牵引变压器的保护及故障分析

牵引变压器的保护及故障分析（共12篇）

牵引变压器的保护及故障分析 篇1

摘 要：本文介绍牵引变压器的主要运用保护方式，对各种保护元件的原理及结构进行简单介，并对各种保护信号及可能的故障原因进行分析，并提出相应的处理方案。这些保护信号，有的反应的是故障现象，有的反应的是故障隐患。通过对各种保护机理的把握，可以尽早的发现故障隐患和故障现象，并针对性的采取适当的措施，避免故障的扩大，以降低损失。

关键词：牵引变压器 保护 故障分析

中图分类号：U264.7

机车牵引变压器是电力机车上的一个重要部件。无论是直流传动还是交流传动电力机车，都需要将来自接触网上的25kV高压电降压转换，以便于电传动系统中的其他部件使用，最后通过牵引电机实现电力牵引。牵引变压器安全可靠运行是保证电力机车正常运行的基础。为保证牵引变压器的稳定运行，电力机车设置了多种保护方式，在变压器上以及电气回路上设置了多项保护元件，利用机车控制系统进行安全保护。

1.牵引变压器的保护方式

牵引变压器的主要保护方式有过励磁、过流、瓦斯保护、差动保护、接地保护、压力保护、高温保护等。

1.1.过压保护。牵引变压器直接输入网压，如果网压过高，超过变压器的最高允许电压，将会对变压器造成损坏。在机车上配置了电压互感器，用于?z测网侧电压。电压互感器的二次侧通过仪表接入机车控制系统，当机车控制系统检测到网压高于一定的安全值时，会自动报警并切断与供电网的连接。

1.2.过流保护。牵引变压器一般都是高阻抗的变压器，有较强的抗负载短路能力。但是电流过大，会对变压器造成绝缘损坏，并且引起过流的原因也可能是变压器本身的故障。变压器的高压侧和低压侧，均配置了电流互感器，机车控制系统实时监测各回路电流，以实现对变压器以及主电路上主要部件的运用情况进行监控。

1.3.差动保护。变压器差动保护作为变压器的主保护，能反应变压器内部短路、高压侧接地短路及匝间短路故障。差动保护是输入被保护元件两端CT电流矢量差，当两端CT电流矢量差达到设定的动作值时，启动动作元件。差动保护是保护两端电流互感器之间的设备故障，正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向相反，相位相同。当发生故障时，在保护段内，两端差动电流大于零。

1.4.瓦斯保护。瓦斯保护的构成：在HXD1、HXD1B、HXD3B等型号电力机车的牵引变压器上安装了布赫继电器（即瓦斯继电器），它安装在变压器油箱与储油柜的连接管道上。布赫继电器的结构见图10一2。BG 25 S型双浮球布赫继电器对牵引变压器内部的绝缘油变化非常敏感。它能有效反应牵引变压器尤为下降、漏油异常，也能反应绝缘击穿、局部发热或放电等故障引起的绝缘油异常情况并产生保护动作。

瓦斯气体报警原理：当牵引变压器内出现局部过过热或放电时，引起绝缘油或绝缘固体逐渐分解产生气体，气体逐渐积累，上升到布赫继电器内，导致布赫继电器内部液位下降，浮球位置下降，当气体体积达到一定的量时（气体量达到200cm3～300cm3），浮球位置变化触动微动开关，发出警告信号。

低液位报警原理：在正常工作状态下，布赫继电器内充满了变压器绝缘油。在浮力的作用下，浮球处在最高位置。当变压器油量不足，储油柜内已经没有变压器油，液位低至布赫继电器浮球液位以下时，布赫继电器内的浮球位置下降，浮球位置变化触动微动开关，发出警告信号。

流量报警原理：机车在运行中，如果牵引变压器内部由于高能量放电产生快速甚至强烈的分解气体，由此产生的压力波引起变压器油流向储油柜的强力涌流，冲击挡板。当流速超过整定值时，挡板翻转触动浮球，微动开关动作向机车控制系统发送开关信号，使得机车主断路器在最短的时间内断开，从而避免故障进一步扩大。

1.5.温度保护。牵引变压器冷却系统的正常工作，是保证牵引变压器工作在安全温度下的保证。变压器在运行中，如果发成长时间过载，或冷却系统工作不正常，都会导致变压器温升过高。在牵引变压器的冷却回路中安装油流继电器可以实时监测变压器的冷却系统是否正常工作；在变压器油的最热点安装温度传感器或温度计实时监控变压器的温度状态。这些信号接入机车控制系统，系统可以及时根据标定值做出信号判断并采取适当的措施保证系统安全。例如：HXD1型机车牵引变压器油温超过85℃时，牵引逆变器开始线性降低功率；当油温达到90℃时，功率降低到额定功率的70%；在油温超过90℃后，牵引逆变器被锁止；当油温超过95℃时，系统自动分断主断路器。

1.6.压力保护。无论是变压器内部故障还是管路故障导致的变压器内部压力增加，多变压器的运行都是极端危险的。所以几乎所有的变压器都设置了压力释放阀，以释放变压器内瞬间或缓慢变化导致的压力过高。压力释放阀上配置有微动开关，当因变压器压力过高而发生释放动作时，微动开关动作，向机车控制系统发送信号，以快速断开机车主断路器，避免事故的扩大。

2.牵引变压器故障诊断

2.1.压力释放阀故障。产生压力释放阀故障的原因主要有：

压力释放阀失效：压力释放阀本身的微动开关失效，造成故障。当压力释放阀报故障时，需要查看压力释放阀是否有释放动作及喷出变压器油，没有变压器油喷出，则可基本判定为开关失效，需要对开关进一步检查排除故障。

变压器油回路故障：这种故障一般会在故障信号发生时伴有变压器油喷出。变压器与储油柜之间的连接如果不畅通，则在变压器运行时，随着油温度的上升，油箱内压力增高到一定程度时，可以导致压力释放阀动作，释放压力。

变压器内部绝缘击穿：如果变压器内部发生绕组之间高电压击穿或绕组对地等绝缘击穿时，会产生瞬间的高温高压，并释放大量气体。由于变压器与储油柜连接的管路无法瞬间释放压力，则会导致压力释放阀动作释放压力。此种情况一般会伴随较大的放电声音、过流、变压器油喷出等现象，对变压器油取样进行色谱分析一般会气体含量超标，三比值法判断结果会显示高能量放电等结果。

2.2.布赫继电器故障（瓦斯保护）。根据布赫继电器的结构及原理，报警原因主要有：冷却系统组装后空气未排净、变压器内部绝缘故障击穿、油泵故障烧损导致变压器油裂解。

瓦斯保护对变压器的故障情况比较灵敏，因此，在布赫继电器报警后，都要立即确认是否有其他异常情况发生，如是否有过流、压力释放阀动作、变压器差动保护等异常，如果没有其他伴随现象，则可确认是否为布赫继电器本身故障。无论何种情况，都需要对变压器进行取油样检测，通过色谱分析，利用三比值法判断变压器油是否异常。对于含气速率超出标准值的需要尽快对变压器进行解体检查。

2.3.差动保护。根据基尔霍夫第一定律，；变压器在正常运行或外部故障时，若忽略励磁电流损耗级其他损耗，则流入变压器的电流等于流出变压器的电流。因此，纵差保护中的两个电流相等。当变压器内部故障时，若平衡除去流入流出的负荷电流不计，则只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流。例如：当变压器发生高压绕组接地故障、在T型头和高压A端子故障等情况时，两端电流互感器的电流值会出现偏差

3.总结

牵引变压器的保护及故障分析 篇2

1 铁心故障

(1) 多点接地。

铁心两点或两点以上接地, 接地点间形成闭合回路, 产生很大涡流, 过热, 油被分解;

(2) 接地不良。

由于接地片松动、铁心叠片松散、引出线对铁轭放电、铁心与油箱壁拉板松动或接触面有油漆等原因, 使得铁心接地不良, 局部过热, 特征气体出现;

(3) 片间短路。

铁心绝缘层受损或老化, 硅钢片短路造成铁心烧损;

(4) 局部短路。

由于穿心螺杆绝缘损坏、夹件夹紧位置不当碰到铁心、电焊头等金属异物落在铁心上, 通过环流, 局部发热, 产生有害气体;

(5) 夹紧装置松动。

由于上下铁轭夹件、铁心固定装置松动, 在变压器运行时, 铁心和线圈产生很大的振动, 音响大而且嘈杂。

针对以上铁心故障, 通过检测变压器空载损耗、空载电流, 确定铁心是否存在短路, 因为短路时空载损耗与电流会增加许多。同时做色谱分析, 如果CO、CO2含量没有或者很低, 特征气体有H2、CH4、C2H4、C2H6且超标, 油闪点降低, 闻到焦糊气味, 这表明铁心中存在短路、局部过热现象, 需吊芯检查, 吊芯后检测各部绝缘电阻, 找出故障部位。

