變壓器的故障模式及影響分析

邢廣勤

摘要：故障模式與影響分析式經(jīng)過深入分析設(shè)備主要部件各種可能發(fā)生的故障模式還有它后果，確定設(shè)備各部件對設(shè)備整體系統(tǒng)性能的影響。論文在對電力變壓器進(jìn)行深入分析之后，對各組成部分所有可能的故障形式，還有故障后果進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：變壓器? 故障模式? 影響分析

分類號：TM417

電力變壓器通常是由器身、絕緣油、非電量保護(hù)、測試裝置、冷卻系統(tǒng)、套管、油枕還有分接開關(guān)等主要部分組成，它各部分的故障模式、故障后果主要有下面這幾種。

一、鐵芯故障

鐵芯由很多層的硅鋼片組成。變壓器的鐵芯只能有一個接地點，做為正常的工作接地，來限制鐵心的電位和流過的電流;若鐵芯有兩個或者多個點接地，當(dāng)鐵芯內(nèi)的磁通發(fā)生變化時候，就會有感應(yīng)循環(huán)電流的產(chǎn)生;接地的點越多，循環(huán)電流越多。這些循環(huán)電流致使負(fù)載損耗加大并且溫度升高。循環(huán)電流足夠大，接地片被燒壞，這就致使重大故障發(fā)生。鐵芯多點接地缺陷故障的類型有：鐵軛螺桿卡扣太長，與鐵軛墊片發(fā)生碰撞，形成新接地點;內(nèi)部絕緣紙板脫落或者損壞;鐵件、焊條、短鋼絲等金屬異物在油箱內(nèi)部形成短路。變壓器內(nèi)部油泥太多，附著在鐵芯零件上因此把它絕緣強度降低，降到零時既形成多點接地的現(xiàn)象。硅鋼片防護(hù)不符合標(biāo)準(zhǔn)，長時間受潮，表面銹蝕相對于比較嚴(yán)重，氧化膜或者漆膜發(fā)生脫落，致使多點接地;鐵芯的制造工藝不科學(xué)，比如鉆孔太多、剪切不均勻等等，有細(xì)小金屬顆粒或者堅硬的非金屬顆粒，疊層壓力不均勻;變壓器長時間過載之時片間絕緣速老化，將鐵芯的某一部分嚴(yán)重過熱，致使片見的絕緣體損壞從而多點接地[1]。

二、分接開關(guān)故障

有載調(diào)壓變壓器在電力系統(tǒng)當(dāng)中有著很重要的效果。它不僅可以穩(wěn)定系統(tǒng)中樞點的電壓，還是連接電網(wǎng)、調(diào)整潮流分布與優(yōu)化無功分配的不能缺失的關(guān)鍵設(shè)備。有載分接開關(guān)的故障特有：手動操作正常，但就地電氣操作拒動;切換開關(guān)不能操控它動作方向;遠(yuǎn)方拒動，就地電氣操作是正常的;操作時間變長;開關(guān)位置與操縱機構(gòu)指示不一致;開關(guān)儲油柜油位異常;調(diào)壓開關(guān)或者開關(guān)的固定觸點位置彎曲發(fā)生改變，讓變壓器繞組的直流電阻加大、分接開關(guān)拒動、形成內(nèi)部放電;調(diào)壓開關(guān)有部分放電灼燒痕跡等。分接調(diào)壓開關(guān)故障的因素有：交流接觸器出于剩磁形成失電延誤，順序開關(guān)的故障或者交流接觸器配合不合理;沒有操控電源或者電動機構(gòu)操控回路發(fā)生故障;調(diào)壓開關(guān)拒動，電容器發(fā)生故障;調(diào)壓開關(guān)與電動機連接處發(fā)生脫落;儲能的彈簧變形，拉力變?nèi)酰瑩p壞或者卡死;油里發(fā)生局部的放電，形成氣體一直在積攢;運行中長時間不工作或者長時間沒有電流經(jīng)過，靜觸頭的接觸面上粘附的油污導(dǎo)致接觸電阻不穩(wěn)定;緊固件或者電極處的放電緊固件的不牢靠或者懸浮的電位發(fā)生放電[2]。

