变压器检修课件.doc
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1、第一章 变压器故障排除及事故检修第1条 学习目标:1.1 通过培训使学员能够掌握变压器铁芯故障的判断和排除方法。1.2 通过培训使学员能够掌握变压器绕组故障方法的判断和排除方法。1.3 通过培训使学员掌握变压器分解开关故障方法的判断和排除方法。1.4 通过培训使学员掌握变压器的故障判断和排除方法。第一节 变压器铁芯故障的判断和排除方法第2条 变压器铁芯常见故障类型:2.1 变压器常见的故障有铁芯多点接地、铁芯过热、铁芯噪声、铁芯片短路、铁芯烧熔及接地片松脱或断裂等。在这里重点介绍铁芯过热的故障判断和排除方法。第3条 铁芯过热故障及修理方法3.1 电源电压过高。超过5% UN变化,如果超过这个限
2、度时,因为高电源电压使铁芯磁通高度饱和,铁损耗增加。造成整个铁芯异常发热,从而波及到变压器油和绕组以及箱体过热。如果过热时间长,油箱内绝缘老化,变压器油色变深,又会引发绕组故障。解决的办法是调整变压器的分接头,分解开关将绕组分接头调到5%左右,使一次绕组增加5%的匝数,则电源输出的电压相应降低,使铁芯磁通饱和下降,铁损耗降低;3.2 铁芯散热油道堵塞。散热油道堵塞,因散热效果不好而引发铁芯发热。造成油流不畅是因为油道被杂物堵塞,必须清楚。解决办法是吊芯后对油道检查,彻底清理干净,最后用合格变压器冲洗干净,同时也将铁芯而后绕组表面的油泥和污垢冲洗干净;3.3 其他方面引起铁芯过热。3.3.1铁芯
3、接地不良,如未接地或多点接地;3.3.2硅钢片间绝缘老化、绝缘损伤及绝缘电阻降低;3.3.3 铁芯故障,如铁芯局部烧熔、铁芯片间短路等。思考题:(1)变压器铁芯常见的故障有哪些?(2)引起变压器铁芯过热的原因?第二节 变压器绕组故障方法的判断和排除方法第4条 变压器绕组故障类别4.1 电气故障4.1.1 绕组绝缘电阻低、吸收比小;4.1.2绕组三相直流电阻不平衡;4.1.3 绕组局部放电或闪络;4.1.4绕组短路故障;4.1.5 绕组接地故障;4.1.6 绕组断路故障;4.1.7 绕组击穿和烧毁故障;4.1.8 绕组烧错、接反和连接错误。4.2 机械损伤故障4.2.1 密封装置老化、损坏造成密
4、封不严;4.2.2 散热器、冷却器堵塞或产生裂纹;4.2.3 绕组受电动力或机械力而损伤和变形;4.2.4分接头错位或变形;4.2.5 绝缘次套管破裂4.2.6 穿杆螺栓松动、铁夹件松动变形;4.2.7 油箱变形及漏油。本节重点学习变压器绕组直流电阻不平衡故障原因及排除和绕组短路故障排除。第5条 绕组直流电阻不平衡故障原因及排除5.1 变压器绕组的直流电阻是出厂、交接和预防性试验的基本项目之一,也是变压器故障的重要检修项目。这是因为直流电阻的不平衡对综合判断变压器绕组(导杆和引线的连接、分解开关及线圈个系统)的故障具有重要的意义;5.2 不平衡率超标的原因及防止措施5.2.1 引线电阻的差异。
5、各相绕组的引线长短不同,因此各项绕组的直流电阻就不同,可导致其不平衡率超标。为了消除引线电阻差异的影响,可采用下列措施:(1)在保证机械强度电气绝缘距离的情况下,尽量增大低压套管间的距离,使a、c相的引线缩短,因而引线电阻减少,这样可以使三相引线电阻尽量接近;(2)适当增加a、c相首端引线铜(铝)排的厚度或宽度。如能保证各相的引线长度和截面之比近似相等,则三相电阻值也近似相等;(3)适当减少b相引线的截面。在保证引线允许载流量的条件下,适当减少b相引线界面使三相引线电阻近似相等;(4)寻找中性点引线的合适焊点。对a、b、c三相末端连接铜(铝)排,用仪器找出三相电阻平衡的点,然后将中性点引线焊在
6、此点上;(5)在最长引线的绕组末端连接上并联铜板以减少其引线电阻;(6)将是三个绕组中电阻值最大的绕组套在b相,这样可以弥补b相引线短路的影响。5.2.2 导线质量。实测表明,有的变压器绕组的直流电阻偏大,其主要原因是某些导线的铜和银的含量低于国家标准规定限定。有时即使采用合格的导线,但由于导线截面尺寸偏差不同,也可能导致绕组直流电阻不平衡率超标。为消除导线质量问题可采取下列措施:(1)加强对入库线材的检测,控制劣质导线流入生产的现象,以保持直流电阻不平衡率合格;作为标准的最小截面Smin改为标称截面,有的厂采用这种方法,把测量电阻值与标称截面的电阻值相比较,这样就等于把偏差范围缩小一半,有效
