变压器常见故障分析

2018-11-13 11:25


                                                                                         

   电力变压器状态监测与故障诊断   

内容摘要;

电力变压器是电力系统中最关键的设备之一,它承担着电压变换,电能分配和传输,并提供电力服务。在运行中,配电变压器经常发生故障。本文简要介绍了电力变压器的分类和结构组成,并针对配电变压器故障率高这一实际情况,着重分析了配电变压器常见的故障和异常现象及主要原因,分析了这些故障对变压器的危害及针对这些故障进行了分析,对消除故障的方法进行了归纳总结同时提出了一些具体的防范解决措施,为防止和减少配电变压故障的发生。

特别介绍我在工作中遇到的一些变压器故障(局部放电)进行的探索及通过一些方法进行认证的过程。


关键词变压器、故障诊断、故障处理、局部放电


















目     录

内容摘要 I

引    言 1

1   电力变压器简要介绍 2

1.1   电力变压器的分类 2

1.2   电力变压器的主体结构 2

1.2.1   油浸电力变压器 2

1.2.2   干式变压器 3

2   电力变压器常见的故障类型及故障产生原因 4

2.1   变压器发生故障的原因 4

2.1.1 制造工艺存在缺陷 4

2.1.2 、缺乏良好的管理及维护 5

2.1.3 、绝缘老化 5

2.2   变压器故障按严酷程度分5

2.3   变压器故障按部位分类分析 5

2.3.1 、绕组故障分析 5

2.3.2 、铁心故障分析 6

2.3.3 、分接开关故障分析 6

2.3.4 、引线故障分析 7

2.3.5 、套管故障分析 7

2.3.6 、绝缘故障分析 7

2.3.7 、密封不良 8

2.4   从变压器的异常声音判断故障 8

2.5   变压器温度异常导致原因 9

2.6   喷油爆炸导致原因 10

2.7   油位显著下降及严重漏油导致原因 10

2.8   油色异常,有焦臭味导致原因 10

3   变压器中的局部放电的预防及局部放电产生后处理  11

4   结论 16

参考文献: 17

引    言

电力变压器指的是电力系统一次回路中供输、配、供电用的变压器。在供电系统中变压器是非常重要的电气设备。在电能的传输和配送过程中,电力变压器是能量转换、传输的核心,是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路,是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的**道防御系统,而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏,还会中断电力供应,给社会造成巨大的经济损失。
























1.电力变压器简要介绍

1.1   电力变压器的分类

按作用分,有升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器等。

按结构分,有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器等。

按相数分,有单相变压器,三相变压器。

按冷却方式分,有油浸自冷变压器,干式空气自冷变压器、干式浇铸绝缘变压器、油浸风冷变压器、油浸水冷变压器、强迫油循环风冷变压器、强迫油循环水冷变压器等。

按绕组使用材料分,有铜线变压器、铝线变压器

1.2   电力变压器的主体结构

1.2.1   油浸电力变压器

变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置和出线装置组成。器身包括铁心、绕组(绕圈)、绝缘、引线和分接开关;油箱包括油箱本体和油箱附件(放油阀、接地螺钉、小车、铭牌等);冷却装置包括散热器和冷却器;保护装置包括储油柜、油标、安全气道、吸湿器、测温元件和气体继电器;出线装置包括高、低压套管。

变压器的铁芯是由铁芯柱和铁軛组成的闭合磁路,用厚度0.35~0.5mm的硅钢片叠压或卷绕而成。硅钢具有良好的导磁性能,是最常用的导磁材料。薄片本身就能减小涡流损失,加之硅钢片间经过绝缘处理,更能减少涡流损耗。硅钢是软磁材料,磁滞回线很瘦,磁滞损耗小;硅钢的电阻率较高,有利于限制涡流,减小涡流损耗。

变压器绕组套装在铁芯(柱)上。绕组是变压器的电路部分,用绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制而成。单绕组变压器(常称作自耦变压器)只有一组绕组,而且一次绕组与二次绕组有一部分是公用:一组一次绕组和一组二次绕组;三绕组变压器由三组绕组:即一组一次绕组和两组二次绕组。小容量变压器的低压绕组和高压绕组都绕制成圆筒状,低压绕组在内,高压绕组在外,称为同心式绕组。大容量变压器的低压绕组和高压绕组都绕制成盘状,低压绕组与高压绕组交替套装在铁芯上,上下端部安放低压绕组。这种绕组称为交叠式绕组。绕组与绕组之间、绕组与铁芯之间都有良好的绝缘,并留有一定形式的槽道,以便于散热和循环冷却。

油浸电力变压器的铁芯和绕组都浸没在绝缘油里。变压器的油兼有散热、绝缘、防止内部元件和材料老化以及内部发生故障时熄灭电弧的作用。容量稍大的变压器,油箱外焊有散热管,油经过油箱的散热管循环流动,把绕组和铁芯发出的热量散发到空气中去。大型变压器还可采用家装风扇、强迫油循环以及水内冷等冷却方式。

