644522924毕业设计（论文）牵引变电所常见故障判断及处理方案.doc

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1、黑龙江交通职业技术学院毕业设计（论文）题目：牵引变电所常见故障判断及处理方案指导教师：专 业 电气自动化 班 级 姓 名 2011年 05 月 10 日目 录引 言- 1 -一 牵引变电所基本概念- 1 -(一) 牵引变电所概述- 2 -(二) 牵引变电所主要电气元件- 3 -(三) 牵引变电所供变电系统- 5 -(四) 牵引变电所- 5 -二 互感器的常见故障与分析- 11 -(一) 互感器的作用- 11 -(二) 互感器分类- 11 -(三) 电流互感器常见故障分析处理- 12 -(四) 电压互感器常见故障分析处理- 12 - (五) 电压互感器故障案例分析 - 12 -三 断路器常见故障

2、分析- 19 -(一) 断路器工作原理- 19 -(二) 短路器的分类- 20 -(三) 真空断路器的故障分析及设备管理- 20 -(四) 断路器跳闸拒动的原因及防止措施- 24 -四 牵引变电所运行与检修重要规程与规则- 24 -总结- 31 -致谢- 32 -参考文献- 33 -摘 要 电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40

3、50公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。牵引供电回路是由牵引变电所馈电线接触网电力机车钢轨回流联接（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。牵

4、引变电所(包括分区亭、开闭所，AT所等)，为了完成接受电能，高压和分配电能的工作，其电气接线可分为两大部分：一次接线(主接线)和二次接线。 主接线是指牵引变电所内一次主设备(即高压、强电流设备)的联接方式，也是变电所接受电能、变压和分配电能的通路。它反映了牵引变电所的基本结构和功能。 二次接线是指牵引变电所内二次设备(即低电压、弱电流的设备)的联接方式。其作用是对主接线中的设备工作状态进行控制，监察、测量以及实现继电保护与运动化等。二次接线对一次主设备的安全可靠运行起着重要作用。 主接线是根据变电所的容量规模、性能要求、电源条件及配电出线的要求确定的，其基本主接线型式有：单母线分段接线、劳旁路

5、母线的单母线分段接线、双母线接线、桥式接线、双T式(即分支式)接线等。关键词： 电气设备故障 电力系统 分析 诊断毕业设计（论文）开题报告题目：1 本课题的来源、选题依据：2 本课题的设计（研究）意义（相关技术的现状和发展趋势）：3 本课题的基本内容、重点和难点，拟采用的实现手段（途径）：（可以另附页）4 文献综述（列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与本课题相关的主要参考要点）：指导教师意见： 指导教师： 年 月 日专业部意见： 签字 年 月 日中期进展情况检查表年 月 日课题名称牵引变电所电气设备常见故障分析学生姓名学 号专 业电气化铁道指导教师职 称学生主要研究内容及进展主

6、要研究牵引变电所主要电器设备，如变压器、互感器、断路器等的原理分类，和常见的故障分析和预防措施。现在已经完成变压器、互感器方面的原理应用，和有可能出现的故障及分析，对个方面有可能出现的故障进行的各项预防措施。尚须完成的任务尚未完成断路器方面常见的故障分析及各方面的措施存在的主要问题及解决措施指导教师审查意见专业部审查意见牵引变电所主要电器设备常见故障分析引 言我第国一条电气化铁路始建于宝成线宝鸡凤州段，全长91km ，于1961年8月正式通车，至今已40余年，截止2002年底全国电气化铁路营业里程已达18336km 。涵盖郑州、北京、成都等11个铁路局，伴随着已开工的郑州徐州电气化工程建设，济

7、南铁路局即将步入电气化铁路的运营，成为电气化铁路的新成员。 我国电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，额定电压25kV。牵引动力为电能，牵引供电设备将国家电力系统输送的电能变换为适合电力机车使用的形式，电力机车则完成牵引任务，因此牵引供电设备和电力机车是电气化铁路的两大主要装备，铁路其他装备和基础设施应与之相适应。本次设计主要针对牵引变电所电气设备的故障与分析一 牵引变电所主要电气设备之变压器故障分析(一) 变压器工作原理 变压器-利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 1.变压器 - 静止的电磁装置 变压器可将一种电压的交流电能