2003年11月13日, 接昆明机务段信息反馈, 经太原轨道交通装备有限责任公司大修的2002年1月出厂返段运行的SS3295机车422#变压器油色谱分析数据严重超标, 如表1所示。

总烃合计为9256.2×10-6, 超注意值几十倍, 利用三比值法, 三比值为022, 为高于700℃高温度范围的过热性故障, 进一步分析如下:

(a) 气体CO、CO2含量正常, 与出厂时变化量不大, 且CO/CO2或CO2/CO比值为非故障类, 表明绝缘材料未受过热或放电损伤。

(b) 利用放大缩小法, 计算C2H2/C2H4=0.06<0.5, CH4/H2=8.57>3, 得出三比值为022, 结合烃类气体关系分析第3类, C2H4>C2H6>CH4>C2H2, 确认为磁回路过热性故障非导电回路过热性故障, 变压器铁心多点接地。

(c) 利用经验公式, 计算故障源温度T=322× (C2H4/C2H6) +525=585℃。

通过以上分析, 判定该变压器故障在铁心而非绕组结构, 决定赴昆明机务段处理。吊芯结果如下:各绕组线圈状态正常。铁心夹紧, 表面无异常现象。松开接地螺丝, 检测上夹件 (包括方铁) 对铁心绝缘电阻无穷大 (出厂时100MΩ) , 下夹件 (包括方铁) 对铁心绝缘电阻为0 (出厂时100MΩ) , 在高压侧输入交流220V电压, 利用交流电流表测得接地电流为0.1A, 综合分析铁心下铁轭接地, 存在有多点接地。处理方法为起吊变压器器身, 松开两侧方铁螺丝, 两下夹件呈松弛状态, 用榔头稳定击打、振动下夹件, 夹在铁心与高压侧夹件之间的木件止锁片掉了下来, 多点接地故障解除。色谱分析每月跟踪, 连续半年, 符合要求并无变化。

2 线圈故障

机车牵引变压器线圈结构型式有层式、连续式、双饼式、螺旋式, 其中层式、双饼式线圈结构简单, 故障率低, 发生部位在引出线处。单根绕制的连续式线圈故障主要发生在电位梯度高的上下段部分、正反段过渡的“S”弯处以及线圈引出线处烧断。SS4、SS4G、SS8、SS9电力机车主变压器与平波电抗器一体化, 其平波电抗器线圈为3根并绕连续式, 绕制难度大, 机械强度要求高, 发生的故障率很高。故障主要是线圈正反段里外“S”换位、引出线与相邻线段之间的绝缘破损而导致线圈烧损, 以及器身压紧螺丝在松动后, 铁心芯柱六方形气隙垫块转动, 割破绝缘筒, 损伤线圈, 甚至造成匝间短路。螺旋式线圈的故障率较高, 其主要发生在螺旋线圈之间的“S”换位处及变压器部分线匝发生轴向或辐向位移, 造成绝缘磨损而形成穿越性短路, 特别是在次边短路的情况下, 更容易发生, 如2005年5～6月兰州铁路局SS3机车次边短路 (T21等击穿) , 造成多台变压器绕组位移, 引出线铜母变形、短路。下面结合实例对变压器的故障进行分析判断。

2.1 绕组局部放电

SS4G212机车2003年5月上旬乘务员发现机车B节主变压器油温偏高, 回段后检查B节1位电机轴温高, 固定分路电阻14R烧断。变压器油色谱分析, 各项指标严重超标, 数据如表2所示。

分析以上数据得知:故障明显, 三比值为122, 放电与过热故障同时存在, 其中CH4为总烃的主要成分, 因此故障主要为局部放电, CO/CO2>0.1, 变压器纸绝缘有烧损现象。

赴段后对变压器外观检查发现, 压力释放阀动作, 变压器油色较重、不清亮, 利用平波电感测定方法与相同感抗均压原理, 输入交流220V, 测得各绕组电感数据如下:C1Y1为20V, C2Y2为66V, C3Y3为54V, C4Y4为76V。

平波电抗器电感设计值C1Y1、C4Y4偏大, C2Y2、C3Y3偏小, 结合实测数据分析得出:C2Y2、C3Y3、C4Y4电感值正常, C1Y1电感值大约为20×14/76=3.684 mH, 电感值很小, 基本起不到滤波作用, 因此使得14R交流分量过大电阻发红、烧断 (此现象曾在SS4137机车试运中出现过) 。直流电机脉流系数过高, 铁心产生涡流, 温升超标。直流电阻试验C1Y1为0.0175超标、其他绕组正常, 这表明C1Y1绕组3根并绕导线有绝缘击穿、短路现象, 悬浮放电, 击穿变压器油介质, 产生CH4。短路使得绕组有效匝数减小, 感抗变小, 失去滤波作用。变压器回厂后解体, 故障现象与分析一致。

2.2 绕组局部过热

2002年12月12日接宝鸡机务段信息反馈, SS4014#机车A节主变压器油中特征气体含量较以前急剧增长, 具体数据如表3所示。

总烃合计:3459.1×10-6, 超过注意值几十倍, 相对产气速率为19.2%。三比值为022, 初步分析认为原因主要是过热性故障。

赴段后检测变压器外部油路与风路循环系统正常。做直流电阻试验, 平波电抗器C2Y2绕组超标, 且大大高于其他绕组, 初步判断有短路环产生短路电流, 使得绕组局部过热烧损并绕导线。吊芯检测发现C2Y2绕组引出线并绕3根导线其中2根已完全烧断, 故障原因是A柱的C2引出线与X柱同段绕组换位导线间短路, 形成闭合短路环, 产生环流, 造成绕组局部过热, 熔化引出线, 如图1所示。

以上分析的故障现象都比较明显, 对于现象不明显如绕组过热烧损或短路部位在绕组内部不易发现的, 可采用升压法:吊芯, 对判断为故障的绕组施加10%～20%的额定电压, 匝间短路处会产生冒烟现象, 从而找出故障点。对于多根并绕的导线之间的短路点, 采用电阻法测定, 以并绕两根导线为例 (见图2) , AC、BD两根导线在F处短路, Ra为AF的电阻, Rc为FC的电阻, Rb为BF的电阻, Rd为FD的电阻。用高精度电桥测量RAB、RAC、RBC则可得:

RA= ( RAB+RAC-RBC) /2, WAF=RA×W/RAC。式中, WAF为A点至短路点的匝数, W为总匝数。确定出短路点的位置后, 用纸条对短路点进行包扎, 并用1.0 mm厚的纸条隔开。

2.3 高压引出线烧损

怀化机务段SS3B5078#机车, 2008年9月17日运行至芷江西—冷水铺间K1591+747M处, 机车突然跳主断且原边过流, 次边短路灯一直亮, 变压器室主断路器处冒烟, 对此, 乘务员立即采取停车措施, 请求救援。赴段后检查确认如下:

(1) 同步变压器3TB炸裂成碎片, 掉落多处, 表明原边有过流过压;

(2) 阻容保护柜4ZBC电容正反向检测无穷大, 电容烧损;

(3) 变压器室a2母排在铜排储油柜上安装支架处对角铁有放电痕迹, b4x4之间有放电痕迹, 表明有过电压击穿现象;

(4) 主变压器油色正常, 压力释放阀无动作, 硅胶少部分颜色变黑。

主变压器吊芯检查:气味较重, 器身引出线表面吸附有游离碳, 绕组与连接铜排无位移和变形现象, 检查A柱高压线圈引出线在线段根部烧断并有烧洞, 绝缘筒边缘碳化, 高低压线圈之间有电弧贯通现象, 综合检查需返厂大修。表4所示为该机车2007年1月出厂后变压器运行的油色谱分析。

(5) 原因分析:从油色谱分析可以看出机车主变压器出厂后运行不久, 有严重的电弧放电现象, 表明变压器一直带故障运行, 而且闪点很低, 易着火, 直至高压A柱引出线完全击穿烧断, 且高压串入低压后, 高电压使得同步变压器3TB、4ZBC电容 (曾经更换过) 击穿烧损以及a2母排对地、b4x4铜排之间产生过电压放电现象等, 导致故障扩大。

3 结束语

由于在设计、结构、工艺、配件、检修、组装、试验等方面难免存在问题, 加之机车恶劣的运行条件而使得机车变压器出现不少问题, 因此在机车运用和检修部门加强培训, 培养一批既懂变压器结构和工艺, 又懂故障分析判断方法和技巧的技术人员是非常重要的。

摘要：本文从机车牵引变压器铁心和线圈的结构出发, 详细分析了机车牵引变压器的故障和诊断的方法。

牵引变压器的保护及故障分析 篇3

【关键词】变压器；继电保护；配置；问题

电力变压器是电力网络中的重要组成部分，它在提高变压器工作可靠性、保证电力系统安全方面有着重要的意义。但是在实际运行中，变压器经常会因为各种自然因素、内在因素的影响而发生故障，这些故障涉及到变压器各个组成部分，包含有内在故障和外在故障两种，从而威胁到电力系统的供电可靠性和安全性。因此，在目前工作中，我们根据变压器容量大小以及变压器工作特点来有针对性的选择继电保护装置十分必要，这也是保证变压器科学运行的重要方法。