1.2.2   干式变压器

干式变压器的铁芯和绕组的冷却介质为空气。为了便于制造和维护,小容量、低电压的特种变压器,也有做成干式的。一般用于安全防火要求较高的场合。

开启式干式变压器。这干式变压器是常用的形式,其器身与大气直接接触,适用于比较干燥而洁净的室内环境(环境温度20℃时,相对湿度不超过85%),一般有空气自冷和风冷两种冷却方式。

封闭式干式变压器。其器身处于封闭的外壳内,与外部大气不直接接触。可用于较为恶劣的环境中。由于密封、散热条件差。主要用于矿用的隔爆型变压器。封闭式也可充以2~3个大气压下的六氟化硫气体,并加以强迫循环,则变压器的绝缘和散热能力均可和油浸式相比拟,适用于高电压等级的产品。不过,这种干式变压器已变为气体绝缘变压器了。

浇注式干式变压器。用环氧树脂或其他树脂浇注作为主绝缘,结构简单、体积小,适用于较小容量的产品。

2   电力变压器常见的故障类型及故障产生原因

电力变压器是静止的电气设备,是供配电系统中实现电能输送、电压变换,满足不同电压等级负荷要求的核心器件,工厂里使用最多的是三相油浸式电力变压器和环氧树脂浇注式干式变压器。工厂变电所中的电力变压器属于直接向用电设备供电的配电变压器,其绕组导体材质有铜绕组和铝绕组两种。低损耗的铜绕组变压器现在得到了广泛使用。电力变压器在运行中,由于其内部或外部的原因会发生一些异常情况,影响变压器正常工作,造成事故。

我单位为生产变压器的厂家,本人在变压器试验和设计岗位上已经工作了23年,下面我对这20多年的工作中遇到的及处理过的具体情况做一下分析和汇报:

2.1、变压器发生故障的原因

2.1.1、制造工艺存在缺陷。如设计不合理、材料质量低劣以及加工不精细等。

2.1.2 、缺乏良好的管理及维护。如检修后干燥处理不充分,安装不细心,以及由于检测能力有限导致某些故障未能及时发现而继续发展或故障设备修复不彻底等。

2.1.3 、绝缘老化。变压器在正常运行中,由于长期受到热、电、机械应力以及环境因素的影响,会发生一些不可逆的变化过程,使绝缘老化,通常这一过程非常缓慢,但当设备发生某些异常情况时,则会加速绝缘老化过程,迅速形成故障。

另外恶劣的环境和苛刻的运行条件,以及长期超过技术规定允许的范围运行,往往是直接导致故障的起因。

2.2、变压器故障按严酷程度分类

类灾难性:变压器爆炸或完全损坏;

类致命性:变压器性能严重下降或严重受损,必须立即停运;

类临界性:变压器性能轻度下降或轻度受损;

类轻度性:不甚影响变压器运行但要进行非计划检修。

2.3、变压器故障按部位分类分析

变压器故障按部位通常可分为绕组、铁心、绝缘、引线、分接开关、套管、密封等七类故障。

2.3.1 、绕组故障分析

变压器绕组是变压器的心脏,构成变压器输入,输出电能的电气回路,其故障模式可分为:绕组短路、绕组断路、绕组松动、变形、位移、绕组烧损。其中绕组短路又可分为:层间短路、匝间短路、股间短路等。

变压器绕组故障除外在因素外,大部分是由于绕组本身结构及绝缘不合理所引起,以绕组短路出现率最高,它不仅影响到绕组本身,而且对铁心、引线、绝缘层等都有极大的影响。这种故障属致命性的,此时变压器内部可能出现局部高温或局部高能量放电现象,如不及时处理会导致变压器绕组完全损坏,严重时其油温声速升高,体积膨胀,甚至导致变压器爆炸,升级为灾害性故障。

对于变压器绕组松动、变形、失稳,绝缘损伤现象,变压器在这种情况下虽能运行,但实质上内部已受损,抗短路能力差,若外部短路或受到雷击的影响进一步使绕组松散,内部场强分布不均,极易导致局部放电进而损伤导线。另外松散导线也易在电磁力作用下产生振动,互相磨擦而划破绝缘。绕组烧损是指绕组绝缘部分碳化,最终形成绕组短路,发展为致命性故障,因而这类故障属于监界性故障。对此一般处理方法为: 1 、修得变形部位,必要时应更换绕组; 2 、拧紧压圈螺订,紧固松脱的衬垫、撑条; 3 、修复改善结构,提高机械强度,修补绝缘,并作浸漆干燥处理。

绕组断路,当高压侧有一相断路时,变压器将非在全相状态下运行,变压器低压侧三相电压、电流呈现不平衡,三相直流电阻也不平衡;两相断路则变压器不能运行;当低压侧两相断路时,变压器为单相负载运行,断路的两相无电压输出,因而变压器断路属于致命性故障,为此须更换或修复绕组。

2.3.2 、铁心故障分析

变压器铁心和绕组是传递、交换电磁能量的主要部件,要使变压器可靠运行,除绕组质量合格外,铁心质量好坏是决定正常运行的关键。铁心的故障模式可分为:铁心多点接地、铁心接地不良、铁心片间短路。其中铁心多点接地可分为:铁心动态性多点接地和牢靠性多点接地。