8、变换为同频率的另一种电压的交流电能 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。 变压器原理 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 一次绕组的 二次绕组的 电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量 I2 电动势相量 E1 电动势相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为 m ,该磁通量称为主磁通当变压器一次侧施加交流电压U1，流过一次绕组的电流为I1,则该电流在铁芯中会产生交变磁通，使一次绕组和二次绕组发生电磁联系，根据电磁感应原理，交变磁通穿过这两个绕组就会感应出电动势，其大小与绕组匝

9、数以及主磁通的最大值成正比，绕组匝数多的一侧电压高，绕组匝数少的一侧电压低，当变压器二次侧开路，即变压器空载时，一二次端电压与一二次绕组匝数成正比，变压器起到变换电压的目的。当变压器二次侧接入负载后，在电动势E2的作用下，将有二次电流通过，该电流产生的电动势，也将作用在同一铁芯上，起到反向去磁作用，但因主磁通取决于电源电压，而U1基本保持不变，故一次绕组电流必将自动增加一个分量产生磁动势F1,以抵消二次绕组电流所产生的磁动势F2,在一二次绕组电流L1、L2作用下，作用在铁芯上的总磁动势（不计空载电流I0),F1+F2=0, 由于F1=I1N1,F2=I2N2,故 I1N1+I2N2=0,由式可

10、知，I1和I2同相，所以I1/I2=N2/N1=1/K由式可知，一二次电流比与一二次电压比互为倒数，变压器一二次绕组功率基本不变，（因变压器自身损耗较其传输功率相对较小），二次绕组电流I2的大小取决于负载的需要，所以一次绕组电流I1的大小也取决于负载的需要，变压器起到了功率传递的作用。（二）变压器常见故障根据有关变压器故障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。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：误操作、振动、高温、雷电或涌流、过负荷、三相负载不平衡、对控制设备的维护不够、清洁不良、对闲置设备的维护不

11、够、不恰当的润滑以及误用等。1、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。这一类中包括由误操作、变压器解并列、有载调压分接头拉弧等原因引起的操作过电压、电压峰值、线路故障/闪络以及其他输配(TD)方面的异常现象。这类起因在变压器故障中占有绝大部分的比例。2、绝缘老化 绝缘老化排列在第二位。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3540年的寿命！3、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。4、维护不良保养不够被列为第四位导致变压器故障的因素。这一类包括未装变压器的保护装置或安装的不正

12、确、冷却剂泄漏、污垢淤积以及腐蚀。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小马拉大车的变压器。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，绝缘纸绝缘强度降低。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。6、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”。7、三相负载不平衡 由于三相负载不平衡所引起某相长期过载，而使该相温度偏高进而使绝缘老化，产生匝间短路或相间

13、短路。8、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。9、工艺/制造不良 故障原因在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。10、破坏及故意损坏 这一类通常确定为明显的故意破坏行为。这种现象时有发生，比如盗窃、人为破坏等。 配变在送电和运行中，常见的故障和异常现象有： （1）变压器在经过停运后送电

14、或试送电时，往往发现电压不正常，如两相高-相低或指示为零；有的新投运变压器三相电压都很高，使部分用电设备因电压过高而烧毁; （2）高压保险丝熔断送不上电； （3）雷雨过后变压器送不上电； （4）变压器声音不正常，如发出“吱吱”或“噼啪”响声；在运行中发出如青蛙“唧哇唧哇”的叫声等； （5）高压接线柱烧坏，高压套管有严重破损和闪络痕迹； （6）在正常冷却情况下，变压器温度失常并且不断上升； （7）油色变化过甚，油内出现碳质； （8）变压器发出吼叫声，从安全气道、储油柜向外喷油，油箱及散热管变形、漏油、渗油等。（三）常见故障及其诊断措施1.变压器渗油引起的故障 变压器渗漏油不仅会给电力企业带来较大