1.电力变压器继电保护装置的重要性分析

近年来，在我国的电力系统当中，因为变压器故障而引发的供电事故以及安全问题时有发生，给社会经济发展造成严重的损失，更是威胁到居民的生命财产安全，甚至是引发不良的社会损失。这些事故的产生提醒我们，在电力系统工作中必须要做好变压器保护工作，这对于保证电网运行稳定和安全有着至关重要的意义。

1.1继电保护概念

继电保护是目前电力系统中继电保护工作的研究最为突出，它是研究电力系统故障以及危害的基础上，以探测其对策反事故控制为主要的工作方式，它在应用的过程中是以触电的继电器来保护电力系统以及元件，从而避免电力设施与电力元件的故障损害。为此在工作中被广泛的称之为继电保护器。在继电保护工作中，其主要的任务在于当电力系统发生故障或者异常的时候，我们可以在最短时间以及区域内将这些故障加以控制，从而使得这些故障及时有效的消除，避免了对周边其他设施所造成的危害和影响。

1.2工作原理

继电保护装置在应用的过程中必须要提前设置好合理的分区以及保护元件，确保这些元件处于正常运行状态。同时在工作中是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。

2.电力变压器继电保护配置分析

近年来，随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的提高，人们在生活当中对于用电稳定性、可靠性也提出了新要求。变压器作为保障电力系统安全、稳定运行的关键，它在整个电力系统中的影响越来越大。因此，在目前的工作中加强其继电保护管理装置配置十分关键，提高电力系统运行效率、按照技术规程操作已成为人们关心的重点课题。在目前的配电装置选择上，主要的配置原则为：

（1）针对变压器内部的各种短路及油面下降应装设瓦斯保护，其中轻瓦斯瞬时动作于信号，重瓦斯瞬时动作于断开各侧断路器。

（2）应装设反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器。

（3）对由外部相间短路引起的变压器过电流，根据变压器容量和运行情况的不同以及对变压器灵敏度的要求不同，可采用过电流保护、复合电压起动的过电 流保护、负序电流和单相式低电压起动的过电流保护或阻抗保护作为后备保护， 带时限动作于跳闸。

3.电力变压器继电保护故障和应对策略分析

变压器作为电力系统中最为关键的问题，它在发生故障之后能够及时的将这些故障问题处理掉，避免威胁到其他设备。在目前的电力系统中，为了保证变压器运行安全，防止事故的进一步扩大，确保电力系统运行的稳定与安全，继电保护故障的预防和处理就显得十分的必要。在目前的工作中，常见的继电保护故障问题主要有以下几种：

3.1相间故障的后备保护存在问题及解决方法

近年来，在变压器系统中，绝大多数的中、低变压器母线故障的发生都是因为断路器在短路的时候未曾有效的中断或者是拒动而引起的。同时在高压电力保护当中，因为没有足够灵敏度的断路器，从而使得整个故障问题较为严重。在目前的工作中，这些问题的出现主要原因如下：

3.1.1电压闭锁元件灵敏度不足

在变压器工作的过程中，当电流保护达不到预计的灵敏度要求的时候，经常在工作的过程中都是采用复合式电流保护装置来进行控制，这种方法主要应用在低压变压器中。高、中压侧电压很高，不足以启动低电压元件。解决高、中压侧电压元件灵敏度不足的方法一般采用三侧电压闭锁并联的方式，低压侧可只采用本侧电压。这种方式要注意电流灵敏度提高后，在低压侧故障切除时可能会因自启动电流过大而造成误动。

3.1.2电流元件的灵敏度不足

对于220kV大容量主变而言，由于低压侧加装了限流电抗器，使低压母线的短路电流大幅度下降，遂造成高压侧过流保护的电流元件对低压母线的短路故障灵敏度不足。如果两台变压器中压侧并联运行，则灵敏度就更差。所以，运行方式的合理安排、保护的合理配置对系统安全稳定运行，防止大面积停电均有非常重要的意义。

3.2主变保护的直流配置

当10kV母线故障发生在10kV断路器柜内时，弧光窜入直流系统造成整个直流操作电源消失，引起变压器损坏的事故在全国已发生多起，前述的某变电站即是一例。为保证2套双重化保护的完全独立，以防弧光窜入直流系统引起全站直流停电，变电站要有两段直流母线，两套保护分别由一段母线供电。

3.3主变差动保护用电流互感器的位置

当旁路断路器带主变断路器运行时，有的做法是将差动保护用电流互感器切换至套管电流互感器，这使得差动的保护范围缩小，当套管至旁路断路器间发生短路故障时差动保护不会动作。由于旁路断路器电流互感器与主变套管电流互感器间在电气一次布置上还有一段较长的距离，不排除在这段距离内发生故障的可能性，所以旁代时应将差动保护用电流互感器切换至旁路电流互感器。

4.结束语

以上仅对运行中变压器保护存在的若干问题进行分析并提出了补救措施。对于新建、扩建、改造的变压器，应选用新型的微机保护，以满足所有运行设备都必须由两套交、直流输入和输出回路相互独立，并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护这一基本要求，以保证电网的安全稳定运行。 [科]

【参考文献】

[1]刘静华.浅谈变压器保护的选择[J].中国电力教育，2011（21）.

牵引变压器的保护及故障分析 篇4

变压器在运行的过程中，很容易受到励磁涌流的影响而出现差动保护误动的问题，这样就会使得变压器的运行质量下降，变压器的电压调节作用就会大打折扣。因此，就需要采取有效的解决方案，针对出现误动的变压器进行有效的整改，从而保障变压器运行的有效性，使得其不会因为励磁涌流的影响，而出现误动的问题。下面本文就主要针对变压器差动保护励磁涌流误动进行深入的分析，并提出相应的解决方案。

1、变压器差动保护动作情况分析

1.1某220KV变压器差动保护动作原因分析。以某220KV变电站为例，针对其在充电的过程中，因为励磁涌流的影响，而使得变压器出现差动保护误动的情况进行分析。在励磁涌流的影响下，使得该变电站的2号主变出现了差动保护动作，从而使得变压器的三个侧面的断路器均出现了跳开的问题。具体可见图1。

从上述图中就可以了解到，当220KV变电站2号主变在充电的过程中，出现了空冲的情况，那么会使得C相差电流二次谐波量在9%上下波动。而这时候断路器所出现的跳闸电流也会随之消失一段时间，在这一时间段内，C相差电流二次谐波量会出现一定的增长，会增长到14%。在220KV变电站的2号主变中，主要采用的保护装置就是RCS-978型保护装置，该装置受到励磁涌流影响的主要判断依据就是分相制动原理。这种保护装置中采用的保护程序主要是利用的最早的一个版本，该保护装置中的相关软件在受到励磁涌流的影响下，虽然已经采用了浮动门槛进行保护，但是也使得C相差电流二次谐波量相应的减少，只占到整个装置二次谐波量的15%左右。如果继续维持这样的状况，那么就会使得二次谐波的闭锁性能被影响，从而使得该功能被大大的放开，这样就会使得变压器出现误动的问题。

1.2110KV良村变差动保护动作原因。下面以某110KV变压器为研究实例，针对该110KV变压器的差动保护动作出现的原因进行分析。110KV变压器的望良线6号杆中的B相在接地上出现了故障问题，导致114断路器无法进行接地保护，与接地之间的距离为1个动作，在出现接地故障后，114断路器的27ms范围内出现了严重的三相跳闸问题。同时导致了在1358ms范围内出现了重合闸口，使得144断路器能够实现有效的重合。另外，该变压器中的1号主变在受到励磁涌流的影响下，使得其比率制动的动作出现了迟缓，无法有效的避开励磁涌流的冲击，导致在1358ms路段上，1号主变器三个侧面的断路器的跳动动作均受到了影响，从而就会形成误动问题。详情可见图2。

从图2可以看出，110kV变在区外故障切除及恢复过程中，1号主变高压侧三相电流呈现励磁涌流特征，二次谐波百分比分别为66%、17%、75%。CST231A型保护装置励磁涌流的判据采用的是“或”制动原理。早期的CST231A装置，因为采样精度不高，为避免误闭锁保护，当某相差流小于icd门槛值后就不再参与谐波闭锁的计算，所以虽然A、C两相的谐波含量很高，但因为差流小于icd，所以没有闭锁保护；而B相的谐波含量为17%小于保护装置整定的20%闭锁定值，且处于动作区内，所以变压器差动保护动作。