变压器铁心故障以铁心多点接地出现较多,伴随有铁心局部过热运行时间过长将会使油纸绝缘老化、绝缘垫块碳化、铁心片绝缘层老化,甚至使铁心接地引线绕断,这类故障属临界性故障。铁心片间短路将会在强磁场中形成涡流使铁心局部过热,铁心接地不良也会使铁心局部过热,同时出现介损超标现象。局部过热现象易烧坏铁心片间绝缘,扩大铁心故障,因而它们也属临界性故障。而铁心动态性接地情况将有所不同,它主要是由杂质在电场力作用下形成导电小桥(由一些杂质纤维与金属粉末组成),有时在大电流的冲击下而摧毁,出现情况不稳定,一般不影响变压器运行,但不定期的局部过热会使内部绝缘受伤,属轻度性故障。

变压器铁心应定期测试其绝缘强度,用 1000 伏兆欧表测得绝缘值不应低于 2 兆欧,发现绝缘强度低于标准时,要及时更换螺栓套管和绝缘垫,或对绝缘损坏的硅钢片进行重刷绝缘处理。

2.3.3 、分接开关故障分析

有载分接开关内部传动结构较为复杂,而且经常操作切换,它的故障直接影响到变压器的正常运行,分接开关由于受高温和绝缘油影响,极易使触头表面氧化,产生氧化膜,使触头间接触电阻增大,由于接触不良引起局门路高温,破坏接触表面。其故障模式主要有简体爆炸、触头烧损、档序错乱、齿轮损坏。简体爆炸甚至会导致变压器着火,属致命性故障。开关档序错乱、齿轮损坏、触头烧损在故障状态下运行将会扩大故障,它属临界性故障。

对此的一般处理方法是: 1 、更换或修整触头弹簧; 2 、拧紧松动的螺栓; 3 、对分接开关位置错位要进行纠正; 4 、若属于有载调压装置安装或调整不当则要对调压装置按要求进行调整。

2.3.4、引线故障分析

引线是变压器内部绕组出线与外部接线的中间环节,其接头通过焊接而成,因而焊接质量好坏直接影响到引线故障的发生。其主要故障模式有:引线短路、引线断路、引线接触不良。

引线相间短路和不及时处理会导致绕组相间短路,属致命性故障,事故扩大会发展成为灾难性故障。引线接触不良会产生局部高温烧断引线而使变压器停止运行,属于临界性故障。

引线接触不良有以下原因: 1 、螺栓松动; 2 、焊接不牢; 3 、分接开关接点损坏。针对上述原因,应采取如下措施: 1 、在变压器停运检修时,应对接触不良的螺栓都重新紧固; 2 、检修时在焊接前必须将焊接面清洗干净,焊接后认真检查焊点质量,以防运行时焊点脱落引起事故; 3 、应将开关转换到位,逐个紧固螺栓,确信一切正确无误后,才允许投入运行。

2.3.5 、套管故障分析

套管是变压器内绕组与油箱外联结引线的重要保护装置。它长期遭受电场、风雨、污染等影响,易使瓷釉龟裂,绝缘老化,是变压器故障多发部位。其故障式主要有:套管炸裂、套管位移、开焊、局部放电。套管爆炸将致使变压器停运甚至烧毁,故属于致命性故障;套管位移、开焊将会有水顺着套管进入变压器本体内,极易导致变压器绕组短路或相间短路,局部放电或易局部过热,易使套管内部绝缘击穿,属临界性故障。

一般处理方法是: 1 、清除瓷套管外表面的积灰和脏污; 2 、若套管密封不严或绝缘受潮劣化则应更换套管。

2.3.6 、绝缘故障分析

变压器内部绝缘是变压器质量优劣的关键,大部分故障都是因绝缘性能不佳引起,因而绝缘的好坏是变压器能否长期、安全可靠运行的基本保证。绝缘故障模式可分为:绝缘损伤、介损超标。

绝缘损伤与介损超标在短期内变压器仍能正常运行,但这些故障会使变压器内部产生局部放电或局部轻度过热现象,进一步损伤绝缘将导致变压器内绕组局部短路、绝缘件碳化等故障,属轻度性故障。

一般处理方法有: 1 、对绝缘受潮要进行干燥处理; 2 、若变压器油劣化则要更换或处理变压器油; 3 、检查油道是否堵塞,并清除油道中的杂物; 4 、若油面过低则应检查有否渗漏及增加油量至油面线。

2.3.7 、密封不良

变压器密封不良主要是接头处处理不好,如焊接质量不良、螺栓乱扣以及法兰不平等原因造成。其后果是漏油、漏气,影响范围大。故障模式有密封圈老化、瓷套脱落或破裂、箱体焊点裂纹、潜油泵处漏气等。

这类故障通常不易被发现,检查中要特别注意。发现问题应及时处理: 1 、对密封圈老化要更换密封圈; 2 、属瓷套破裂要更换瓷套; 3 、箱体焊点有裂纹须补焊; 4 、所有紧固螺栓必须拧紧。

