变压器内部绝缘故障的分析.doc

变压器内部绝缘故障的分析
[摘要]变压器由铁芯、瓦斯继电器、油箱、分接开关、输出线圈及输入线圈等构成,能减小交流电传输损耗,扩大电能传输范围及改善电能传输质量。绝缘老化及介质劣化、引线绝缘缺陷等内部故障可导致气味、油位、声音及油温等异常或零序保护、后备保护、速断保护、纵差保护及瓦斯保护等失效,引起过励磁、过电压、过负荷及造成设备损坏,如烧坏绕组、铁芯等,甚至可引起油箱爆炸,增加供配电管理费用。本文分析了变压器内部绝缘故障问题,旨在确保变压器能够有效转化交流电压及传输电能。
[关键词]绝缘;内部;故障;变压器
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)15-0109-01
变电设备负荷种类多,内部出现的绝缘故障是电网故障的重要起因,危及电网运行安全,可导致供电中断、电气设备爆炸或火灾。内部绝缘材料的时效老化劣化或绝缘材质损伤、绝缘材料表面污秽受潮或积尘、维修不到位与年久失修、自身存在制造缺陷及安装缺陷等容易诱发绝缘故障,绝缘故障发生、发展过程复杂,通常表现为绝缘介质沿面放电、局部放电、导体相间短路或对地短路等。应分析故障机理、评估故障状态、确诊故障部位及严重程度,及时停机维修与切除变压器的内部故障,从源头上消除电网事故,减小绝缘故障对相邻设备运行、变电运维人员人身安全、电网暂态稳定产生的不良影响。

绝缘纸、绝缘油故障
绝缘纸过度受热时,可脱离部分水分,导致绝缘纸的脆化速度加快,变压器运行时产生的冲击力,如操作波、冲击电压、电动应力、机械或电磁振动等可导致脆化、收缩移动的绝缘纸发生剥落问题,致使内部线圈之间发生移位摩擦,进而损伤绝缘,引发绝缘故障。随着绝缘纸的受热时间不断延长,其机械强度可不断降低,难以耐受冲击负荷或短路电流,容易遭到破坏,由此损伤内部绝缘性能与引发绝缘故障[1]。此外,绝缘绑扎、绝缘卷、绝缘垫、绝缘板等固体绝缘材料发生老化分解现象时可产生CO2、CO、水等其他杂质,老化产物可腐蚀内部金属材料,降低绝缘材料自身的抗拉轻度、电阻率及增大介损,引起绝缘故障。绝缘油(变压器油)被污染、氧化劣化、油质变坏时可降低耐电性能、绝缘强度、导热性能,引起绝缘故障。绝缘油中混入杂质、气体、金属、绝缘漆或受潮、感染细菌等微生物时,灰分、酸价与水分将会增加,电场击穿强度、绝缘性能降低,同时可增加介质的损失角。光合作用、电场及温度等可造成绝缘油不断氧化,绝缘油发生氧化时可形成油泥等杂质,油泥生成速度快,可粘附于箱壳边缘或绝缘材料、散热片、油管表面,导致耐电强度降低与诱发绝缘故障。杂质还会集中沉淀在强电场区域,形成细长条,沉淀物不但会加速绝缘老化、妨碍散热,还会产生导电桥作用,迅速降低绝缘电阻[2]。对于绝缘纸、绝缘油引起的绝缘故障,处理时只需明确故障点及更换绝缘纸、绝缘油即可。
匝间、股间故障
变压器工作频率、功率升高与集肤效应可增加能量损耗及增大匝间绝缘故障风险,匝间故障发生时无明显升温表现,无瓦斯保护动作,故障点产气速率无较大变化,一般可利用气相色谱试验法分析匝间是否发生绝缘故障。绕组接头接触不良时,可导致接头局部发热,温度过高的接头可损坏局部绝缘,导致匝间不同交层之间的绝缘介质失效,引起绝缘故障及层间短路。变压器的超负荷运行时间较长时,绕组温度可