2、励磁涌流造成差动保护动作的原因分析

根据相关的定律可以了解懂啊，在没有受到励磁涌流的影响下，或者是在没有出现差动保护动作的时候，如果变压器出现故障等问题，那么电流的和也只会表现为0。也就是说，无论电流波形是否出现变化，当输入电流与输出电流相等的情况下，差动保护电流都会是0，并不会出现误动的问题。通常而言，变压器保护都是由保护绕组以及铁芯所构成的。在变压器出现空载合闸情况的时候，或者是其出现了短路问题的时候，就会使得变压器的励磁电流相应的增大，而这样的励磁电流就可以被称作是励磁涌流。励磁涌流在流入到变压器中后，就会使得变压器出现差动保护动作，在一些特殊条件下，变压器就会出现误动的情况。所以，在对励磁涌流导致的差动保护动作进行有效的解决的过程中，就需要从保护定制以及保护原理这两个角度来制定相应的对策，从而防止误动问题的出现。

3、变压器差动保护二次谐波制动门槛整定值

3.1影响励磁涌流大小的因素。影响三相变压器空载合闸励磁涌流的因素很多。根据实践经验，在变压器进行变压器绕组变形和绕组直流电阻试验时，由于向变压器绕组注入了直流分量，其衰减时间较长，也会造成励磁涌流中二次谐波分量的减少。

3.2整定时应考虑的问题。现场和动模大量数据表明，一些正常变压器励磁涌流情况下的二次谐波分量往往比空投到变压器内部故障情况下的差电流中的二次谐波分量还要低。因此，需要从防误动和防拒动两方面综合考虑二次谐波制动门槛值的问题。

4、提高变压器差动保护躲避励磁涌流能力的措施

4.1差动保护定值整定。要想使得变压器在受到励磁涌流影响下，能够保持保护动作不变，就需要将差动保护的二次谐波制定定值设定为15%。而针对一些较为特殊的变压器，可以利用空充的方式来对变压器的二次谐波进行判明，在将变压器中的录波图二次谐波控制在15%以下的时候，则需要将变压器的差动保护二次谐波系数控制在12%左右，这样可以防止误动问题的出现。

4.2RCS-978型保护装置的整改措施。为了能够减少变压器差动保护误动的出现，就需要合理的对相关的保护软件进行升级处理。在对变压器进行空冲的时候，需要合理的利用保护装置来对将上下浮动的励磁涌流谐波所定到具体的值上，然后在空充开始的一段时间内到二次谐波系数降低到设定的值后，在时间逐步推移的过程中，使得二次谐波值尽可能的接近整定值，另外，要针对二次谐波定值的变化进行合理的分析，并且要采取辅助性的手段来对励磁涌流的影响进行判断，从而使得变压器的差动保护躲避能力可以相应的得到提升。

4.3CST231A型保护装置的整改措施。对保护软件进行升级：将原设计中当某相差流小于icd门槛值后就不再参与谐波闭锁的逻辑修改为分3个不同的二次谐波制动区域，并参与谐波闭锁的计算，以增强躲避励磁涌流的能力。

5、结语

本文针对2起变压器励磁涌流引起差动保护误动作的原因进行了分析，提出了提高变压器躲励磁涌流能力的相应措施，实施结果证明措施是有效的，明显降低了由于受变压器励磁涌流的影响造成变压器差动保护动作情况的发生。

变压器内部绝缘故障的分析 篇5

电力变压器运行中发生的故障率是评价变压器运行的重要指标！

在各电压等级上运行的为数众多的油浸式电力变压器或因技术、制造工艺水平、制造质量，或因运行时间较长等等诸多原因，引起变压器在运行中出现内部绝缘故障的情况时有发生。对变压器制造厂家来说，理应提供长期可靠运行的产品。近年来，对变压器可靠性要求已经有了很大变化，除要求可靠性和寿命长之外，还有适应环境要求，尽可能的符合环保的要求，以及节能、提高效率等。

变压器在运行中发生的重大故障，根据统计结果表明，几乎绝大部分都是由于绝缘缺陷、热或变压器出口处短路电动力等原因所引起的。变压器内部绝缘故障类型大体上可分为：绝缘中的故障和线圈中的故障两类。下面对这两类故障加以简要的分析：

一． 绝缘中的故障

在变压器绝缘结构中，通常是把不同的介电系数的绝缘相串联，如线圈间采用油——隔板绝缘结构，由于变压器油与绝缘纸板的介电系数不同，当对其施加电压时，则其中的场强按介电系数成反比分配，因此，线圈间除应以等电场强度原则分配和调整油隙之外，并应合理地确定隔板的厚度，从而使场强控制在许用值之内。否则，可因局部放电而导致绝缘损坏。

对某些变压器，特别是中小型变压器由于呼吸作用使水分和潮气进入变压器油中。这样就大大降低了油的耐电强度，从而可能引起线圈对油箱或铁芯构件的击穿。

变压器长时间过载可引起变压器油的老化，油温过高会加速油泥、水分及酸的生成。

导线的圆角小或绝缘结构中有“油楔”时，则该部位的电场强度高。由此可能产生局部放电。

绝缘纸板卷制的绝缘筒、绝缘成型件等绝缘件，在制造过程中，有时因其表面存有污秽，导致沿面放电，从而使绝缘材料失效。绝缘件吸附气体常可导致气体电离，介质产生过热，甚至引起绝缘击穿。

一次线圈与二次线圈间放置静电屏时，由于焊接和绝缘不当而引起事故，如静电屏边缘处的电场集中，因而使绝缘局部负担过重。所以，虽然从高压线圈到地屏只有一点击穿也常会导致该铁芯柱上的线圈损坏。

由于制造工艺上的粗心大意，在线圈表面及器身上可能遗留下金属屑末及污秽物等，这对沿面放电将产生很大影响。

当变压器相间绝缘距离没有足够的裕度，则可能产生相间短路。此种短路故障有可能由于相间加入绝缘隔板而改变了变压器内部的电场分布，从而引起油隙及隔板的场强过高。

如果采用木制的线圈引线支架及导线夹未经充分干燥及浸油，则水分的存在将产生桥络而导致分接引线的击穿。

随变压器运行时间的增长，油箱内的油面可能下降。若不能保证油面处于规定位置，则变压器可能因冷却油的循环受到限制而产生过热。对于管式油箱变压器，当油面降至冷却油管上管口之下时，就更容易发生这种情况。

变压器油中悬浮的导电粒子，由于它们在具有电位差的裸导体之间形成小桥而引起暂时的击穿，如油中终端引线之间及终端引线对油箱或铁芯结构的闪络等。

应该指出，变压器绝缘中的局部放电多生于高压引线处，几乎不发生于匝间或饼间，但局部放电量的大小与变压器绝缘寿命间可以认为无明确对应关系，而且局部放电的分散性也较大，测量准确度不高，这样追求更高的准确度也无实际意义。

在变压器绝缘结构上、工艺上采取措施，降低局部放电量，对于改善绝缘寿命是有意义的。二． 线圈中的故障

变压器线圈是变压器的重要组成部分，或形象地称为变压器的心脏，也是变压器运行中发生故障较多的部分。变压器的故障主要是绝缘强度、机械强度和热的原因造成的。根据统计结果表明，线圈匝间短路事故占变压器事故率的70%~80%。因此，分析线圈中的故障具有重要的意义。

变压器线圈在绕制、加压干燥、套装等工艺过程中，由于导线质量、换位、弯折引出线，焊头等处理不当，常会造成线圈短路故障。

当线圈绕制导线的圆角半径较小，则在变压器负荷运行时产生振动。或当变压器因短路以及变压器投入网络而遭受重复的电磁力冲击时，导线的陡棱可能逐渐切断绝缘而导致相邻线匝短路，此种现象多发生于变压器的高压线圈中。

当变压器线圈受到严重的外部短路，特别是发生三相短路情况时，在短路电流瞬时峰值作用下，即使不立即发生绝缘击穿，也可能因线圈的残余变形而造成严重的故障隐患。当线圈遭受短路电流冲击次数越多，承受短路电流峰值概率就越多，越有可

能导致线圈变形，出现恶性循环，导致线圈位移及其压紧装置的损坏。当然线圈某一线段的一匝或多匝导线可能发生错位，由此可能造成匝间短路。线匝产生错位后并不一定就发生击穿现象。但变压器在负载运行期间，由于电磁力的作用而产生振动，因此，当变压器反复遭受严重的电磁力冲击时，相邻错位线匝的绝缘由于摩擦可能导致击穿现象。

对于扁导线包扎绝缘纸可能达不到要求的紧度，因此产生隆起现象，导线绝缘越厚越明显，使导线形状发生变化。实际上有可能呈圆形。这样在绕制线圈过程中判断导线是否弯曲造成一定困难。但这种弯曲有时要引起匝间短路，在线圈的某些位置，相邻导线是端面靠端面。此时，当这样一些线匝绝缘受到摩擦，就可能引起击穿。导线的圆角半径较小，这种现象越严重。

