变压器故障的种类多种多样,变压器投运时间各异,所经历的过电压、过电流以及维护使用情况都不尽相同,故障发生的趋势亦不同。由故障到损坏,常会有一个渐变的过程,只有充分了解变压器的实际运行状态,综合应用各种在线及历史数据,并运用各种诊断技术,才能及时发现故障隐患,提高检测和诊断故障的准确性。
一、电力变压器故障的检查方法
1.看。通过观察故障发生时的颜色、温度、气味等异常现象,由外向内认真检查变压器的每一处。
(1)渗漏油。变压器运行中渗漏油现象比较普遍,其外面闪闪发光或黏着黑色的液体就可能是漏油。小型变压器装在配电柜中,因为漏出的油流入配电柜下部的坑内,所以不易及时发现。渗漏主要原因是油箱与零部件联接处密封不良、焊件或铸件存在缺陷、运行中额外荷重或受到振动等。此外,内部故障也会使油温升高,油的体积膨胀,发生漏油。
(2)体表。变压器故障时都伴随着体表的变化。防爆膜龟裂、破损。当呼吸口不灵,不能正常呼吸时,会使内部压力升高引起防爆膜破损;当气体继电器、压力继电器、差动继电器等动作时,可推测是内部故障引起的。
(3)因温度、湿度、紫外线或周围的空气中所含酸、盐等,会引起箱体表面漆膜龟裂、起泡、剥离。因大气过电压、内部过电压等,会引起瓷件、瓷套管表面龟裂,并有放电痕迹。瓷套管端子的紧固部分松动,表面接触面过热氧化,会引起变色。由于变压器漏磁的断磁能力不好及磁场分布不均,产生涡流,也会使油箱的局部过热引起油漆变色。吸湿计变色是吸潮过度、垫圈损坏、进入其油室的水量太多等原因造成的。通常用的吸湿剂是活性氧化铅(矾土)、硅胶等,并呈蓝色。当吸湿剂从蓝色变为粉红色时,应作再生处理。
2.听。正常运行时,由于交流电通过变压器绕组,在铁芯里产生周期性的交变磁通,引起电工钢片的磁致伸缩,铁心的接缝与叠层之间的磁力作用及绕组的导线之间的电磁力作用引起振动,发出均匀的“嗡嗡”响声。如果产生不均匀响声或其他响声,都属不正常现象。不同的声响预示着不同的故障现象。
(1)若声响比平常响声增大且尖锐,一种可能是电网发生过电压,例如中性点不接地、电网有单相接地或铁磁共振时,会使变压器过励磁;另一种可能是变压器过负荷,如大动力设备(大型电动机、电弧炉等)负载变化较大,因谐波作用,变压器内会发出低沉的如重载飞机的“嗡嗡”声。此时,再参考电压与电流表的指示,即可判断故障的性质。然后,根据具体情况,改变电网的运行方式与减少变压器的负荷,或停止变压器的运行等。
(2)若变压器发出较大的“啾啾”响声,并造成高压熔丝熔断,则是分接开关不到位;若产生轻微的“吱吱”火花放电声,则是分接开关接触不良。出现该故障时,当变压器投入运行后一旦负荷加大,就有可能烧坏分接开关的触头。遇到这种情况,要及时停电修理。
(3)变压器发出“叮叮当当”的敲击声或“呼呼”的吹风声以及“吱啦吱啦”的像磁铁吸动小垫片的响声,声响较大而噪杂时,可能是变压器铁心有问题。例如,夹件或压紧铁心的螺钉松动,铁心上遗留有螺帽零件或变压器中掉入小金属物件。出现该故障时,仪表的指示一般正常;绝缘油的颜色、温度与油位也无大变化,这类情况不影响变压器的正常运行,可等到停电时处理。
(4)声响中夹有放电的“嘶嘶”或“哧哧”的响声,晚上可以看到火花时,可能是变压器器身或套管发生表面局部放电。如果是套管的问题,在气候恶劣或夜间时,还可见到电晕辉光或蓝色、紫色的小火花,此时,应清除套管表面的脏污,再涂上硅油或硅脂等涂料。如果是器身的问题,把耳朵贴近变压器油箱,则会听到变压器内部由于有局部放电或电接触不良而发出的“吱吱”声或“噼啪”声,若站在变压器跟前就可听到“噼啪”声音,有可能接地不良或未接地的金属部分静电放电。此时,要停止变压器运行,检查铁心接地与各带电部位对地的距离是否符合要求。
(5)变压器发出“咕嘟咕嘟”的开水沸腾声,可能是变压器绕组发生层间或匝间短路而烧坏,使其附近的零件严重发热。分接开关的接触不良而局部点有严重过热,必会出现这种声音。此时,应立即停止变压器的运行,进行检修。
(6)当声响中夹有爆裂声,既大又不均匀时,可能是变压器本身绝缘有击穿现象。导电引线通过空气对变压器外壳的放电声;如果听到通过液体沉闷的“噼啪”声,则是导体通过变压器油面对外壳的放电声。如属绝缘距离不够,则应停电吊心检查,加强绝缘或增设绝缘隔板。声响中夹有连续的、有规律的撞击或摩擦声时,可能是变压器的某些部件因铁心振动而造成机械接触。如果发生在油箱外壁上的油管或电线处,可用增加其间距离或增强固定来解决。
3.测。依据声音、颜色及其他现象对变压器事故的判断,只能作为现场的初步判断,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,有时甚至出现假象。因此必须进行测量并作综合分析,才能准确可靠地找出故障原因及判明事故性质,提出较完备合理的处理办法。