15、的经济损失、环境污染，还会影响变压器的安全运行，可能造成不必要的停运甚至变压器的损毁事故，给电力客户带来生产上的损失和生活上的不便。因此，有必要解决变压器渗漏油问题。 油箱焊缝渗油。对于平面接缝处渗油可直接进行焊接，对于拐角及加强筋连接处渗油则往往渗漏点查找不准，或补焊后由于内应力的原因再次渗漏。对于这样的渗点可加用铁板进行补焊，两面连接处，可将铁板裁成纺锤状进行补焊；三面连接处可根据实际位置将铁板裁成三角形进行补焊；该法也适用于套管电流互感器二次引线盒拐角焊缝渗漏焊接。 高压套管升高座或进人孔法兰渗油。这些部位主要是由于胶垫安装不合适，运行中可对法兰进行施胶密封。封堵前用堵漏胶将法兰之间缝隙

16、堵好，待堵漏胶完全固化后，退出一个法兰紧固螺丝，将施胶枪嘴拧入该螺丝孔，然后用高压将密封胶注入法兰间隙，直至各法兰螺丝帽有胶挤出为止。 低压侧套管渗漏。其原因是受母线拉伸和低压侧引线引出偏短，胶珠压在螺纹上。受母线拉伸时，可按规定对母线用伸缩节连接；如引线偏短，可重新调整引线引出长度；对调整引线有困难的，可在安装胶珠的各密封面加密封胶；为增大压紧力可将瓷质压帽换成铜质压帽。 防爆管渗油。防爆管是变压器内部发生故障导致变压器内部压力过大，避免变压器油箱破裂的安全措施。但防爆管的玻璃膜在变压器运行中由于振动容易破裂，又无法及时更换玻璃，潮气因此进入油箱，使绝缘油受潮，绝缘水平降低，危及设备的安全。

17、为此，把防爆管拆除，改装压力释放阀即可。2. 铁心多点接地引起的故障变压器铁心有且只能有一点接地，出现两点及以上的接地，为多点接地。变压器铁心多点接地运行将导致铁心出现故障，危及变压器的安全运行，应及时进行处理。 直流电流冲击法。拆除变压器铁心接地线，在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击，冲击35次，常能烧掉铁心的多余接地点，起到很好的消除铁心多点接地的效果。 开箱检查。对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的，应将定位销翻转过来或除掉。 夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损者，应按绝缘规范要求，更换一定厚度的新纸板。 因夹件肢板距铁心太近，使翘起的叠片与其相碰，则应调整

18、夹件肢板和扳直翘起的叠片，使两者间距离符合绝缘间隙标准。 清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质，清除油箱各部的油泥，有条件则对变压器油进行真空干燥处理，清除水分。 3 接头过热 载流接头是变压器本身及其联系电网的重要组成部分，接头连接不好，将引起发热甚至烧断，严重影响变压器的正常运行和电网的安全供电。因此，接头过热问题一定要及时解决。 铜铝连接。变压器的引出端头都是铜制的，在屋外和潮湿的场所中，不能将铝导体用螺栓与铜端头连接。当铜与铝的接触面间渗入含有溶解盐的水分，即电解液时，在电耦的作用下，会产生电解反应，铝被强烈电腐蚀。结果，触头很快遭到破坏，以致发热甚至可能造成重大事故。为了预防这种现象，

19、在上述装置中需要将铝导体与铜导体连接时，采用一头为铝，另一头为铜的特殊过渡触头。 普通连接。普通连接在变压器上是相当多的，它们都是过热的重点部位，对平面接头，对接面加工成平面，清除平面上的杂质，最好均匀地涂上导电膏，确保连接良好。 油浸电容式套管过热。处理的办法可以用定位套固定方式的发热套管，先拆开将军帽，若将军帽、引线接头丝扣有烧损，应用牙攻进行修理，确保丝扣配合良好，然后在定位套和将军帽之间垫一个和定位套截面大小一致、厚度适宜的薄垫片，重新安装将军帽，使将军帽在拧紧情况下，正好可以固定在套管顶部法兰上。 引线接头和将军帽丝扣公差配合应良好，否则应予以更换，以确保在拧紧的情况下，丝扣之间有足

20、够的压力，减小接触电阻。 4 变压器在线监测技术 变压器在线监测的目的，就是通过对变压器特征信号的采集和分析，判别出变压器的状态，以期检测出变压器的初期故障，并监测故障状态的发展趋势。目前，电力变压器的在线监测是国际上研究最多的对象之一，提出了很多不同的方法。油中溶解性气体分析技术。由于变压器内部不同的故障会产生不同的气体，因此通过分析油中气体的成分、含量、产气率和相对百分比，就可达到对变压器绝缘诊断的目的。几种典型的油中溶解气体，如H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2，常被用作分析的特征气体。在检测出各气体成分及含量后，用特征气体法或比值法等方法判断变压器的内部故障。 局部放电在