目前，大型电力变压器中常设有可调节的线圈压紧装置，供变压器运行中绝缘产生收缩及时调节对线圈的压力。线圈的压紧程度应该由制造厂在器身绝缘装配时细心地加以调整，以便对线圈施加合理的压力，当然，控制各线圈的高度相同是基本条件。否则某些导线可能产生错位，因此就可能发生匝间短路。

如果线圈绝缘中渗入水分，那么迟早要发生匝间短路，尤其是线圈浸渍处理不当，由此而产生的击穿将会重新发生并更加危险。

在变压器干燥处理过程中，由于过分缩短了处理时间，如变压器线圈的绝缘电阻仍较低时，施加正常电压或试验电压后，则由于水蒸汽的存在，匝尖绝缘可能被击穿。

如果变压器在不同程度上遭受迅速的负载波动，则线圈导线的膨胀和收缩将使匝间绝缘上所承受的机械作用力交替地增大和减小。大多数绝缘的机械强度均随机械压力的增加而降低，所以当变压器遭受电或磁的冲击时，其线圈极易发生损伤。

对于独立线圈，尤其是高压连续式线圈，它们的幅向尺寸与轴向尺寸的比值过大，因此，在线圈的内側将产生过热点，使导线绝缘脆化，引起匝间短路。若幅向油道尺寸过小，则这种危险性就更大。

对于纠结式线圈，由于匝间、段间单位差较大，纠结线需要进行焊接，故焊点较多，这些均可能造成绝缘弱点和过热的原因。

在低压线圈采用螺旋式多根并联导线中，并联导线常采用矩形且窄边垂直于漏磁通，而宽边与漏磁通平行，若其比值不合理，则导线中将流经较大的涡流；对多根并联线匝，虽然同匝各股导线相邻处电位相同，若忽视股间绝缘，由于内外层每根导线

电压不同，若股间绝缘破坏将引起循环电流，这样在线圈中可产生过热点。在线圈绕制过程中，进行导线换位，从而使每根导线在漏磁场中处于相同的位置，否则，由于每根并联导线承担的负载不均，因而某些导线产生过热，加速绝缘老化，造成变压器线圈匝间短路。

如果变压器线圈接头焊接质量不佳，则当变压器在负载时，可能由此使线圈产生过热，导致变压器油的局部炭化。接头处产生的热量可传导到线圈的一段导线上，并可使导线绝缘局部炭化，最终导致匝间短路。这样的接头迟早要断开而造成线圈断路。

当变压器发生外部短路时，由于电磁不平衡，可能引起线圈导线严重错位。因为一次及二次线圈为同心式，所以它们的安匝可能不平衡，因此除产生幅向力外，还产生作用于线圈上的轴向力。特别是对于低阻抗的变压器，该轴向力常引起端部线段变形，当线圈具有分接头时，要想在每一分接下维持安匝平衡是有困难的，因此有时安匝不平衡是不可避免的。

匝间短路、线圈对地短路可能由以下原因引起的：

1． 当雷电波侵入变压器时，线圈端部线段的梯度电压增大。由于在变压器与线路之间的过渡点处冲击阻抗有变化，因此产生电压和电流波的反射，结果在变压器线圈中引起高电压，使靠近线路端的若干线段受害最重。由于在线圈的其它部分可能继续产生高电压，所以亦可能发生击穿。

2． 由冲击波引起的过电压可能在以下各点增强：如开口分接处；线圈中冲击阻抗产生变化的任意点，例如加强绝缘导线的末端；串联线圈的联线及中性点。为了尽可能地避免匝间短路，对以上区域应加强绝缘。

3． 当把变压器的二次线圈开路，一次线圈切除，变压器的励磁电流，随着是铁芯中磁通趋于迅速消失。但有时确实衰减很快，其衰减速率与周期变化率相比要大得多，结果有时在变压器中产生高压升高。

已经证明，迅速冷却遮断电弧会增强这种效应，尤其是在最后的半周更是如此。

严重的过载可在变压器中引起高温，造成线圈绝缘变脆，同时可能产生导线绝缘脱落因而导致匝间短路。变压器油中产生的油泥将沉积在箱底、线圈及铁芯构件上。沉积物对变压器线圈及铁芯产生覆盖作用，影响散热，而且使过热越来越严重。

牵引变压器安装技术记录 篇6

牵引变压器安装技术记录

施变—4

施工地点：XX牵引变电所施工日期：吊芯检查日期设备型号：见铭牌制 造 厂：见铭牌

出厂日期：见铭牌相数：见铭牌 额定频率：见铭牌Hz冷却方式：见铭牌连接组别： YN/ V

额定容量：见铭牌KvA 额定电压：110kv额定电流：A 阻抗电压：见铭牌%空载阻抗：空载损耗值W 短路损耗：负载损耗值W 油器 身 重：见铭牌kg 绝缘油规格：25#套管形式：油纸电容式

抽头电压：115500V、112750V、110000V、107250V、104500

充氮运输表压力：MPa器身检查日期：

相对湿度：% 器身外露时间：起、止时间 铁心有无移位或变形： 无线圈绝缘是否完整：是铁心有无多点接地：无

各部螺栓是否紧固：是引出线绝缘是否完好： 是绝缘摇表型号规格：ZC11D-10

穿心螺栓对夹铁绝缘电阻：MΩ穿心螺栓对夹铁芯绝缘电阻：MΩ 铁芯对夹铁绝缘电阻：实测值MΩ有载调压装置传动机构固定是否可靠：切换装置工作程序是否符合出厂记录：检查负责人：技术员签字工作人员：

冷却装置传动机构固定是否可靠：是储油柜安装前有无清洗：胶囊是否完好：有无漏气现象：充油套管油位是否正常：正常有无渗油现象：无吸剂是否干燥： 干燥 箭头是否指向储油柜：是

安全气道安装前内壁是否擦拭干净：是密封是否良好：是

配电变压器故障分析与保护 篇7

关键词: 变压器常见故障

中图分类号: TM407文献标识码：Ａ文章编号：1674-098X(2012)03(c)-0000-00

1 配电变压器的工作原理

变压器的原理是基于电磁感应原理工作的,其工作原理为两个(或两个以上) 互相绝缘的绕组套在一个共同的铁芯上，它们之间通过磁路的耦合相互联系。其中一个绕组接到电源上，称为一次绕组；另一接到负载上，为二次绕组。这个交变磁通同时和一次、二次绕组交链，根据电磁感应定律，二次绕组内可以感应出电动势。有了电动势的二次绕组，便向负载供电，实现了能量传递。

2 基于常见现象的配电变压器的常见故障分析

2.1 響声异常

(1)响声嘈杂且较大时，可能是变压器铁芯出现问题。例如，当压紧铁芯的螺钉或夹件松动时，仪表一般指示正常，绝缘油温度、油位、颜色变化不大。(2)响音中夹杂着类似水沸腾的"咕噜咕噜"的气泡逸出声音，可能是变压器绕组产生了故障，导致其配电变压器油气化。典型的故障有分接开关的接触不良、出现严重过热局部点等。 (3)响声中夹杂着"吱吱"放电声时，可能是配电变压器套管或器身发生了局部的表面放电。在恶劣气候或夜间条件下，如果是套管的问题，那么可见到电晕现象的辉光或蓝色的小火花。此时要及时清理套管表面的脏污，再涂上硅油或硅脂等涂料。

2.2 温度异常

在负荷和散热条件、环境温度都不变的情况下，配电变压器的温度较原来同条件时有所提高，并且有不断升高的趋势，这与配电变压器超极限温度升高一样，都是配电变压器的故障。

常见的有以下五种情况：

①配电变压器的匝间、层间、股间产生了短路②配电变压器铁芯的局部短路③因涡流或漏磁引起油箱、箱盖等的发热④长期在过负荷条件下运行⑤散热条件逐步恶化等。

2.3 喷油爆炸

喷油爆炸的原因是由于配电变压器的高温电弧和其内部的短路故障电流使变压器油迅速气化，而继电保护装置又未能及时动作对电源进行切断。故障的原因主要有以下几种：

(1)绝缘损坏：匝间短路等故障导致配电变压器局部过热并使其绝缘损坏；配电变压器不慎进水使绝缘受到潮湿侵蚀而导致损坏；雷击等过电压使绝缘损坏所导致的内部短路的基本因素。(2)断线产生电弧：线组导线由于焊接不良、引线连接松动等因素使配电变压器在瞬间大电流冲击下可能造成断线，这时断点处会产生高温电弧使油迅速气化，使内部压力不断增高。

2.4 漏油严重

配电变压器运行中会产生比较普遍渗漏油现象，当油位在规定的范围内，仍可继续运行或等到例行检修时进行检修。但是如果配电变压器油渗漏严重，或连续不断从破损处外溢，则应立即停止配电变压器的运行，进行补漏和加油处理。