2.4、从变压器的异常声音判断故障

“吱吱”声。当分接开关调压之后,响声加重,以双臂电桥测试其直流电阻值,均超过出厂原始数据的2%,属接触不良,系触头有污垢而引起的。处理方法:旋开分接开关的风雨罩,卸下锁紧螺丝,用搬手把分接开关的轴左右往复旋转10~15次,即可消除这种现象,修后立即装配还原。其次,终端杆引至跌落式熔断器的引下线采用裸铝或裸铜绞线,但张力不够,再加上瓷瓶扎线松驰所致。在黄昏和黎明时可见小火花发出“吱吱”声,这与变压器内部发出的“吱吱”声有明显区别。处理方法:利用节假日安排停电检修,将故障排除。

“噼啪”的清脆击铁声。这是高压瓷套管引线,通过空气对变压器外壳的放电声,是变压器油箱上部缺油所致。处理方法:用清洁干燥的漏斗从注油器孔插入油枕里,加入经试验合格的同号变压器油(不能混油使用),补油量加至油面线温度+20℃为宜,然后上好注油器。否则,油受热膨胀会产生溢油现象。如条件允许,应采用真空注油法以排除线圈中的气泡。对未用干燥剂的变压器,应检查注油器内的排气孔是否畅通无阻,以确保安全运行。

沉闷的“噼啪”声。这是高压引线通过变压器油而对外壳放电,属对地距离不够(<30mm)或绝缘油中含有水份。驱潮的方法:另从三相三线开关中接出三根380V的引线,分别接在配电变压器高压绕组A、B、c端子上,从而产生零载电流,该电流不仅流过高压线圈产生了铜损,同时也产生了磁通,磁通通过线圈芯柱、铁心上下轭铁、螺栓、油箱还产生了铁损,铜损和铁损产生的热能使变压器油、线圈、铁质部件的水份受到均匀加热而蒸发出来,均通过油枕注油器孔排出箱外。低压线圈中感应出25V的零载电压,作为油箱产生涡流发热的电源。从配电变压器的低压绕组a、b、c端子上,接出三根10~16mm2塑料铝芯线,分别在油箱外壳上、中、下缠绕三匝之后,均接于配电变压器低压绕组零线端子上,所产生的涡流发出的热能能使配电变压器油箱受到均匀加热,进一步提高配电变压器的干燥质量。注意,若焙烘的温度高于配电变压器的额定温度,去掉B相电源后即可降低干燥时的温度。

“吱啦吱啦”的如磁铁吸动小垫片的响声,而变压器的监视装置、电压表、电流表、温度计的指示值均属正常。这往往由于新组装或吊芯检修时的疏忽大意,没将螺钉或铁垫上紧或掉入小号铁质部件,在电磁力作用下所致。处理方法:待变压器吊芯检修时加以排除。

特殊噪声。由于负载和周围环境温度的变化,使油枕的油面线发生变化,因此,水蒸气伴随空气一并被吸入油枕内,凝成水珠,促使内部氧化生锈,随着积聚程度加剧,会落到油枕的下部。铁锈通过油枕与油盖的连通管,堆积在部分轭铁上,从而在电磁力的作用下产生振动,发出特殊噪声。这还会导致变压器运行油机械杂质增多,使油质恶化。处理方法:油枕与集泥器的清洁是同时进行的,应根据变压器的负荷情况,温升状况来决定。使用经验证明,两年清洁一次为好。

继续放电声。变压器的铁心接地,一般采用吊环与油盖焊死或用铁垫脚方法。当脱焊或接触面有油垢时,导致连接处接触不良,而铁心及其夹件金属均处在线圈的电场中,从而感应出一定电位,在高压测试或投入运行时,其感应电位差超过其问的放电电压时,即会产生断续放电声。处理方法:吊芯检查。把接地脱焊面清除干净,重新电焊或把油泥消除至清洁为止,保持良好的接触状态。同时应以500V摇表测试,铁心与变压器外壳要接地良好。

2.5、变压器温度异常

变压器在负荷和散热条件、环境温度都不变的情况下,较原来同条件时的温度高,并有不断升高的趋势,也是变压器温度异常升高,与超极限温度升高同样是变压器故障象征。引起温度异常升高的原因有:

变压器匝间、层间、股间短路;

变压器铁芯局部短路;

因漏磁或涡流引起油箱、箱盖等发热;

长期过负荷运行,事故过负荷;

散热条件恶化等。

处理方法:运行时发现变压器温度异常,应先查明原因后,再采取相应的措施予以排除,把温度降下来,如果是变压器内部故障引起的,应停止运行,进行检修。

2.6、喷油爆炸

 喷油爆炸的原因是变压器内部的故障短路电流和高温电弧使变压器油迅速老化,而继电保护装置又未能及时切断电源,使故障较长时间持续存在,使箱体内部压力持续增长,高压的油气从防爆管或箱体其它
强度薄弱之处喷出形成事故。

绝缘损坏:匝间短路等局部过热使绝缘损坏;变压器进水使绝缘受潮损坏;雷击等过电压使绝缘损坏等导致内部短路的基本因素。

断线产生电弧:线组导线焊接不良、引线连接松动等因素在大电流冲击下可能造成断线,断点处产生高温电弧使油气化促使内部压力增高。

调压分接开关故障配电变压器高压绕组的调压段线圈是经分接开关连接在一起的,分接开关触头串接在高压绕组回路中,和绕组一起通过负荷电流和短路电流,如分接开关动静触头发热,跳火起弧,使调压段线圈短路。