21、线监测技术。变压器在内部出现故障或运行条件恶劣时，会由于局部场强过高而产生局部放电（PD）。PD水平及其增长速率的明显变化，能够指示变压器内部正在发生的变化或反映绝缘中由于某些缺陷状态而产生的固体绝缘的空洞、金属粒子和气泡等。 振动分析法。振动分析法就是一种广泛用于监测这种变压器故障的有效方法。通过对变压器振动信号的监测和分析，从而达到对变压器状态监测的目的。 红外测温技术。红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号，经放大处理，转换成标准视频信号，然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、过负荷运行等情况时都会引起导电回路局部过热，铁芯多点接地也会引起铁芯过热。

22、 频率响应分析法。频率响应分析法是一种用于判断变压器绕组或引线结构是否偏移的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变，而频率响应法正是通过测量这种细微的改变来达到监测变压器绕组状态的目的。 绕组温度指示。绕组温度指示器就是用于监测变压器绕组的温度，给出越限报警，并在需要时启动保护跳闸。目前已开发出一种用于大型变压器绕组温度监测的新技术，即将一条光纤嵌入变压器绕组以便直接测量绕组的实时温度，从而改进变压器的预测建模技术，并达到实时监测变压器绕组温度状态的目的。 其他状态监测方法。低压脉冲响应测试（Low Voltage Impulse Response，LVIR）也是一种有效的变压器状

23、态监测测方法，并且已经是一种用于确定变压器是否能通过短路试验的公认方法。此外，绕组间的漏感测试、油的相对湿度测试、绝缘电阻测试等也是变压器状态监测的常用方法。(四) 变压器放电故障 1 变压器电流激增 随着城网和农网改造的深入，城市和农村的用电量都有了很大程度的增加，但由于部分低压线路维护不到位，发生过负荷和短路的可能性大大增加，以致变压器的电流超过额定电流几倍甚至几十倍，此时，绕组受到电磁力矩较大影响而发生移位变形。由于电流的剧增，配电变压器的线圈温度迅速升高，导致绝缘加速老化，形成碎片状脱落，使线体裸露而造成匝间短路，烧坏配电变压器。 11 绕组绝缘受潮 此故障主要因绝缘油质不佳或油面降低

24、导致。 a变压器未投入前，潮气侵入使绝缘受潮；或者变压器处于潮湿场所、多雨地区，湿度过高。 b在储存、运输、运行过程中维护不当，水分、杂质或其他油污混入油中，使绝缘强度大幅降低。 c制造时，绕组内层浸漆不透，干燥不彻底，绕组引线接头焊接不良、绝缘不完整导致匝间、层间短路。配电变压器绕组损坏部分发生在一次侧，主要是匝间、层间短路或绕组对地，在达到或接近使用年限时，绝缘自然枯焦变黑，失去绝缘性。 d绝缘老化或油面降低 某些年久失修的老变压器，因种种原因致使油面降低，绝缘油与空气接触面积增大，加速空气中水分进入油面，减低绝缘强度。当绝缘降低到一定值时，发生短路。因此，运行中的配电变压器一定要定期进行

25、油位检测和油脂化验，发现问题及时处理。 2 无载调压开关 21 分接开关裸露受潮 将军帽、套管、分接开关、端盖、油阀等处渗漏油，使分接开关裸露在空气中，逐渐受潮。因为配电变压器的油标指示设在油枕中部，且变压器箱体到油枕内的输油管口已高出油枕底部25 mm以上。变压器在运行中产生的碳化物受热后又产生油焦等物质将油标呼吸孔堵塞，少量的变压器油留在油标内，在负荷、环境温度变化时，油标管内的油位不变化，容易产生假油面而不重视加油。裸露的分接开关绝缘受潮一段时间后性能下降，导致放电短路，损坏变压器。 22 高温过热 变压器油主要是对绕组起绝缘、散热和防潮作用。变压器中的油温过高，将直接影响变压器的正常运