如果配电变压器油的油面过低，就会使套管引线和分接开关暴露在空气中，从而使绝缘强度大大降低，这极易引起击穿放电。引起配电变压器漏油的原因有：焊缝开裂或密封件失效；外力冲撞；运行中受到震动；油箱锈蚀严重而破损等。

3 配电变压器的保护

3.1 瓦斯保护

配电变压器通常是利用变压器油作为绝缘和冷却介质。当配电变压器油箱内发生故障的时候，在故障点电弧和故障电流的共同作用下，变压器油和其他绝缘材料会因受热而分解,进而产生大量气体。气体的排出速度和多少与配电变压器故障的严重程度密切相关。利用这种气体实现保护的装置，成为瓦斯保护。瓦斯保护能够对变压器油箱内的各种轻微故障进行保护，但像配电变压器绝缘子闪络等油箱外面的故障，瓦斯保护不能反应。

3.2 纵差动保护

电流纵差动保护能够区分区内外故障，而且不需要与其他元件的保护配合。 、 为配电变压器的一次侧、二次侧的电流，母线指向变压器为参考方向； 、 为相应的电流互感器二次电流。那么流入差动继电器KD的差动电流为

= + （1）

纵差动保护的动作判据为

≥ （2）

式中， 为纵差动保护的动作电流； =|+ |为差动电流的有效值。

进而式（1）可进一步表示为

= +（3）

式中， 、 为两侧电流互感器的变比。

合理选择电流互感器的变比，使之满足

= （4）

这样式（3）变为

= （5）

忽略配电变压器的损耗，那么正常运行时和区外故障时的一次电流的关系为 +=0。根据式（5）差动电流为零，保护不会动作；配电变压器内部任何一点故障时，相当于配电变压器的内部多了一个故障支路，流入差动继电器的差动电流等于故障点电流，只要故障电流大于差动继电器的动作电流，差动保护就能迅速动作。

3.3 过电流保护

配电变压器过电流原则就是当配电变压器运行电流超过正常电流一定时间后，继电保护装置迅速发出跳闸信号，使断路器断开，保护配电变压器的安全运行。在整定计算中，

式子中 —可靠系数，对定时限取1.2，对反时限取1.3，

—接线系数，对相电流接线取1，对相电流差接线取 ，

—返回系数，取0.8， —电流互感器变比，

—最大负荷电流，取1.3-1.5倍变压器一次额定电流 。

4 结语

经济不断发展时电能的利用不断增加，而保证电能高效利用的前提是稳定，稳定在很大程度上依赖于配电变压器的安全稳定运行，因此，我们要不断对配电变压器的常见故障进行深入分析，确保配电变压器安全稳定运行。

参考文献

[1] 严璋.电气绝缘在线检测技术[M].北京：中国电力出版社.

[2] 朱德恒等.电绝缘诊断技术[M].北京：中国电力出版社.

[3] 林礼清.大型电力变压器过热性故障诊断与处理[J].电网技术.

一台变压器大修故障分析报告 篇8

林场变电所2#主变为西安变压器厂1989年10月产品，额定容量为2000KVA，额定电压高压35KV、低压10.5KV，通常最大负荷1200-1500KVA。我公司于4月19日对2#主变油样进行常检，油化分析合格。由于林场变电所1#、2#主变已运行多年，经双方协议对两台主变进行大修。一.2#变过热经过

5月24-25日公司对林场2#主变吊芯大修，5月25日12时大修完毕；

1.取油样色谱分析数据：

H2

CO

CO2

CH4

C2H6

C2H4

C2H2

总烃

0

6.5

455.7

1.0

0

2.5

0

3.5 色谱分析正常，2#变油合格。

2.大修后试验项目：绝缘电阻、整体介损、整体泄漏电流、直流电阻、铁芯绝缘、交流耐压，所有项目均合格（见后附试验报告）。

当日便带电冲击三次，后空载。

5月30日该主变带负荷投运后，出现轻瓦斯频繁动作，至5月31日11时轻瓦斯动作8次，变压器班取油样回局，油样分析数据如下：

H2

CO

CO2

CH4

C2H6

C2H4

C2H2

总烃

209 89.5 167.2

732.7

365.6

3702.7 488.5

35289 三比值为1 2 2，色谱分析已说明该主变内部存在高温过热或放电现象。5月31日14：00-17：002#主变带负荷1300KVA轻瓦斯动作5次，据值班员称主变内部可以听见轻微的放电声。

6月1日油化班取油样分析：

H2

CO

CO2

CH4

C2H6

C2H4

C2H2

总烃 2118.7 86.4 181.4 1088.6 569.1 5188.80 627.9 7474.4 从色谱分析和产气速率判断，主变内部过热仍未消失，变电检修公司要求停运进行检查。

6月3日-4日，我公司对2#主变吊芯检查，发现低压线圈A相首端与B相末端连接线中部烧断，通过打磨焊接使其连接良好，直阻试验合格，并认真检查其它接线，确保无误安装。同时，将该主变全部油用真空滤油机脱气，静置后试验合格（试验报告后附），于6月4日16时带负荷投运，现已恢复正常。二.原因分析

1.通过大修前和投运前油样、试验报告分析，2#主变带电前应合格完好，三次冲击与带负荷运行后出现过热、放电现象，说明该主变10KV低压线圈存在固有缺陷，冲击时缺陷暴露，致使连线是接非接，带负荷运行后产生过热放电。

2.我公司检修人员在大修吊芯过程中，发现部分绝缘夹件松动，进行全面检查和紧固，并根据试验结果认为高低压线圈及所有连线无问题，对隐蔽缺陷未能认真检查，导致低压线圈A相与B相间连线固有缺陷存在于变压器内。

三.吸取的经验和要采取的措施

1.加强检修工艺，对于解体、吊芯等大修尤其要认真检查，不得丝毫马虎，同时试验要紧密配合，发现问题及时解决；

常见配电变压器故障分析 篇9

配电变压器是配电网中的主要设备，也是工农业、居民用电中供给动力的主要设备。一旦发生故障，将影响工农业生产和人民的正常生活，给企业带来经济损失。为了减少配电变压器故障发生的概率、提高配变供电可靠性，本文通过对电力系统中配电变压器常见的故障类型及故障原因进行分析，并提出相应的防范措施，给配电运行人员提供参考，以减少配电变压器的故障。

随着经济的飞速发展，电力需求旺盛，配电变压器在电力系统及生产生活中占据着至关重要的地位。虽然经过多年配网改造，配电变压器高低压都配套预防故障的保护装置，使配电变压器损坏发生率由原来每年占总配电变压器台数的30%～40%，下降到目前每年的3%～5%左右，但由于雷击、高温过负荷等原因，故障发生的数量还相当大。配电变压器的故障逐渐成为配网的主要故障。损坏的配电变压器不仅增加了管理费用的压力，还影响了农民生活、生产的正常用电，成为最困扰基层管理单位供电管理的实际问题。需要通过认真总结和分析配电变压器故障的类型和原因，采取正确的预防措施，为配电变压器的运行管理提供借鉴和参考。配电变压器常见故障类型

配电变压器常见故障主要有温度异常、声音异常、三相不平衡、高压保险丝熔断故障、雷击损坏、漏油等。故障原因分析

2.1 温度异常

产生此类故障的原因多为变压器绕组故障，配变在制造或检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷；在运行中因散热不良或长期过载，绕组内有杂物落入，使温度过高。

2.2 声音异常

变压器正常运行时，由于交变磁通经过铁芯产生电磁力，铁芯发出均匀的“嗡嗡”声。当变压器发出“噼啪”的爆裂声时，可能是绕组或铁芯的绝缘被击穿，或者引线等带电导体与油箱或铁芯距离过小发生放电；变压器匝间短路，不但会发出放电声音，且故障点局部严重发热使油沸腾汽化，会发出“咕噜咕噜”的沸水声。

2.3 三相电压不平衡

造成配变三相电压不平衡的原因可能是因为工作人员不合理分配三相负荷；居民私拉乱接等均能造成三相负荷不平衡，从而引起当负荷轻的相电压升高，负荷重的相电压降低，电流升高，最终导致变压器匝间短路，烧坏变压器。

2.4 高压保险丝熔断故障

造成此类故障的原因一是随着社会经济的不断发展，用电量增加迅速，原有变压器容量

小，造成变压器过载运行；或者是季节气候原因造成用电高峰，使变压器过载运行。由此产生过高的温度则会导致绝缘老化，纸强度降低，导致绝缘破损，进而发生故障。

2.5 雷击损坏

按配网运行规程要求，配电变压器必须在高、低压侧安装合格的避雷器，且接地良好，防止雷击过电压危害变压器高低压线圈及套管，避雷器的防雷接地引下线、变压器的金属外壳和变压器低压侧中性点，应连接在一起，然后再与接地装置相连接，接地电阻应不大于4欧。但实际运行中有许多变压器的接地引下线被盗割和破坏；或由于维护不当造成锈蚀严重接地电阻增大，甚至锈断等都将起不到引雷作用，造成配变雷击故障。

2.6 漏油

变压器漏油主要是变压器经长期运行，各连接处的密封胶垫老化、龟裂，造成渗油，使绝缘油吸潮，导致绝缘性能下降。或者由于密封垫本身的产品质量不过关；焊接质量不良；安装工艺和安装操作不规范；铸件有砂眼以及设备结构不合理和制造问题等等。常见配电变压器故障的预防

针对以上配电变压器常见故障的原因分析可以发现，有相当一部分变压器故障是完全可以避免的。本文总结几点变压器故障的预防措施。

（1）根据用电负荷选择合适的变压器容量。既要避免因选择过小造成配电变压器烧坏；又要防止容量过大，造成浪费。

（2）变压器安装避免供电半径过大，防止末端用户电压过低，避开易爆易燃、污染严重及地势低洼的地方；高压进线及低压出线便于施工、维护。

（3）加强投运前检查。在变压器投入运行前，一般应做下列各项检查工作：①检查试验合格证，不合格不允许使用；②检查油箱油阀是否完整，有无渗油情况；③检查油位是否达到指示范围、无油枕的变压器油应高于分接头25mm，超过散热管的上管口；④检查分接头调压板是否松动，分接头的选定合适；⑤检查外观是否整洁，套管有无污垢，破裂、松动，各部螺丝是否完整无缺；⑥检查高压熔丝配备是否合理。

（4）做好运行维护工作。①要定期检查三相电压是否平衡，变压器的油位、温度、油色是否正常，有无渗漏，呼吸器内干燥剂的颜色是否变化。②定期清理变压器上的污垢，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，并加装绝缘护套避免异物落至套管上造成变压器相间短路。③定期进行测温，油浸式自冷变压器上层油温不宜经常超过85℃，最高不超过95℃，不得长期过负荷运行。④合理选择变压器的高低压熔丝。一般情况下变压器的高压侧熔丝选择在1.2-1.5倍高压额定电流，低压侧按额定电流选用，即使发生低压短路故障，熔丝也能对变压器起到应有的保护作用。⑤避免三相负载的不平衡。变压器三相负载不平衡运行，将造成三相电压不平衡。对三相负载不平衡的变压器，应视最大电流的负荷，若在最大负荷期间测得的三相最大不平衡电流或中性线

电流超过额定电流的25%时，应将负荷重新分配。结语

牵引变压器的保护及故障分析 篇10

【关键词】变压器；铁芯；接地；故障；程序

Abstract ： This paper gives a particular description of the reason about that there are some thing wrong with transformer’s iron-core put to earth in some points. So it proposes the program about analyse and settle the problem of transformer’s iron-core put to earth in some points，and gives two examples to explain them .

Keywords： Transfomer ， Iron-core， Cut to earth ， Fault，Program

变压器的绕组和铁芯是传递、变换电磁能量的主要部件。保证它们的安全是变压器可靠运行的关键。统计资料表明因铁芯问题造成故障，占变压器总事故中的第三位。铁芯多点接地会在接地点形成闭合回路，造成环流，引起铁芯局部过热导致绝缘油分解，还可能使接地片熔断或烧坏铁芯，导致铁芯电位悬浮，产生放电，甚至损坏变压器[1]。因此准确、及时地诊断与处理变压器铁芯多点接地故障，对保证变压器的安全运行具有重要意义。

一、变压器铁芯多点接地故障的类型和成因

变压器铁芯多点接地故障按接地性质可分为两大类：不稳定接地和稳定接地。[2]1、不稳定接地是指接地点接地不牢靠，接地电阻变化较大，多是由于异物在电磁场作用下形成导电小桥造成的接地故障，如变压器油泥、金属粉末等。2、稳定接地（也称死接地现象）是指接地点接地牢靠，接地电阻稳定无变化，多是由于变压器内部绝缘缺陷或厂家设计安装不当造成的接地故障，如铁芯穿芯螺栓、压环压钉等的绝缘破坏等[3]。

二、变压器铁芯多点接地故障的分析处理程序

变压器铁芯多点接地故障的分析处理分如下四个步骤

1、试验数据分析，判断是否存在铁芯多点接地故障

试验数据分析包括变压器油色谱数据分析和电气测量数据分析。

1.1色谱数据分析：目前，用油中溶解气体色谱分析方法是监测变压器铁芯多点接地故障最简便、最为有效的方法。常用的是“三比值法”和德国“四比值法”。由于三比值法只能在变压器油中溶解气体各组分含量超过注意值或产气速率超过限值方可进行判断，不便于在故障初期进行判别，因此建议使用“四比值法”进行判断。利用五种特征气体的四对比值来判断故障，在四比值法中，以“铁件或油箱中出现不平衡电流”一项来判断变压器铁芯多点接地故障，其准确度是相当高。

判据为：CH4/H2=1～3；C2H6/C2H4<1；C2H4/C2H6≥3；C2H2/C2H4<0.5。其中CH4、H2、C2H6、C2H4、C2H2为被测充油电气设备中特征气体的含量（ppm）。

满足判据条件即可判定为铁芯多点接地故障。

1.2电气测量数据分析：变压器正常运行时，可在变压器铁芯外引接地套管的接地引下线上用钳型电流表测量引线上是否有电流，正常情况下此电流很小，为mA级（一般小于0.3A），当存在多点接地故障时，环流上升到“A”级，最大电流可达数百安培，通过测量环流便能对铁芯接地故障进行判断。

当设备停止运行时，断开铁芯引出接地线，用2500V兆欧表对铁芯接地套管测量绝缘电阻，如电阻值为零或与历年数据相比较其值降低很多，则表明变压器内部可能存在铁芯多点接地，此时应正确测量各级绕组的的直流电阻，若各组数据未超标，且各相之间与历次测试数据之间相比较无明显偏差，变化规律基本一致，则可排除故障部位在电气回路内，从而确认主变铁芯多点接地故障。

2、设备运行状况分析，判断铁芯多点接地故障类型

在确认了变压器铁芯确实存在多点接地故障，则应对变压器的运行状况进行分析，判断铁芯多点接地故障的类型，以便于确认应急措施及处理方案。

首先应查询变压器投运的时间、负荷情况、有无突发故障或冲击等，其次是变压器历史运行情况，安装试验记录等，综合以上因素再结合色谱分析、电气试验数据进行判断，确认铁芯接地故障的类型。如变压器铁芯电阻突然降低，色谱分析数据无异常，而变压器长时间没有运行，则可能是由于油泥沉淀导致铁芯多点接地，属于不稳定接地故障，对应采取措施消除即可。

3、采取应急措施，排除不稳定接地故障，限制铁芯多点接地故障发展

在确认了变压器铁芯多点接地故障的类型后，应根据现场情况及故障类型采取应急措施，从而排除不稳定接地或限制故障的发展。

对于不稳定接地故障，在设备停运的情况下，可采用电容放电冲击法排除故障，方法如下：如图一，将K接于铁芯正常接地点（变压器铁芯接地引出线断开），利用兆欧表对电容进行充电约60S后，将刀闸开关K倒向放电回路，电容对铁芯接地故障点放电，然后测试铁芯绝缘电阻，如电阻值恢复正常则故障排除，否则重复充放电过程几次即可排除故障。由于变压器铁芯底部绝缘垫块较薄，采取的冲击电流不宜过大，避免发生击穿。

对于变压器出现多点接地故障，但不能退出运行者，则应加强监视，并采取临时措施，限制接地故障的发展。①缩短变压器色谱分析周期，监视故障点的产气速率②定期测量铁芯的接地电流，如故障电流较大可临时打开地线运行，但应加强监视，避免故障点消除后鐵芯出现悬浮电位，产生放电现象③对于不稳定接地，可在铁芯接地引出线中串入一个可调电阻，将电流限制在1A以下。

