1. 變壓器常見故障類型
電力變壓器故障類型劃分的方式較多, 按變壓器結構區(qū)分有以下幾種較常見的故障類型。
1)出口短路故障
出口短路故障是指運行變壓器由于受出口短路故障的影響而遭受到的破壞。變壓器出口短路時,其高、低壓繞組可能同時通過數十倍于額定值的短路電流,它將產生很大的熱量,使變壓器嚴重發(fā)熱,損壞絕緣。
2)繞組故障
各類變壓器的繞組均是由帶絕緣層的繞組導線按一定排列規(guī)律和繞向, 經繞制、整形、浸烘、套裝而成。由于繞組在生產時的不當、運輸中受傷、運行中受潮、受各類過電壓及過電流沖擊等,致使繞組絕緣受到損傷、老化、劣化,造成繞組的短路、斷路、變形等故障,由此可能造成變壓器內部出現局部過熱、局部放電、火花放電、電弧放電等故障。
a、局部放電
當電場強度超過某一極限值 (耐壓值)時,絕緣油等電介質將失去絕緣作用,在此過程中,若強電場區(qū)只局限于電極附近很小的區(qū)域內,則電介質只遭受局部損壞,產生放電脈沖電流,此現象即為電介質的局部放電。 若強電場的區(qū)域很大,形成貫穿性的通道, 造成極間短路, 則為電介質的擊穿。 局部放電往往是液體或固體電介質擊穿的前奏,若不及時消除,有可能發(fā)展為擊穿故障。
b、火花放電
在通常大氣壓下,當電壓增高一定值后, 氣隙中突然發(fā)生斷續(xù)而明亮的火花,在電極間伸展出細光束, 此種放電稱為火花放電。 其特點是放電過程不穩(wěn)定, 擊穿后形成收細的發(fā)光放電通道,而不再擴散于整個間隙的空間。
c、電弧放電
當電源功率足夠大!外電路電阻較小時,氣隙火花放電之后,可形成非常明亮的連續(xù)弧光 ,此種放電稱為電弧放電。其特點是弧溫較高,電弧不易熄滅,電路具有短路的特征?;鸹ǚ烹娕c電弧放電對于變壓器的危害,因為此類放電的能量密度高,在電應力的作用下會產生高速電子流, 固體絕緣材料、 金屬材料等遭受這些電子轟擊后將受到嚴重破壞,與此同時產生的大量氣體一方面會進一步降低絕緣強度,另一方面還含有較多的可燃氣體。 若不及時處理, 嚴重時有可能造成設備的重大損壞或爆炸事故。
3)鐵芯故障
變壓器的器身主要是由繞組和鐵芯構成,它們是變壓器傳遞、交換電磁能量的主要部件。鐵芯不僅要求質量好, 還必須有可靠的一點接地。鐵芯只有一點接地時,變壓器才能正常運行 當出現兩點及以上的接地時將可能導致鐵芯中產生渦流,鐵耗增加,鐵芯局部過熱。嚴重的多點接地甚至會使接地線燒斷,使變壓器失去正常的一點接地,遭受嚴重損壞。
2. 變壓器內部故障類型與油中溶解特征氣體含量的關系
在正常情況下,變壓器油在熱和電的作用下,逐漸老化和分解,會緩慢地產生少量的低分子烴類,在故障處有纖維材料時,還會產生CO 和CO 2氣體。當變壓器內部存在潛伏性的局部過熱和局部放電故障時,就會加快產氣的速度。 一般說來,對于不同性質的故障,絕緣物分解產生的氣體不同;而對于同一性質的故障,由于程度不同,所產生的氣體數量也不同。所以,根據油中氣體的組分和含量,可以判斷故障的性質及嚴重程度。變壓器內部故障方式主要有機械的、熱的和電的三種類型,而又以后兩種為主,且機械性故障常以熱的或電的故障形式表現出來。表1 對 359 臺故障變壓器的故障類型進行統(tǒng)計的結果可以看出,運行中變壓器的故障主要有過熱性故障和高能放電性故障。根據模擬試驗和大量的現場試驗,電弧放電的電流大,變壓器油主要分解出C 2 H 2、H 2及較少的CH 4 ;局部放電的電流較小,變壓器油主要分解出H2和CH 4 ;變壓器油過熱時分解出H 2和CH 4 、C 2 H 4 等,而紙和某些絕緣材料過熱時還分解出CO和CO 2等氣體。我國現行的《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》 (GB/T7252-2001),將不同故障類型產生的主要特征氣體和次要特征氣體歸納為表2。
變壓器油色譜分析儀,絕緣油色譜儀,大連藍天中意科技有限公司——氣相色譜儀專業(yè)生產廠家