2.7、油位显著下降及严重漏油

正常时的油位上升或下降是由温度变化造成的,变化不会太大。当油位下降显著,甚至从油位计中看不见油位,则可能是因为变压器出现了漏油、渗油现象。变压器运行中渗漏油现象比较普遍,油位在规定的范围内,仍可继续运行或安排计划检修。

2.8、油色异常,有焦臭味

新变压器油呈微透明、淡黄色,运行一段时间后油色会变为浅红色。如油色变暗,说明变压器的绝缘老化;如油色变黑(油中含有碳质)甚至有焦臭味,说明变压器内部有故障(铁心局部烧毁、绕组相间短路等),这将会导致严重后果,应将变压器停止运行进行检修,并对变压器油进行处理或换成合格的新油。变压器油在变压器中起绝缘和冷却作用,若油质变坏就会起不到应有的作用。为防止因油质变坏而发生严重后果,应在变压器正常运行时,定期取油样进行化验,以便及时发现问题。

 以上对变压器的声音、温度、油位、外观及其他现象对配电变压器故障的判断,只能作为现场直观的初步判断。因为,变压器的内部故障不仅是单一方面的直观反映,它涉及诸多因素,有时甚至会出现假象。必要时必须进行变压器特性试验及综合分析,才能准确可靠地找出故障原因及处理方法。据统计,大型电力变压器故障以临界性故障出现最多,灾难性故障出现率最低但危害程序**,致命性故障出现率较高,轻度性故障率不高;严酷程度低的故障进一步发展可能级或越级成为严酷度高的故障,因而在变压器运行维护时要坚决杜绝( Ⅰ )类故障,加强防范( Ⅱ )类故障,密切注意( Ⅲ )类故障,时刻提防( Ⅳ )类故障。

大型电力变压器灾难性故障或致命性故障不仅给自身带来巨大的损失,同时也严重影响电网的安全运行。因此,对电力变压器应建立在线监测装置,密切注视其临界状态,以确定是否需要进行检修,能有效地防止故障状态的转化,减少或避免电力变压器故障发展带来的损失,提高电力变压器运行的可能性。


3 变压器中的局部放电的预防及局部放电产生后处理

首先我们要知道什么是局部放电,就是在某一绝缘结果中多少会存在一些绝缘的薄弱点,它在一定的外施电压作用下会首先发生放电,但并不随即形成整个绝缘贯穿性的击穿,这种只限于绝缘局部弱点处的放电就叫局部放电。

局部放电基本有以下几种原因引起,一、高压电气设备内部常常存在气隙,这些气隙通常是在制造过程中形成的,如电工层压木、绝缘纸板间,由于真空浸漆等干燥处理不好,就会在内部形成空腔,这些空腔油是无法浸透的,这就形成了气隙。环氧浇注产品中由于环氧料的颗粒太大不容易进入一些细小的空间,或浇注时的真空度不够,内部的气泡无法排出,都会形成气隙。还有绝缘油处理不好油中也会有小气泡存在。绝缘内部存在的这些气隙其介电常数比绝缘材料的要小,故它承受的电场强度要比临近的绝缘材料的要高。这样当外施电压达到一定值时,气隙就会首先发生放电。这就是气隙放电引起的局部放电现象。二、绝缘结构中由于设计或制造的原因,会使某些区域的电场过于集中,这些地方就有可能使局部绝缘击穿或延固体表面放电。三、产品内部金属接地部件间、导电体之间电气连接不良也会产生局部放电。

绝缘内部的局放虽然不形成贯穿性通道,但放电会产生热,使介质出现局部的温度升高,甚至炭化。另外,由于放电的电解作用,会产生一些活性气体(如臭氧、一氧化氮、二氧化氮等),它们对绝缘都有腐蚀作用。可见,局部放电的持续发展会逐渐造成绝缘的损伤,促使绝缘的老化,甚至最后导致整个绝缘的击穿。

所以在工作电压下的局部放电对产品的质量有着很重要的影响。下面主要说一下我在干式变压器生产过程中所遇到的一些情况和处理结果。

我主要探讨的是绝缘内部的气隙或悬浮物引起的局部放电。

在2002年5月,我们开始生产环氧浇注的接地变压器,我们的目标是测量电压下小于5Pc。在一台DKSC-400/10的产品试验时发现,局放量达到200Pc,进行试验分析后发现,局放主要发生在内外线圈之间,打开内线圈对外线圈的所有导电体还是没有改变。最后把目光放在了内外线圈间的绝缘连接上,试验后发现绝缘件上有微小的金属颗粒,这就是悬浮物引起的局部放电,原材料不合格,更换原材料后试验合格。

2006年5月,试验发现多台SCB9的产品局放超标,行试验分析后发现产品的局放部位没有规律性,它的存在是一个比较普遍的现象,最后把目标放在了环氧浇注料的颗粒上,它是换原材料后发生的,更换原材料后,产品的局放得到控制。这就是由于环氧料的颗粒太大不容易进入一些细小的空间而引起绝缘内部有气隙而产生局放。