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4、停电检修，彻底排除铁芯多点接地故障

如故障很严重，且有不断发展的趋势，严重威胁设备安全，在条件允许下，可对变压器进行吊罩检修，彻底排除故障。

在吊罩检修查找故障时，应遵循以下几个步骤：①外观检查。检查铁芯与夹件支板是否相碰，硅钢片是否有波浪鼓起，上下夹件与铁芯之间、铁芯柱与拉板之间有无异物，夹件与油箱壁是否相碰，下铁轭与箱底是否有异物桥接短路等，如未发现异常，则進行下一步试验②直流法。将铁心与夹件的连接片打开，在铁轭两侧的硅钢片上通人6V的直流，然后用直流电压表依次测量各级硅钢片间的电压，当电压等于零或者表针指示反向时，则可认为该处是故障接地点。③交流法。将变压器低压绕组接人220—380V交流电压，高压侧与中压侧短路接地，此时铁心中有磁通存在。如果有多点接地故障时，用毫安表测量会出现电流（铁心和夹件的连接片应打开）。用毫安表沿铁轭各级逐点测量，当毫安表中电流为零时，则该处为故障点。这种测电流法比测电压法准确、直观。若用②③两种方法，仍查不出故障点，最后可确定为铁心下夹件与铁轭阶梯间的木块受潮或表面有油泥。将油泥清理干净后，进行干燥处理，故障可排除。—般对变压器油进行微水分析可发现是否受潮。④铁心加压法。就是将铁心的正常接地点断开，用交流试验装置给铁心加电压，若故障点接触不牢固，在升压过程中会听到放电声，根据放电火花可观察到故障点。当试验装置电流增大时，电压升不上去，没有放电现象，说明接地故障点很稳固，此时可采用下述的电流法。⑤铁心加大电流法。也是将铁心的正常接地点断开，用电焊机装置给铁心加电流。当电流逐渐增大，且铁心故障接地点电阻大时，故障点温度升高很快，变压器油将分解而冒烟，从而可以观察到故障点部位。故障点是否消除可用铁心加压法验证。

三、两起变压器铁芯多点接地故障的分析处理实例

3.1实例1

新民220KV变电所2#主变2004年10月9日预试时发现其铁芯绝缘电阻为0MΩ，遂按照铁芯多点接地处理程序处理。

从下表1可以看出新民220KV变电所2#主变色谱分析数据无明显变化，变压器内部无过热现象发生。

由于达莲河220KV变电所2#主变铁芯多点接地故障长期存在，调阅达莲河220KV变电所2#主变运行记录无异常现象，无法有效区分接地类型，遂加强了对达莲河220KV变电所2#主变的监视工作，坚持对运行中铁芯接地电流进行监视（电流值为3mA，在允许范围内），并安排停电吊罩检修。

2004年12月9日对达莲河220KV变电所2#主变吊罩检修，首先外观检查，发现变压器下铁轭与箱底有金属屑桥接短路现象，清除金属屑并用变压器油冲洗箱底后测试铁芯绝缘电阻，绝缘电阻恢复到3000 MΩ，故障排除。

四、结束语

出现变压器铁芯多点接地故障应及时、准确地诊断故障类型，确定相应的处理方式，对于油泥等不稳定接地故障，不宜盲目采取吊罩检修方法，可用电容冲击法排除，以免造成人力资源的浪费和停电损失。

参考文献

[1]马良腾，王守杰.变压器铁心多点接地故障的原因及处理. 电子技术，1999，23（3）：44-46.

[2]阎永明.变压器铁心多点接地故障的检测与处理.山西电力技术，2001/01

[3]查军.变压器铁心故障的分析及处理.高电压技术，2002/03

牵引变压器的保护及故障分析 篇11

柴油发动机涡轮增压器的使用及故障排除

涡轮增压器由于拥有诸多优点,被广泛用于柴油发动机上.但也常因使用不当,出现一些故障而影响它效力的`发挥.着重阐述了涡轮增压器在使用时的注意事项及常见故障的分析与排除,供相关技术人员借鉴.

作 者：任振平 作者单位：大庆职业学院,黑龙江,大庆,163000 刊 名：黑龙江科技信息 英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)：2009 “”(26) 分类号： 关键词：涡轮增压器   优点   使用   常见故障  

牵引变压器的保护及故障分析 篇12

一、变压器运行中易发生的异常现象分析

（一）声音异常

变压器正常运行时声音应为连续均匀的“嗡嗡”声，如果产生不均匀或其他响声都属于不正常现象。

①内部有较高且沉着的“嗡嗡”声，则可能是过负荷运行，可根据变压器负荷情况鉴定并加强监视。②内部有短时“哇哇”声，则可能是电网中发生过电压，可根据有无接地信号，表计有无摆动来判定。③变压器有放电声，则可能是套管或内部有放电现象，这时应对变压器作进一步检测或停用。④变压器有水沸声，则为变压器内部短路故障或接触不良，这时应立即停用检查。⑤变压器有爆裂声，则为变压器内部或表面绝缘击穿，这时应立即停用进行检查。⑥其他可能出现“叮当”声或“嘤嘤”声，则可能是个别零件松动，可以根据情况处理。

（二）油温异常

①变压器的绝缘耐热等级为A级时，线圈绝缘极限温度为105℃，根据国际电工委员会的推荐，保证绝缘不过早老化，温度应控制在85℃以下。若发现在同等条件下温度不断上升，则认为变压器内部出现异常，内部故障等多种原因，这时应根据情况进行检查处理。②导致温度异常的原因有：散热器堵塞、冷却器异常、内部故障等多种原因。这时应根据情况进行检查处理。

（三）油位异常

变压器油位变化应该在标记范围之间，如有较大波动则认为不正常。常见的油位异常有：

①假油位，如果温度正常而油位不正常，则说明是假油位。运行中出现假油位的原因有呼吸器堵塞、防暴管通气孔堵塞等。②油位下降，原因有变压器严重漏油、油枕中油过少、检修后缺油、温度过低等。

（四）渗漏油

渗漏油是变压器常见的缺陷，渗与漏仅是程度上的区别，渗漏油常见的部位及原因有：

①阀门系统，蝶阀胶材质安装不良，放油阀精度不高，螺纹处渗漏。②胶垫接线桩头，高压套管基座流出线桩头，胶垫较不密封、无弹性，小瓷瓶破裂渗漏油。③设计制造不良，材质不好。

（五）套管闪络放电

套管闪络放电会造成发热，导致老化，绝缘受损甚至引起爆炸，常见原因有：

①高压套管制造不良，未屏蔽接地，焊接不良，形成绝缘损坏。②套管表面过脏或不光滑。

二、变压器运行中易发生的故障原因分析

（一）套管故障

常见的是炸毁、闪落和漏油。其原因有：

①密封不良，绝缘受潮劣比。②呼吸器配置不当或者吸入水分未及时处理。

（二）绕组故障

主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊等。产生这些故障的原因有以下几点：

①在制造或检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷。②在运行中因散热不良或长期过载，绕组内有杂物落入，使温度过高绝缘老化。③制造工艺不良，压制不紧，机械强度不能经受短路冲击，使绕组变形绝缘损坏。④绕组受潮，绝缘膨胀堵塞油道，引起局部过热。⑤绝缘油内混入水分而劣化，或与空气接触面积过大，使油的酸价过高绝缘水平下降或油面太低，部分绕组露在空气中未能及时处理。

（三）铁芯故障

铁芯故障大部分原因是铁芯柱的穿心螺杆或铁轮的夹紧螺杆的绝缘损坏而引起的。其后果可能使穿心螺杆与铁芯叠片造成两点连接，出现环流引起局部发热，甚至引起铁芯的局部熔毁；也可能造成铁芯叠片局部短路，产生涡流过热，引起叠片问绝缘层损坏，使变压器空载损失增大，绝缘油劣化。运行中变压器发生故障后，如判明是绕组或铁芯故障应吊芯检查。首先测量各相绕组的直流电阻并进行比较，如差别较大，则为绕组故障。然后进行铁芯外观检查，再用直流电压、电流表法测量片间绝缘电阻。如损坏不大，在损坏处涂漆即可。

（四）瓦斯保护故障

瓦斯保护是变压器的主保护，轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于跳闸。下面分析瓦斯保护动作的原因及处理方法：

①轻瓦斯保护动作后发出信号。其原因是：变压器内部有轻微故障；变压器内部存在空气；二次回路故障等。运行人员应立即检查，如未发现异常现象，应进行气体取样分析。②瓦斯保护动作跳闸时，可能变压器内部发生严重故障，引起油分解出大量气体，也可能二次回路故障等。出现瓦斯保护动作跳闸，应先投人备用变压器，然后进行外部检查，检查油枕防爆门，各焊接缝是否裂开，变压器外壳是否变形。最后检查气体的可燃性。变压器自动跳闸时，应查明保护动作情况，进行外部检查。经检查不是内部故障而是由于外部故障（穿越性故障）或人员误动作等引起的，则可不经内部检查即可投人送电。

（五）分接开关故障

常见的有表面熔化与灼伤，相间触头放电或各接头放电，主要原因有：

①螺丝松动。②荷调整装置不良和调整不当。③头绝缘板绝缘不良。④接触不良，制造工艺不好，弹簧压力不足。⑤酸价过高，使分接开关接触面被腐蚀。

此外，变压器着火也是一种危险事故，因变压器有许多可燃物质，处理不及时可能发生爆炸或使火灾扩大。

由于上述种种原因，在运行中一经发生绝缘击穿，就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象是变压器过热，油温增高，电源侧电流略有增大，各相直流电阻不平衡，有时油中有吱吱声和咕啷咕嘟的冒泡声。轻微的匝问短路可以引起瓦斯保护动作；严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。发现匝间短路应及时处理，因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的单椹接地或相间短路等故障。

三、结束语