26、行和使用寿命。正常运转中的变压器分接开关，长期浸在高于常温的油中，特别是偏远农村的线路长，电压降大，使分接开关长期运行于过负荷状态，会引起分接开关触头出现碳膜和油垢，触头发热后又使弹簧压力降低，特别是触环中弹簧，由于材料和制造工艺差，弹性降低很快；或出现零件变形，分接开关的引线头和接线螺丝松动等情况，即使处理，也可能使导电部位接触不良，接触电阻增大，产生发热和电弧烧伤，电弧还将产生大量气体，分解出具有导电性能的碳化物和被熔化的铜粒，喷涂在箱体、一/二次套管、绕组层间、匝层等处，引起短路，烧坏变压器。 23 本身缺陷 分接开关的质量差，结构不合理，压力不够，接触不可靠，外部字轮位置与内部实际位置

27、不完全一致，引起动、静触头位置不完全接触，错位的动、静触头使两抽头之间的绝缘距离变小，并在两抽头之间发生短路或对地放电，短路电流很快就把抽头线圈匝烧坏，甚至导致整个绕组损坏。 24 人为原因 部分电工对无载调压开关的原理不清楚，经常出现调压不正确，导致动静触头部分接触等；安装工艺差，对变压器各部位紧固螺栓的检查不仔细，造成变压器箱体进水，使分接开关绝缘、绕组绝缘受潮；运行维护不到位，没有严格执行DL/T5721995变压器运行规程，多数变压器从安装到变压器烧毁期间，一直未进行过常规维护与污垢处理，导致变压器散热条件变差而烧毁。 因此，在对配电变压器进行无载调压后，为避免分接开关的接触不良，需用

28、直流电桥测试回路的完整性以及三相电阻是否均匀。 3 铁芯多点接地 31 铁芯接地原因 a铁芯夹板穿心螺栓套管损坏后与铁芯接触，形成多点接地，造成铁芯局部过热而损坏线圈绝缘。 b铁芯与夹板之间有金属异物或金属粉末，在电磁力的作用下形成“金属桥”，引起多点接地。 c铁芯与夹板之间的绝缘受潮或多处损伤，导致铁芯与夹板有多点出现低电阻接地。 32 铁芯硅钢片短路 虽然硅钢片之间涂有绝缘漆，但其绝缘电阻小，只能隔断涡流而不能阻止高压感应电流。当硅钢片表面上的绝缘漆因运行年久，绝缘自然老化或损伤后，将产生很大的涡流损耗，增加铁芯局部发热，使高、低绕组温升加剧，造成变压器绕组绝缘击穿短路而烧毁。因此，对配电

29、变压器应定期进行吊芯检测，发现绝缘超标时，及时处理。 4 雷击与谐振 41 雷击过电压 配电变压器的高低压线路大多是由架空线路引入，在山区、林地、平原受雷击的几率较高，线路遭雷击时，在变压器绕组上将产生高于额定电压几十倍以上的冲击电压，倘若安装在配电变压器高低压出线套管处的避雷器不能进行有效保护或本身存在某些隐患，如避雷器未投入运行或未按时进行预防性试验，避雷器接地不良，接地线路电阻超标等，则配电变压器遭雷击损坏将难以避免。 42 系统发生铁磁谐振 农网中10 kV配电线路由于长短、对地距离、导线规格不一，从而具备形成过电压的条件。在这些农网中，小型变压器、电焊机、调速机较多，使得10k V配

30、电系统的某些电气参数发生很大变化，导致系统出现谐振。每谐振一次，变压器电流激增一次，此时除了造成变压器一次侧熔断器熔断外，还将损坏变压器绕组。个别情况下，还会引起变压器套管发生闪络或爆炸。 5 二次侧短路 当变压器发生二次侧短路、接地等故障时，二次侧将产生高于额定电流2030倍的短路电流，而在一次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的消磁作用，如此大的电流作用于高电压绕组上，线圈内部将产生很大的机械应力，致使线圈压缩，其绝缘衬垫、垫板就会松动脱落，铁芯夹板螺丝松弛，高压线圈畸变或崩裂，导致变压器在很短的时间内烧毁。 6 一/二次熔体选择不当 配电变压器一/二次通常采用熔丝保护，因为熔丝是

31、用于保护变压器的一/二次出线套管、二次配线和变压器的内部线路，所以若熔断电流选择过大，将起不到保护作用。若熔断电流选择过小，则在正常运行状况下极易熔断，造成用户供电的中断，此时，若三相熔丝只熔断一相，则对用户造成的危害更大。 因此，在正常使用中，熔丝的选择标准为：一次侧熔丝熔断电流为变压器一次额定电流的152倍；二次侧熔丝熔断电流为变压器二次侧额定电流。 7 其它 a由于变压器的一/二次侧引出均为铜螺杆，而架空线路一般都采用铝芯导线，铜铝之间在外界因素的影响下，极易氧化腐蚀。在电离的作用下，铜铝之间形成氧化膜，接触电阻增大，使引线处铜螺杆、螺帽、引线烧毁。 b套管闪络放电也是变压器常见异常之一

32、。造成此种异常的原因有：制造中有隐伤或安装中碰伤；胶珠老化渗油后遇到空气中的导电金属尘埃吸附在套管表面，当遇到潮湿天气、系统谐振、雷击过电压等，就会发生套管闪络放电或爆炸。 c在检修或安装过程中，紧固或松动变压器引出线螺帽时，导电螺杆跟着转动，导致一次侧线圈引线断线或二次侧引出的软铜片相碰造成相间短路。在吊芯检修时，有时不慎将线圈、引线、分接开关等处的绝缘破坏或工具遗留在变压器内。在变压器上进行检修时，不慎跌落物件、工具砸坏套管，轻则发生闪络，重则短路接地。 d并联运行的配电变压器在检修、试验或更换电缆后未进行逐一校相，随意接线导致相序接错，变压器在投入运行后将产生很大的环流，烧毁变压器。（五

33、）变压器故障典型案例一、短路故障案例 1.老厂主变压器多次过流重合动作绕组变形 (1)案例。我厂老厂7机31.5MVA、110kV变压器(SFSZ831500/110)发生短路事故，重瓦斯保护动作，跳开主变压器三侧开关。返厂吊罩检查，发现C相高压绕组失团，C相中压绕组严重变形，并挤破囚扳造成中、低压绕组短路；C相低压绕组被烧断二股；B相低压、中压绕组严重变形；所有绕组匝间散布很多细小铜珠、铜末；上部铁芯、变压器底座有锈迹。 事故发生的当天有雷雨。事故发生前，曾多次发生10kV、35kV侧线路单相接地。13点40分35kV侧过流动作，重合成功；18点44分35kV侧再次过流动作，重合闸动作，同时

34、主变压器重瓦斯保护跳主变压器三侧开关。经查35kV距变电站不远处B、C相间有放电烧损痕迹。 (2)原因分析。根据国家标准GBl0945日5规定110kV电力变压器的短路表观容量为800MVA，应能承受最大非对称短路电流系数约为255。该变压器编制的运行方式下： 电网最大运行方式110kV三相出口短路的短路容量为1844MVA； 35kV三相出口短路为365MVA； 10kV三相出口短路为2255MVA； 事故发生时，实际短路容量尚小于上述数值。据此计算变压器应能承受此次短路冲击。事故当时损坏的变压器正与另一台31500110变压器并列运行，经受同样短路冲击而另一台变压器却未损坏。因此事故分析认

35、为导致变压器B、C相绕组在电动力作用下严重变形并烧毁，由于该变压器存在以下问题： 1)变压器绕组松散。高压绕组辐向用手可摇动5mm左右。从理论分析可知，短路电流产生的电动力可分为辐向力和轴向力。外侧高压绕组受的辐向电磁力，从内层至外层三线性递减，最内层受的辐向电磁力最大，两倍于绕组所受的平均圆周力。当绕组卷紧芝内层导线受力后将一部分力转移到外层，结果造成内层导线应力趋向减小，而外层导绞受力增大，内应力关系使导线上的作用力趋于均衡。内侧中压绕组受力方向相反，但均七用的原理和要求一致。绕组如果松散，就起不到均衡作用，从而降低了变压器的抗短路充击的能力。 外侧高压绕组所受的辐向电动力是使绕组导线沿径

36、向向外胀大，受到的是拉张力，表观为向外撑开；内侧中压绕组所受的辐向电动力是使绕组导线沿径向向内压缩，受到的是压力，表现为向内挤压。这与该变压器的B、C相高、中压绕组在事故中的结果一致。 2)经吊罩检查发现该变压器撑条不齐且有移位、垫块有松动位移。这样大大降低了内侧中压绕组承受辐向力和轴向力的能力，使绕组稳定性降低。从事故中的C相中压绕组辐向失稳向内弯曲的情况，可以考虑适当增加撑条数目，以减小导线所受辐向弯曲应力。 3)绝缘结构的强度不高。由于该变压器中、低压绕组采用的是围板结构，而围板本身较软，经真空于燥收缩后，高、中、低绕组之间呈空松的格局，为了提高承受短路的能力，宜在内侧绕组选用硬纸筒绝缘

37、结构。 (3)措施。这是一起典型的因变压器动稳定性能差而造成的变压器绕组损坏事故，应吸取的教训和相应措施包括： 1)在设计上应进一步寻求更合理的机械强度动态计算方式；适当放宽设计安全裕度；内绕组的内衬，采用硬纸筒绝缘结构；合理安排分接位置，尽量减小安匝不平衡。 2)制造工艺上可从加强辐向和轴向强度两方面进行，措施主要有：采用女式绕线机绕制绕组，采用先进自动拉紧装置卷紧绕组；牢固撑紧绕组与铁心之间的定位，采用整产套装方式；采用垫块预密化处理、绕组恒压干燥方式；绕组整体保证高度一致和结构完整；强化绕组端部绝缘；保证铁轭及夹件紧固。 3)要加强对大中型变压器的质量监制管理，在订货协议中应强调对中、小

38、容量的变压器在型式试验中作突发短路试验，大型变压器要作缩小模型试验，提高变压器的抗短路能力，同时加强变电站10kV及35kV系统维护，减少变压器遭受出口短路冲击机率。(六)变压器故障的处理运行中的配电变压器，绝大部分安装在室外，所以它经常受着各种变化着的气候条件的影响。另外，变压器所带的负荷经常变化，容易将变压器烧毁。因此，变压器需要定期进行巡视，应从变压器运行时的声音、气味，颜色异常、油位、油温进行着手分析，尽量发现各种缺陷。文章对变压器常见故障进行分析，在放电故障、绝缘故障、变压器故障综合处理等方面提出解决方法。变压器是电力系统中的一个关键设备，它的良好运行对电网安全具有重要的意义。据国外

39、近几年的统计，涌流、外部短路和绝缘损耗是变压器损坏的两种主要因素。其中涌流外部短路发生时，主要靠继电保护装置去保护变压器，而绝缘损耗目前主要是靠变压器定期检修和及时监测来发现。目前变压器运行可靠性在不断提高。但变压器事故和故障还是不断发生。所以对变压器进行故障分析和及时诊断就显得尤为重要。根据变压器运行现场的实际状态，在发生以下情况变化时，需对变压器进行故障诊断：正常停电状态下进行的交接、检修验收或预防性试验中一项或几项指标超过标准；运行中出现异常而被迫停电进行检修和试验；运行中出现其他异常（如出口短路）或发生事故造成停电，但尚未解体（吊心或吊罩）。综合分析判断的基本原则 1与设备结构联系。熟

40、悉和掌握变压器的内部结构和状态是变压器故障诊断的关键，如变压器内部的绝缘配合、引线走向、绝缘状况、油质情况等。又如变压器的冷却方式是风冷还是强迫油循环冷却方式等，再如变压器运行的历史、检修记录等，这些内容都是诊断故障时重要的参考依据。 2与外部条件相结合。诊断变压器故障的同时，一定要了解变压器外部条件是否构成影响，如是否发生过出口短路；电网中的谐波或过电压情况是否构成影响；负荷率如何；负荷变动幅度如何，等等。 3与规程标准相对照。与规程规定的标准进行对照，假如发生超标情况必须查明原因，找出超标的根源，并进行认真的处理和解决。 4与同类设备相比较（横向比较）。同一容量或相同运行状态的变压器是否有