下面是对于这批产品的试验过程。

对1106061001#SCB9-1600/10干变进行长时局放监测试验过程1.   在常温下进行长时局放测量,在局放测量电压下从开始到结束三相的局放量没有明显的变化,只是随着变压器线圈的温度的提高,局放量也略有增加(400 Pc增加到500 Pc)但不明显。

过程2.   事先把变压器线圈通过负载试验把其温度提高到100℃左右,这时三相线圈在测量电压下的局放量已明显增加,三相局放量分别是8000Pc,4000 Pc和800 Pc,在线圈表面温度降到55℃时三相测量电压下的局放量分别为:3800 Pc,2400 Pc, 230 Pc随后在温度逐渐降低的条件下,局放量也逐渐降低。在变压器温度降到室温35℃时三相的局放量分别为A:1100 Pc;B:800 Pc;C;5 Pc。

纵观全过程,两个发现两个现象,值得我们进一步探讨。

现象1.线圈是在同一个试验电压下,局放量会随着温度的升高而增加,同时也会随着温度的降低而降低。

现象2.经过这次试验,原先有局放的线圈局放量在正常试验条件下较原先增加不少。原先没有局放的线圈保持稳定不变。

我们于2006-8-18针对上一次试验的局限性,对另一台产品06ZB0210002-1,SCB-1000/10变压器又进行研究性试验,试验结果如下:

试验前局放量:

试验

电压

局   放   量(Pc)

温   度

A

B

C

室温32℃

UN

60

90

20

1.1 UN

80

100

20

1.2 UN

50

80

16

1.1 Um

40

50

20

1.5 Um

50

60

40

1.1UN

40

50

25

通过负载试验加温,使高压线圈温度至95℃时停电改局放试验,试验过程及结果如下:

线圈升温过程

时间

施加电流

线圈温度(℃)

电压

电流

损耗

9:16

1.1 IN

48.8

49.9

49.8

653

3.197

434

9:31

59.7

59.8

60.2

A:654.5

A:3.204

9:46

69.2

69.9

70.1

10:00

78.6

79.9

79.9

B:651.3

B:3.203

10:16

86.4

86.9

86.1

10:20

87.1

89.6

89.7

C:653

C:3.183

10:25

92.3

91.7

91.7

10:40

93.2

95.6

96.8




试验电压

局   放   量Pc

温     度

A

B

C

(A:93.2,B:95.6,C:96.8)℃

UN

600

900

260

三分钟后局放测量结果

UN

50

80

16

(A:82.1,B:91,C:89.7)℃

自然降温至室温时测量结果

UN

60

90

20

34℃

1.1 UN

100

150

20

1.2 UN

100

110

20

1.1 Um

50

80

20

1.2 UN

80

100

20

1.1 Um

50

80

20

三分钟后局放测量结果

1.1 Um

50

80

20

34℃






第二台干变试验结果总结

此台干变我们选择刚开始采用的硅微粉浇铸出来的、局放量在100 Pc下的产品进行试验。

从试验结果看,表现出来的现象和**台基本相似,即在线圈温度在接近实际运行条件下的温度时,变压器额定电压下的局放量都比在室温条件下要大将近十倍,此台产品在自然降温至室温额定电压下的局放量基本保持原先的水平,没有什么变化,针对这两台产品表现出来的特征,我们再做一台局放小于10Pc的产品进行长时局放监测。

我们于2006-8-21对另一台干变(SCB9-1000/10,序号为110606234)进行加温后的局放测量,测量结果如下(用扬州局放仪三相同时测量):

试验前在局放测量电压下的局放量:A相‹5Pc;B相‹5Pc;C相‹5Pc

负载试验施加1.1 IN1.5小时线圈表面温度达到98℃时,停电改局放试验线路进行局放测量,测量结果如下:

施加电压

局放量

线圈表面温度


A

B

C


98℃

UN

﹤5Pc

﹤5Pc

﹤5Pc

1.1 UN

﹤5Pc

﹤5Pc

﹤5Pc

1.2 UN

﹤5Pc

﹤5Pc

﹤5Pc

1.1 Um

﹤5Pc

﹤5Pc

﹤5Pc

1.5 Um(30S)

﹤5Pc

﹤5Pc

﹤5Pc

1.1 Um

﹤5Pc

﹤5Pc

﹤5Pc

1.1 Um ,3分钟时的局放量如下


1.1 Um

﹤5Pc

﹤5Pc

﹤5Pc


在2006-8-21下午我们又对另一台(06ZB0210002-3,SCB-1000/10)局放量大的变压器进行加温后的局放测量,测量结果如下:

室温下的局放测量结果

施加电压

局放量(Pc)

线圈表面温度

A

B

C

34℃

UN

500

620

450

1.1 UN

650

800

550

1.2 UN

650

1400

600

1.1 Um

1000

1500

800

1.5 Um(30S)

1000

1600

700

1.1 Um

900

1200

600

1.1 Um ,3分钟时的局放量如下


1.1 Um

800

1200

600


负载试验施加1.1 IN   1.5小时线圈表面温度达到97℃时,停电改为局放试验线路进行局放测量,测量结果如下:

施加电压

局放量(Pc)

