的故障有不同的油色谱分析含气指标，可作为变压器故障监测的有效手段。（4）运行中变压器介