41、异常，是外因的影响还是内在的变化。一台变压器发现异常，而同一地点的另一台相这样结合分析有利于准确判断故障现象。 5与自身不同部位相比较（纵向比较）。对变压器本身的不同部位进行检查比较。如变压器油箱箱体温度分布是否变化均匀，局部温度是否有突变。又如用红外成像仪检查变压器套管或油枕温度，以确定是否存在缺油故障等。再如测绕组绝缘电阻时，分析高对中、低、地，中对高、低、地与低对高、中、地是否存在明显差异，测绕组电阻、测套管C及介质损耗因数tg?兹时，三相间有无异常不同，这些也有利于对故障部位的准确判断。有无异常的判断： 从变压器故障诊断的一般步骤可见，根据色谱分析的数据着手诊断变压器故障时，首先是要判

42、定设备是否存在异常情况，常用的方法有： 1将分析结果的几项主要指标与规程中的注意值作比较。如果有一项或几项主要指标超过注意值时，说明设备存在异常情况，要引起注意。但规程推荐的注意值是指导性的，它不是划分设备是否异常的唯一判据，不应当作强制性标准执行；而应进行跟踪分析，加强监视，注意观察其产生速率的变化。在判断设备是否存在故障时，不能只根据一次结果来判定，而应经过多次分析以后，将分析结果的绝对值与导则的注意值作比较，将产气速率与产气速率的参考值作比较，当两者都超过时，才判定为故障。2了解设备的结构、安装、运行及检修等情况，彻底了解气体真实来源，以免造成误判断。另外，为了减少可能引起的误判断，新设

43、备及大修后在投运前，应作一次分析；在投运后的一段时间后，应作多次分析。因为故障设备检修后，绝缘材料残油中往往残存着故障气体，这些气体在设备重新投运的初期，还会逐步溶于油中，因此在追踪分析的初期，常发现油中气体有明显增长的趋势，只有通过多次检测，才能确定检修后投运的设备是否消除了故障。综合分析诊断的要求：1将试验结果的几项主要指标（总烃、乙炔、氢）与规程列出的注意值作比较。 2对CO和Cq变化要进行具体分析比较。 3油中溶解气体含量超过规程所列任一项数值时应引起注意，但注意值不是认定设备是否正常的唯一判断依据，必须同时注意产气速率，当产气速率也达到注意值时，应作综合分析并查明原因。有的新投入运行

44、的或重新注油的设备，短期内各种气体含量迅速增加，但尚未超过给定的数值，也可判断为内部异常状况；有的设备因某种原因使气体含量基值较高，超过给定的注意值，但增长率低于前述产气速率的注意值，仍可认为是正常设备。 4当认为设备内部存在故障时，可用三比值法对故障类型做出分析。 5在气体继电器内出现气体情况下，应将继电器内气样的分析结果，按前述方法与油中取出气体的分析结果作比较。 6根据上述结果与其他检查性试验相结合，测量绕组直流电阻、空载特性试验、绝缘试验、局部放电试验和测量微量水分等，并结合该设备的结构、运行、检修等情况，综合分析判断故障的性质及部位，并根据故障特征，可相应采取红外检测、超声波检测和其

45、它带电检测等技术手段加以综合诊断。并针对具体情况采取不同的措施，如缩短试验周期、加强监视、限制负荷、近期安排内部检查、立即停电检查等。在使用变压器的过程中，一定要定期检查三相电压是否平衡，如严重失衡，应及时采取措施进行调整。同时，应经常检查变压器的油位、温度、油色正常，有无渗漏，呼吸器内的干燥剂颜色有无变化，如已失效要及时更换，发现缺陷及时消除。定期清理配电变压器上的污垢，必要时采取防污措施，安装套管防污帽，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、断裂现象，定期摇测接地电阻。二 互感器的常见故障与分析互感器(instrument transformer)是按比例变换电压或电流的设备

46、。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或10A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。按比例变换电压或电流的设备。(一) 互感器的作用电流互感器的作用在测量交变电流的大电流时,为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（我国规定电流互感器的二次额定为5A我国规定电流互感器的二次额定为5A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用，电流互感器就是升压(降流)变压器. 它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。 1次侧只有1到几匝，导线截面积大，串入被测电路。2次侧匝数多,导线细,与阻抗较小的仪表(电流表/功率表的电流线圈)构