线圈表面温度


A

B

C



98℃

UN

﹤5Pc

﹤5Pc

﹤5Pc

1.1 UN

﹤5Pc

﹤5Pc

﹤5Pc

1.2 UN

﹤5Pc

﹤5Pc

﹤5Pc





98℃

在加压至1.1 Um的过程中突然出线局放,而且较大


1.1 Um

10000

11000

10000


1.1 Um ,3分钟时的局放量如下


1.1 Um

10000

12000

10000


电压逐步降低过程中测量结果如下


1.2 UN

不连续的小于1000 Pc的局放量闪动


1.1 UN

连续10分钟测量每相局放量都小于5 Pc


UN

﹤5Pc

﹤5Pc

﹤5Pc


2006年8月22日星期二早晨,产品(06ZB0210002-1,SCB-1000/10)降温至室温的条件下测量,测量结果如下:

施加电压

局放量(Pc)

线圈表面温度

A

B

C

34℃

UN

900

1000

400

1.1 UN

1000

1150

700

1.2 UN

1150

1150

750

1.1 Um

1200

1180

900

1.5 Um(30S)

1000

1250

900

1.1 Um

1300

1300

1000

1.1 Um ,3分钟时的局放量如下


1.1 Um

1300

1300

1000


1.2 UN

1200

1200

800


1.1UN

900

850

650


UN

680

800

500


此台变压器在常温下有局放,但在实际运行温度、工作电压下是没有局放的。而且加温前后测出的局放量基本一致。

共测量三台有局放的变压器,每台在全过程中表现出来的现象都不一样,一台在通过长时局放没有明显变化,但加温到实际运行温度时,局放变大约10倍,降到常温下,有增大的趋势,第二台产品在局放100PC以下,加温后局放在额定运行电压下,局放数值增大,温度下降后局放基本保持原来的水平,第三台,加温后局放也会局放变大很多,但在额定电压下反而没有局放,

从**台变压器来说,试验前后的局放情况改变很大,不能排除尖端放电的可能,这种缺陷有可能会导致产品寿命受到影响。

第三台,能明显看出是气泡,会产生这种现象是温度升高后电子流运动加速,和导线连成一个整体,而导致局放的消失,应该是导线周围的小气泡引起的。

从以上情况可以看到,局放的产生有时有共同性,,如同一人绕制、同一人装模、同一批原材料(导线或绝缘材料)、同一炉浇注等等,这些问题比较好解决针对统一性进行研究和分析,找到原因,消除它。最怕的是偶发性的,我们的线圈是浇注的,一旦发生这样的情况,我们就无从着手了,所以我们要着重注意生产过程中会产生局放的隐患工序,加强对这些工序的控制,从而预防局放的产生。

电气绝缘的破坏或局部老化,多数是从局部放电开始的,它的危害性突出表现在使绝缘寿命逐步降低,最终影响安全运行。也就是说,一台内部存在缺陷的干式变压器,尽管它可能通过了所有的出厂和验收绝缘试验(如外施工频耐压、感应耐压、雷电冲击试验等)。但在长期正常的运行中仍有可能发生击穿。这就是近年来人们对产品的局部放电量的测试,给予高度重视的原因。



5 结论

文章介绍了电力变压器的常见缺陷和故障,并分析了这些故障对变压器的危害,并对消除故障的方法进行了归纳总结。着重阐述了变压器中局部放电的产生原因、我在工作中遇到的局部放电故障及寻找局部放电位置的方法、产生原因的分析。

进入21世纪电力行业将有更大的发展,电力变压器的故障诊断与状态检修作为我国电力系统实现体制转变、提高电力设备的科学管理水平的有力措施,是今后在电力生产中努力和发展的方向。






参考文献:

[1]钱厚义,港口供电,**版,上海:上海市新闻出版局(92)第079号,1992.16-79。

[2]苑世光,对低压配电变压器常见问题的探讨,黑龙江科技信息,2008年,20期。

[3]陈化钢.电气设备预防性试验方法.北京:水利电力出版社. 1999.4

[4]董其国.   电力变压器故障与诊断.   北京:中国电力出版社.2000.4

[5]谢明羽,郭阳光.   变压器内部故障的检测.   内蒙古电力技术. 1999.4

1. 什么是水家装?
水家装就是根据家居水质的情况,在用户供水管路的适当位置设计、配置相关的水处理设备:软水机、纯水机、净水器、精密过滤器、水龙头等,以提升居家生活饮水和生活用水的质量,达到家庭饮用水的四个现代化:“健康化、方便化、自动化、时尚化”


2. 水家装的工作原理?
净水器原理:微滤、超滤。所用材料:以中空纤维、活性炭等作为过滤或吸附材料。
纯水机原理:RO反渗透技术。微孔过滤,孔径小到只有水分子和水分子直径以下的矿物质可以通过。
软水机原理:阳离子树脂交换。软水机中用树脂上吸附的钠离子置换出水中的钙镁离子,含钠离子的水流出变成"软水",直至所有的树脂表面均被钙镁离子占据,不能再进行离子交换为止。

3. 优质饮用水应具备的条件?
① 水中不含细菌、杂质、有机物、重金属等,是无公害的水;
② 小分子集团水,渗透力强,溶解性好,一般水分子团约:18至20个水分子团,而小水分子团水(约5个水分子)排列愈整齐,含氧量也就愈高;
③ 水中含有适当比例的矿物质及微量元素,且呈离子状态存在,适合人吸收;
④ PH值呈弱碱性,能中和人体内多余酸素;
⑤ 负电位,能消除人体内多余自由基;
⑥ 含有适量的氧(5mg/L左右)




5. 需要饮用水时我把水煮开了就行,为什么还需要净水机呢?