三、套管故障

變壓器經(jīng)過套管使繞組引出線和外部系統(tǒng)相連，完成不同電壓等級之間的能量傳遞。繞組的電壓決定了套管的絕緣構(gòu)造，然而繞組的電流決定了導(dǎo)電部分的截面與接頭結(jié)構(gòu)。普通套管有純瓷型、充油式還有電容式三個類型。套管故障可以分為下面三個種類：①內(nèi)部放電。形成內(nèi)部放電的因素有內(nèi)部絕緣浸漬不良;絕緣整體或者部分受潮;套管末屏接觸不良或者斷線，套管內(nèi)部電容芯子發(fā)生開路產(chǎn)生放電;穿線電纜碰撞內(nèi)部銅桿形成放電。②外絕緣閃絡(luò)。引發(fā)外絕緣閃絡(luò)的因素有：各種動物接觸外部各帶電部分;絕緣結(jié)構(gòu)不合理;異常過電壓，比如保護(hù)變壓器的避雷器失靈，大電流雷擊，雷擊變壓器周圍點造成感應(yīng)過電壓;外絕緣表層潮濕或者臟污形成濕閃、污閃。③過熱故障。引發(fā)過熱故障的因素有：穿線電纜碰撞內(nèi)部銅桿;絕緣劣質(zhì)，套管密封不好或者將軍帽密封不嚴(yán)，致使絕緣體進(jìn)水或者是受潮，還有絕緣長時間運行變成電老化、熱老化等等;內(nèi)部電器連接處接觸電阻變大，主要因素是連接松動或者接觸面金屬氧化;設(shè)備超載運行。

四、絕緣故障

油浸式變壓器內(nèi)絕緣為變壓器油還有絕緣的紙板或者木快等，絕緣材料會遭到電、熱、磁等作用形成分解或者老化，減少了絕緣的強度，導(dǎo)致絕緣故障的發(fā)生。變壓器油在使用過程中混入雜質(zhì)或者水分，絕緣強度降低、介損變大、加快了老化過程。固體絕緣材料具有良好的電氣絕緣能力還有機械特性，可是它的絕緣沒有自恢復(fù)性能，只要有電氣灼傷與老化都不可逆轉(zhuǎn)，老化之后的聚合度和抗氧化的強度都會受到不同程度的影響，與此同時產(chǎn)生成水、一氧化碳、二氧化碳還有糖醛，從而讓絕緣的擊穿電壓降低、絕緣電阻變小、介損變大。損耗變大后會加快變壓器油劣質(zhì)。

五、油箱故障

油箱就是一個裝變壓器的容器，油箱還起到散熱和冷卻的效果。油箱必須密封良好，焊接技術(shù)水平與工藝良好。變壓器油箱的通常缺點是滲漏油。包括密封部位滲漏與焊接部位滲漏，都是因為材料與工藝的因素形成的。在靠近大電流引線與繞組的油箱部位，泄露磁場作用會使油箱局部過熱。因此，當(dāng)上下節(jié)油箱接觸不良的時候漏磁通產(chǎn)生的電位差，會形成放電現(xiàn)象。

六、冷卻裝置故障

變壓器的冷卻裝置有散熱器與冷卻器兩種。散熱器的經(jīng)常看到故障是散熱器的油滲透，帶有風(fēng)扇還有風(fēng)扇的控制回路以及本體缺點。冷卻器的常見故障有：裝置的本體與電氣控制回路故障;密封不良致使的內(nèi)部絕緣受潮與空氣混入將變壓器瓦斯保護(hù)誤動作;如果冷卻器械上粘附很多污垢，所以冷卻器容易過熱損壞[3]。

七、結(jié)語

綜上所述：論文對電器變壓器的系統(tǒng)行程還有它的故障進(jìn)行了詳細(xì)的了解，知道了其各組成部位所有可能的故障形式還有故障后果，為進(jìn)一步定性與定量分析各種故障，對變壓器整體的影響提供理論根據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆艷坤， 張彥. 彈載脈沖變壓器的故障模式及影響分析[J]. 河南科技， 2019， 000（005）：30-31.

[2]劉冰. 關(guān)于高速動車組主變壓器故障模式的分析[J]. 信息周刊， 2019， 000（008）：1-1.

[3]陳梅. 基于核密度估計和FTA的電力變壓器早期故障診斷及可靠性分析[D]. 電子科技大學(xué)， 2019.

（沈陽中變電氣有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽? ?110000）