干式變壓器運行中的各種異常及故障原

干式變壓器是靠電磁感應原理工作的，改變電壓、聯(lián)絡(luò )電網(wǎng)、傳輸和分配電能；電力干式變壓器是變電站核心設備，結構復雜，運行環(huán)境惡劣，發(fā)生故障對供電可靠性影響大，需要針對情況立即采取措施；干式變壓器故障的分析判別牽扯的學(xué)科領(lǐng)域多，既要有電工、高電壓、絕緣材料、化學(xué)分析等基礎知識，還要熟悉自動(dòng)化、熱學(xué)等；干式變壓器的故障種類(lèi)多，變現形式千差萬(wàn)別，需要熟悉結構原理，現場(chǎng)運行條件、需要熟悉每臺設備特點(diǎn)等，具體問(wèn)題具體分析。（一）聲音異常正常運行時(shí)，由于交流電通過(guò)干式變壓器繞組，在鐵芯里產(chǎn)生周期性的交變磁通，引起硅鋼片的磁質(zhì)伸縮，鐵芯的接縫與疊層之間的磁力作用以及繞組的導線(xiàn)之間的電磁力作用引起振動(dòng)，發(fā)出的“嗡嗡”響聲是連續的、均勻的，這都屬于正?，F象。如果干式變壓器出現故障或運行不正常，聲音就會(huì )異常，其主要原因有：1. 干式變壓器過(guò)載運行時(shí)，音調高、音量大，會(huì )發(fā)出沉重的“嗡嗡”聲。2. 大動(dòng)力負荷啟動(dòng)時(shí)，如帶有電弧、可控硅整流器等負荷時(shí)，負荷變化大，又因諧波作用，干式變壓器內瞬間發(fā)出“哇哇”聲或“咯咯”間歇聲，監視測量?jì)x表時(shí)指針發(fā)生擺動(dòng)。3. 電網(wǎng)發(fā)生過(guò)電壓時(shí)，例如中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)有單相接地或電磁共振時(shí)，干式變壓器聲音比平常尖銳，出現這種情況時(shí)，可結合電壓表計的指示進(jìn)行綜合判斷。4. 個(gè)別零件松動(dòng)時(shí)，聲音比正常增大且有明顯雜音，但電流、電壓無(wú)明顯異常，則可能是內部夾件或壓緊鐵芯的螺釘松動(dòng)，使硅鋼片振動(dòng)增大所造成。5. 干式變壓器高壓套管臟污，表面釉質(zhì)脫落或有裂紋存在時(shí)，可聽(tīng)到“嘶嘶”聲，若在夜間或陰雨天氣時(shí)看到干式變壓器高壓套管附近有藍色的電暈或火花，則說(shuō)明瓷件污穢嚴重或設備線(xiàn)卡接觸不良。6. 干式變壓器內部放電或接觸不良，會(huì )發(fā)出“吱吱”或“劈啪”聲，且此聲音隨故障部位遠近而變化。7. 干式變壓器的某些部件因鐵芯振動(dòng)而造成機械接觸時(shí)，會(huì )產(chǎn)生連續的有規律的撞擊或磨擦聲。8. 干式變壓器有水沸騰聲的同時(shí)，溫度急劇變化，油位升高，則應判斷為干式變壓器繞組發(fā)生短路故障或分接開(kāi)關(guān)因接觸不良引起嚴重過(guò)熱，這時(shí)應立即停用干式變壓器進(jìn)行檢查。9. 干式變壓器鐵芯接地斷線(xiàn)時(shí)，會(huì )產(chǎn)生劈裂聲，干式變壓器繞組短路或它們對外殼放電時(shí)有劈啪的爆裂聲，嚴重時(shí)會(huì )有巨大的轟鳴聲，隨后可能起火。（二）外表、顏色、氣味異常干式變壓器內部故障及各部件過(guò)熱將引起一系列的氣味、顏色變化。1. 防爆管防爆膜破裂，會(huì )引起水和潮氣進(jìn)入干式變壓器內，導致絕緣油乳化及干式變壓器的絕緣強度降低，其可能為內部故障或呼吸器不暢。2. 呼吸器硅膠變色，可能是吸潮過(guò)度，墊圈損壞，進(jìn)入油室的水分太多等原因引起。3. 瓷套管接線(xiàn)緊固部分松動(dòng)，表面接觸過(guò)熱氧化，會(huì )引起變色和異常氣味。（顏色變暗、失去光澤、表面鍍層遭破壞。） 4. 瓷套管污損產(chǎn)生電暈、閃絡(luò )，會(huì )發(fā)出奇臭味，冷卻風(fēng)扇、油泵燒毀會(huì )發(fā)生燒焦氣味。5. 干式變壓器漏磁的斷磁能力不好及磁場(chǎng)分布不均，會(huì )引起渦流，使油箱局部過(guò)熱，并引起油漆變化或掉漆。