10. 安装软水机必备的条件?
安装软水机一般是装在家庭总水表的后面,因为软水机的安装需要有电源和地漏,所以在总进水口附近要做下水管道处理和预留电源线路,在设计阶段要考虑到软水机的尺寸大小和房屋结构及家具家电的关系。如果条件具备就可以顺利安装了。如果房子已经装修好需要装软水机的话就要视家里的现有条件而定,必要时需要做一下管道的改动处理。

净水设备产品知识2

11. 软水机怎么选择?
软水机的选用主要是根据您家里的水质状况(水碱、硬度)和用水量来定。一般要考虑使用人口、住房面积、水质硬度、用水量大小等。水质硬度高、用水量大就要选择大型号的软水机。反之如果家里的水质较好,用水量不是很大的话则可选用小型的软水机,甚至可以放到橱柜里,不占用使用面积。

12. 如何选购家用净水器?  
家用净水器的结构大致有粗滤、活性炭吸附、离子交换树脂、中空纤维和反渗透膜等几种。选购一台理想实用的净水器,应从以下几方面考虑:


选购品牌产品。用户购买净水器时必须认识产品质量的重要性。生产净水器的厂家必须取得上级卫生监督部门的卫生许可证,经过技术监督部门鉴定,符合国家的《生活饮用水水质标准》。
② 选购性能价格比高的。
净水器结构不同,净水效果也不同。一般说,一级过滤净水器结构简单,以活性炭为主,其过滤能力有限,只能用作粗过滤使用,过滤的水较好加热烧开饮用。一级过滤的净水器多数属于低档净水产品,每台售价在十几元至150元之间。
多级过滤净水器。这种净水器有两级或三级粗滤和一组精滤,且精滤多采用中空纤维滤芯,过滤的水可以直接饮用。多级过滤净水器属于中档净水产品,每台售价在1000元至2000元之间,能为工薪阶层接受,目前家庭使用较多。
反渗透纯水机的净水效果理想。它有三级前置过滤(也称保安过滤),一级反渗透膜精密过滤和一级后置过滤。过滤的水无细菌、病毒、重金属、农药、有机物、矿物质和异色异味,是一种纯水,无需加热即可饮用。这类反渗透纯水机属于高档净水产品,每台售价在2000-3000元左右。
③ 根据水质选购。
不同地区的水质硬度不同,我国北方高硬度水质和南方石灰岩地区,水中钙、镁离子含量较高,容易结垢,应选购带离子交换树脂滤芯的高级过滤净水器。
水中含氯、异色异味较重,有机物含量较多的城市自来水,可选购活性炭载量较多的家用净水器。因为活性炭对水中余氯、异色异味有强力吸附作用,对有机物有明显的去除效果。
用于城乡水质较浑浊的自来水净化的,应选购有粗滤、精滤双重功能的家用净水器。
水中污染严重,要求彻底滤除水中细菌、病毒、异色异味、农药、重金属和其它杂质,不需加热直接饮用的,应选购反渗透纯水机。

13. 净水机的四种过滤技术(总体来讲就是芯+膜的技术):
① 粗滤/微滤:
就是简单的过滤,是利用膜表面的孔隙来进行过滤,微滤膜的孔径一般都在0.5-1微米,只能起到过滤泥垢、铁锈、胶体等可见杂质以及大的细菌团,通过微滤膜处理的水,只能在感官上达到清澈,并不能作为合格的饮用水来饮用,市场上多见的是一个管,两个管的,三个管的过滤装置。核心材料: 5μPPF纤维滤芯和颗粒、块状或压缩的活性碳滤芯
② 超滤:(简称UF)
是以压力为推动力,利用超滤膜不同孔径对液体进行分离的物理筛分过程。其分子切割量(CWCO)一般为6000到50万,孔径为0.1-0.01微米,在水处理中主要是可以过滤细菌病毒、色素、炭粉等大分子有机物,但对于农药、除草剂、洗涤剂等低分子的有机物、重金属以及在自来水运输过程中产生的铁、锰离子等有害的物质则不能有效去除。总的来说超滤孔径达到0.01微米的超滤净水产品净化出来的水可以达到直接饮用的标准,只是整体过滤效果和水质及口感不如RO反渗透,孔径是0.1微米的则达不到直接饮用的标准,请消费者购买时注意。核心材料:中空纤维超滤膜
③ 纳滤膜:(简称NF)
是反渗透膜的一种,是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜。纳滤膜的孔径范围在0.01-0.001微米之间,在此孔径下,农药、除草剂、洗涤剂等低分子的有机物、重金属都不能通过,小于此孔径的离子则可以部分通过,由于介于超滤、反渗透之间,不上不下,此类的机器推广销售的不是很多。核心材料:纳滤膜