（三）油溫油色異常干式變壓器的很多故障都伴有急劇的溫升及油色劇變，若發(fā)現在同樣正常的條件下（負荷、環(huán)溫、冷卻），溫度比平常高出10℃以上或負載不變溫度不斷上升（表計無(wú)異常），則認為干式變壓器內部出現異?，F象，其原因有：1. 由于渦流或夾緊鐵芯的螺栓絕緣損壞會(huì )使干式變壓器油溫升高。2. 繞組局部層間或匝間短路，內部接點(diǎn)有故障，二次線(xiàn)路上有大電阻短路等，均會(huì )使干式變壓器溫度不正常。3. 過(guò)負荷，環(huán)境溫度過(guò)高，冷卻風(fēng)扇和輸油泵故障，風(fēng)扇電機損壞，散熱器管道積垢或冷卻效果不良，散熱器閥門(mén)未打開(kāi)，滲漏油引起油量不足等原因都會(huì )造成干式變壓器溫度不正常。4. 油色顯著(zhù)變化時(shí)，應對其進(jìn)行跟蹤化驗，發(fā)現油內含有碳粒和水分，油的酸價(jià)增高，閃電降低，隨之油絕緣強度降低，易引起繞組與外殼的擊穿，此時(shí)應及時(shí)停用處理。（四）油位異常：1. 假油位：（1）油標管堵塞；（2）油枕呼吸器堵塞；（3）防暴管氣孔堵塞。2. 油面過(guò)低：（1）干式變壓器嚴重滲漏油；（2）檢修人員因工作需要，多次放油后未補充；（3）氣溫過(guò)低，且油量不足；（4）油枕容量不足，不能滿(mǎn)足運行要求。（五）滲漏油干式變壓器運行中滲漏油的現象比較普遍，主要原因有以下：1. 油箱與零部件連接處的密封不良，焊件或鑄件存在缺陷，運行中額外荷重或受到震動(dòng)等。2.內部故障使油溫升高，引起油的體積膨脹，發(fā)生漏油或噴油。（六）油枕或防暴管?chē)娪?1．當二次系統突然短路，而保護拒動(dòng)，或內部有短路故障而出氣孔和防暴管堵塞等。2．內部的高溫和高熱會(huì )使干式變壓器突然噴油，噴油后使油面降低，有可能引起瓦斯保護動(dòng)作。（七）分接開(kāi)關(guān)故障干式變壓器油箱上有“吱吱”的放電聲，電流表隨響聲發(fā)生擺動(dòng)，瓦斯保護可能發(fā)出信號，油的絕緣降低，這些都可能是分接開(kāi)關(guān)故障而出現的現象，分接開(kāi)關(guān)故障的原因有以下幾條：1. 分接開(kāi)關(guān)觸頭彈簧壓力不足，觸頭滾輪壓力不均，使有效接觸面面積減少，以及因鍍層的機械強度不夠而嚴重磨損等會(huì )引起分接開(kāi)關(guān)燒毀。2. 分接開(kāi)關(guān)接頭接觸不良，經(jīng)受不起短路電流沖擊發(fā)生故障。3. 切換分接開(kāi)關(guān)時(shí)，由于分頭位置切換錯誤，引起開(kāi)關(guān)燒壞。4. 相間絕緣距離不夠，或絕緣材料性能降低，在過(guò)電壓作用下短路。（八）絕緣套管的閃絡(luò )和爆炸故障套管密封不嚴，因進(jìn)水使絕緣受潮而損壞；套管的電容芯子制造不良，內部游離放電；或套管積垢嚴重以及套管上有裂紋，均會(huì )造成套管閃絡(luò )和爆炸事故。（九）三相電壓不平衡 1. 三相負載不平衡，引起中性點(diǎn)位移，使三相電壓不平衡。2. 系統發(fā)生鐵磁諧振，使三相電壓不平衡。3. 繞組發(fā)生匝間或層間短路，造成三相電壓不平衡。（十）繼電保護動(dòng)作繼電保護動(dòng)作，說(shuō)明干式變壓器有故障。瓦斯保護是干式變壓器的主保護之一，它能保護干式變壓器內部發(fā)生的絕大部分故障，常常是先輕瓦斯動(dòng)作發(fā)出信號，然后瓦斯動(dòng)作跳閘。輕瓦斯動(dòng)作的原因：（1）因濾油、加油，冷卻系統不嚴密致使空氣進(jìn)入干式變壓器。（2）溫度下降和漏油致使油位緩慢降低。（3）干式變壓器內部故障，產(chǎn)生少量氣體。（4）干式變壓器內部故障短路。（5）保護裝置二次回路故障。當外部檢查未發(fā)現干式變壓器有異常時(shí)，應查明瓦斯繼電器中氣體的性質(zhì)：如積聚在瓦斯繼電器內的氣體不可燃，而且是無(wú)色無(wú)嗅的，而混合氣體中主要是惰性氣體，氧氣含量大于6％，油的燃點(diǎn)不降低，則說(shuō)明干式變壓器內部有故障，應根據瓦斯繼電器內積聚的氣體性質(zhì)來(lái)鑒定干式變壓器內部故障的性質(zhì)；如氣體的顏色為黃色不易燃的，且一氧化碳含量大于1％－2％，為木質(zhì)絕緣損壞；灰色的黑色易燃的且氫氣含量在3％以下，有焦油味，燃點(diǎn)降低，則說(shuō)明油因過(guò)濾而分解或油內曾發(fā)生過(guò)閃絡(luò )故障；淺灰色帶強烈臭味且可燃的，是紙或紙板絕緣損壞。通過(guò)對干式變壓器運行中的各種異常及故障現象的分析，能對干式變壓器的不正常運行的處理方法得以了解、掌握。二、干式變壓器在運行中不正?，F象的處理方法（一）運行中的不正?，F象的處理1. 值班人員在干式變壓器運行中發(fā)現不正?，F象時(shí)，應設法盡快消除，并報告上級和做好記錄。2. 干式變壓器有下列情況之一者應立即停運，若有運用中的備用干式變壓器，應盡可能先將其投入運行：（1）干式變壓器聲響明顯增大，很不正常，內部有爆裂聲；（2）嚴重漏油或噴油，使油面下降到低于油位計的指示限度；（3）套管有嚴重的破損和放電現象；（4）干式變壓器冒煙著(zhù)火。3. 當發(fā)生危及干式變壓器安全的故障，而干式變壓器的有關(guān)保護裝置拒動(dòng)，值班人員應立即將干式變壓器停運。4. 當干式變壓器附近的設備著(zhù)火、爆炸或發(fā)生其他情況，對干式變壓器構成嚴重威脅時(shí)，值班人員應立即將干式變壓器停運。5. 干式變壓器油溫升高超過(guò)規定值時(shí)，值班人員應按以下步驟檢查處理：（1） 檢查干式變壓器的負載和冷卻介質(zhì)的溫度，并與在同一負載和冷卻介質(zhì)溫度下正常的溫度核對；（2） 核對溫度裝置；（3） 檢查干式變壓器冷卻裝置或干式變壓器室的通風(fēng)情況。若溫度升高的原因由于冷卻系統的故障，且在運行中無(wú)法檢修者，應將干式變壓器停運檢修；若不能立即停運檢修，則值班人員應按現場(chǎng)規程的規定調整干式變壓器的負載至允許運行溫度下的相應容量。在正常負載和冷卻條件下，干式變壓器溫度不正常并不斷上升，且經(jīng)檢查證明溫度指示正確，則認為干式變壓器已發(fā)生內部故障，應立即將干式變壓器停運。干式變壓器在各種超額定電流方式下運行，若頂層油溫超過(guò)105℃時(shí)，應立即降低負載。6. 干式變壓器中的油因低溫凝滯時(shí)，應不投冷卻器空載運行，同時(shí)監視頂層油溫，逐步增加負載，直至投入相應數量冷卻器，轉入正常運行。7. 當發(fā)現干式變壓器的油面較當時(shí)油溫所應有的油位顯著(zhù)降低時(shí)，應查明原因。補油時(shí)應遵守規程規定，禁止從干式變壓器下部補油。8. 干式變壓器油位因溫度上升有可能高出油位指示極限，經(jīng)查明不是假油位所致時(shí)，則應放油，使油位降至與當時(shí)油溫相對應的高度，以免 溢油。9. 鐵芯多點(diǎn)接地而接地電流較大時(shí)，應按排檢修處理。在缺陷消除前，可采取措施將電流限制在100mA左右，并加強監視。10. 系統發(fā)生單相接地時(shí)，應監視消弧線(xiàn)圈和接有消弧線(xiàn)圈的干式變壓器的運行情況。（二）瓦斯保護裝置動(dòng)作的處理瓦斯保護信號動(dòng)作時(shí)，應立即對干式變壓器進(jìn)行檢查，查明動(dòng)作的原因，是否因積聚空氣、油位降低、二次回路故障或是干式變壓器內部故障造成的。瓦斯保護動(dòng)作跳閘時(shí)，在原因消除故障前不得將干式變壓器投入運行。為查明原因應考慮以下因素，作出綜合判斷：（1）是否呼吸不暢或排氣未盡；（2）保護及直流等二次回路是否正常；（3）干式變壓器外觀(guān)有無(wú)明顯反映故障性質(zhì)的異?，F象；（4）氣體繼電器中積聚氣體量，是否可燃；（5）氣體繼電器中的氣體和油中溶解氣體的色譜分析結果；（6）必要的電氣試驗結果；（7）干式變壓器其它繼電保護裝置動(dòng)作情況。（三）干式變壓器跳閘和滅火1. 干式變壓器跳閘后，應立即查明原因。如綜合判斷證明干式變壓器跳閘不是由于內部故障所引起，可重新投入運行。若干式變壓器有內部故障的征象時(shí)，應作進(jìn)一步檢查。2. 干式變壓器跳閘后，應立即停油泵。3. 干式變壓器著(zhù)火時(shí)，應立即斷開(kāi)電源，停運冷卻器，并迅速采取滅火措施，防止火勢蔓延。

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