7、地消除直流电阻不平衡率擦汗哦表现象。5.2.3连接不紧。测试实践表明,引线套管导杆或分接开关之间连接不紧,都可能导致变压器直流电阻不平衡率超标。消除连接不紧应采取下列措施:(1)提高安装与检修质量,严格检查各个连接部分是否连接良好;(2)在运行中,可以用色谱分析结果综合判断,及时检出不良部位,及早处理。5.2.4分解开关指位指针移位。分解开关指位指针移位会导致变压器绕组直流电阻不平衡率超标。为消除分接开关指位指针移位造成的直流电阻不平衡率超标,应当在变压器总装后,也宜进行核对。5.2.5 绕组断股。变压器绕组断股往往导致直流电阻不平衡率超标。操去的措施有:(1)变压器受到短路电流冲击后,应及时
8、测量其直流电阻,及时发现断股故障,及时检修;(2)利用色谱分析结果进行综合分析判断。第6条 绕组短路故障排除6.1 绕组短路故障现象6.1.1 绕组发热,导致变压器过热;6.1.2 出现强大的短路电流,变压器振动大;6.1.3 变压器三相电压及绕组直流电阻不平衡;6.1.4 严重的绕组短路还会造成变压器烧毁事故;6.2 绕组短路故障类别6.2.1 匝间短路;6.2.2 相间短路;6.2.3 绕组股间短路;6.2.4 一、二次绕组间短路;6.2.5 绕组短路造成变压器内部组件变形。6.3 相间短路故障的原因及修理6.3.1 相间短路出现较多的是在各类中小型变压器壳内两相线圈引线上的软铜线接线卡(
9、缓冲器)相碰引起的短路。6.3.2 故障原因:引起变压器绕组相间短路多数是在检修中修理人员操作不当,在拆、装变压器过程中,紧固或松动引线螺母时,造成两相软铜线接片相碰致使相间短路。6.3.3 排除故障方法。修理过程中必须采取正确的操作方法,防止拆装变压器时在拧紧和松动螺母中再造成软铜线接片相碰,如选用的活动扳手大小要适中,用力要均匀。对不好拧的应在螺母和螺栓丝处滴一些润滑油,稍停片刻再拧。当螺母上的螺纹乱扣或锈蚀严重时,应更换同规格尺寸的新螺栓、螺母,以免在运行中受电磁力作用而振动,再次造成螺栓转动,带动软铜连接片移动相碰而短路。思考题:(1) 变压器绕组的电气故障有哪些?(2) 变压器绕组直
10、流电阻不平衡的原因?(3) 变压器绕组短路故障会产生什么现象?(4) 变压器短路故障的类别?第三节 变压器分接开关故障方法的判断和排除方法第7条 变压器分接开关的类型变压器的分接开关主要分为无励磁分接开关和有载分接开关,因为配电变压器大多数是无励磁分接开关,所以本模块重点学习无励磁分接开关故障那个原因和故障排除。分接开关的常见故障和处理方法第四节 变压器油的故障判断和排除方法第8条 变压器油的故障类型;8.1 变压器渗油故障;8.2 变压器喷油故障;8.3 变压器过热故障;8.4 变压器过热故障;8.5 变压器吸湿器的油封碗无清理引起的故障。本节重点学习变压器喷油故障原因及预防措施和变压器过热
11、故障原因及预防措施。第9条 配电变压器喷油故障原因及预防措施9.2.1 变压器喷油和油箱炸裂原因9.1.1 变压器油箱中产生气体正常运行的变压器,绝缘油和固体绝缘材料会老化和分解,产生少量烃类及一氧化碳、二氧化碳气体。这些气体大部分溶解在油中,并在变压器内扩散。变压器内部发生过热或放电故障时,会加快绝缘材料的热分解,其产气速度、产气量和产生气体的特征,与变压器故障的类型及严重程度有密切的关系。分解出来的气体所形成的气泡,在油中经过对流、扩散,会不断的溶解在油中。当产生气体数量大于最大的溶解度时,便会有一部分气体跑入绝缘油上部空间内,通过吸湿器或呼吸器排入空气。9.1.2 变压器喷油和油箱炸裂现
12、行电力变压器国家标准规定,带有储油柜的630kVA及以下的油浸式变压器,一般不装气体继电器和安全气道。当变压器内部发生故障,其产生速率(ml/h)超过吸湿器或呼吸器在常压下的释放能力时,变压器油箱内压力继续增大时,将在油箱内压力的最薄弱点冲穿。一般在油箱盖与油箱连接的密封垫处喷油。当变压器油箱内的压力超过油箱的允许压力时(一般变压器0.05Mpa,矿用变压器0.1Mpa)。变压器油箱将可能炸裂。9.2 预防措施预防变压器发生故障9.2.1 搞好变压器的负荷管理,保证变压器的散热条件,避免变压器超过允许的温升运行;9.2.2 保持变压器绕组的接头及分接开关的触头接触良好。接触不良会使变压器内部产
13、生局部过热或高温热点;9.2.3 保持变压器的绝缘良好。为了保持绕组的绝缘良好,一是要搞好负荷管理,防止超过允许的温升运行;二是防止绝缘油受潮而引起绕组绝缘受潮;三是配备可靠的保护装置,减轻过负荷及短路电流对变压器绕组的影响。第10条 变压器过热性故障的原因及处理对策10.1 变压器过热的原因10.1.1 绕组过热近年来,为降低变压器损耗,各制造厂先后采用了带有统包绝缘的换位导线绕制变压器绕组。由于早期国内对换位导线生产技术尚未全面掌握,使之采用换位导线的变压器在运行十年左右出现了统包绝缘膨胀。段间油道堵塞,匝绝缘得不到充分冷却,使之严重老化,以致发糊、变脆。在长期电磁振动下,绝缘脱落,局部露
14、铜,想成匝间(段间)短路,导致变压器烧损事故。另外,绕组材料本身的质量不良,也会导致过热现象。10.1.2 分接开关动、静触头接触不良在有载调压变压器中,特别是调压频繁、负荷电流较大的变压器,在频繁的调动中会造成触头之间的机械磨损、电腐蚀和触头污染,电流的热效应会使弹簧的弹性变弱,从而使动、静触头之间的接触压力下降。接触压力减小,会使触头之间的接触电阻增大,从而导致触头之间的发热量增大,由于发热又加速触头表面的氧化腐蚀和机械变形,形恶性循环,如不及时处理,往往会使变压器发生损坏事故。10.1.3 引线故障(1)流线分流故障。这些故障多发生在套管上,一方面电流较大,另一方面引流。大多不是直顺套管
15、方向进入导管,因此,未包任何绝缘的引线与导管接触,造成分流,产生热故障;(2)引线接头过热;(3)引线断线。10.2 处理对策10.2.1 由于绕组结构原因引起的低压绕组过热,宜将变压器的低压绕组改为双螺旋结构;10.2.2 正确连接引线和分解开关,上紧镙帽,避免松动而发热;10.2.3 为避免引线和套管靠接后出现过热,可采取以下措施:(1)不改变目前引线绝缘包扎方式,而只在每台产品试装时,准确裁截引线电缆的长度,做到引线长度和套管准确的配装。这可以消除电缆太长而与铜管内壁靠接的不良后果。但这样做对以后备用品套管的更换的准确装配造成困难;(2)改变引线电缆的绝缘包扎方式。如把目前的只用白布带叠
16、包一层,改为先用0.1mm30mm皱纹纸正反两个方向半叠包各一层后,再用白布带半叠包一层。在总装套管时,要保持引线电缆绝缘的完整,不允许有绝缘松脱露铜的现象。这样,引线装配后,即使引线和铜管靠接,回路将由绝缘隔开而难于闭合,阻碍了电流的流通和过热。第八章 掌握干式变压器的技术特点和维护要求第11条 学习目标:11.1 了解干式变压器的总体结构和技术特点第一节 干式变压器的结构特点第12条 了解干式变压器的发展世界上创始的第一台变压器即为干式变压器,当时由于受绝缘以及散热等方面的限制,干式变压器仅用于较低电压及小容量上而已。大型的变压器一般均采用绝缘油作为绝缘及冷却介质。但由于变压器油易燃,所以
17、在某些防火要求高的场合,大量采用干式变压器,也在客观上促进了干式变压器的发展。第13条 干式变压器的主要性能特点:13.1 防火、阻燃、自熄、无污染,可直接安装在负荷中心;13.1.1 少维护、安装方便、综合运营成本低;13.1.2 防潮性能好,可在较高湿度条件下正常运行,浇注型干式变压器停运后不经预干燥即可投入使用;13.1.3 损耗低、局部放电量低、噪声低、散热能力强,某些型号干式变压器在强制风冷条件下最高可以带150%额定负荷运行(只能短时超载且与干式变压器起始负载率有关);13.1.4 一般都配有完善的温度保护控制系统,为变压器安全运行提供可靠保障;13.1.5 耐雷电冲击能力强;13
18、.1.6 抗突发短路能力强,大多数干式变压器是树脂浇注,树脂、导线、导线绝缘紧密结合,构成坚固的钢体结构。第二节 干式变压器的冷却方式干式变压器的冷却方式可分为自然空气冷却和强迫冷空气两种,下面对这两种冷却方式加以介绍。第14条 冷却方式的标志14.1 字母代号变压器以其所用的冷却方式给以标志。各种冷却方式采用的字母代号如下表所示:14.2 字母代号的排列没有保护外壳或冷却空气能通过外壳内部进行循环的干式变压器,只用两个字母代号来标志与线圈表面被覆盖面相接触的冷却介质(空气)。其他各种干式变压器的每一种冷却方式(制造厂规定的额定值是按冷却方式而定的)应用四个字母表示。所以字母代号的顺序如下表所
19、示,对同一设备不同的冷却方式,其字母代号用斜线分开。例如:一台不带有保护外壳或冷却空气能通过外科内部循环的自冷变压器,其标志为AN。对于一代冷却空气不能通过保护外壳勋混而在壳内及壳外均为空气自冷的变压器,其标志为ANAN。对于一台装在密封外壳内的变压器,其壳内采用气体绝缘自然冷却而在壳外具有自冷或风冷两种冷却方式,其标志为GNAN/GNAF。第15条 自然空气冷却(AN)这种方式是干式变压器最基本的冷却方式,利用干式变压器自身的气道空气的流动性来对变压器进行冷却。我们通常所指的干式变压器的额定容量就是指在这种条件下干式变压器所能输出的功率。第16条 强迫空气冷却(AF)这种冷却方式是在干式变压
20、器底部加装集中风机和风管系统。来加快空气流动的速度,从而达到提高干式变压器冷却容量的目的。现在也有厂家采用帘式风机风冷系统,这种冷却系统与传统冷却系统相比的突出优点是:冷却均匀、冷却效果好、噪声小、体积小、占有空间小,一般不超出变压器本体外形尺寸。而且,冷却风机的运转,造成了空气的加速流通,对干式变压器可以起到清洁的作用。第三节 干式变压器的绝缘水平第17条 正常海拔下干式变压器的绝缘水平一般的配点网络或工业系统的干式变压器,其绝缘水平应符合下表中系列或系列的规定。具体选择哪个系列应按干事变压器遭受雷电过电压、操作过电压、中心店接地方式和过电压保护装置的型式而定。第18条 高海拔运行干式变压器
21、的绝缘水平当干式变压器在海拔1000-3000m之间运行,但试验却在正常海拔地点运行时,则其额定短时工频耐受电压值按安装地点每超过海拔1000m部分以每500m为一级增加6.25%(上述要求不适用于密封型干式变压器,但对套管应做特殊考虑)。第四节 干式变压器的运行要求干式变压器必须具备一些基本的条件才可投运,下面就对这些基本的条件以及干式变压器的运行方式作一下简单的介绍。第19条 必备工作条件干式变压器应有铭牌,并标明运行标号和相位,并悬挂警告牌;19.1 室内安装的干式变压器应有独立电源的通风系统,每千瓦损耗需达2-4m/min的通风量,从而避免变压器室的温度过高。在机械通风停止时,应能发出
22、远方信号;19.2 变压器室内的门应采用阻燃或不燃材料,并应上锁。门上标明干式变压器的名称和运行编号,门外挂有警告标示牌;19.3 安装在地震烈度7度以上的地区的干式变压器,并有下列防震措施:19.3.1 将干式变压器底盘固定在基础槽钢或轨道上;19.3.2 干式变压器出线端子与软导线连接时,应适当放松;与硬导线连接时应将过渡软连接适当加长;19.4 变压器所在系统的实际短路表观容量大于GB1094.5中规定值时,应在订货时向制造厂提出要求;对运行中干式变压器应采取限制短路电流的措施。变压器保护动作的时间应小于承受短路耐热能力的持续时间;19.5 在干式变压器上安装反映绝缘情况的在线监视装置,
23、气电气幸好应经传感采集,并保持可靠接地;19.6 当接线组合标号相同、电压比和短路阻抗相等时,干式变压器可并联运行。对于电压比不等或短路阻抗不等的变压器,但任何一台满足下述“干式变压器运行方式”所规定的情况下,也可并联运行。短路阻抗不同的变压器,可适当提高短路阻抗高的变压器的二次电压,使并联运行干事变压器的容量均能充分利用。新装或变动内外连接线的干式变压器,并联运行前必须核定相位。发电厂升压变压器高压侧跳闸时,应防止厂有干式变压器严重找过额定电流运行。作厂用变倒换操作时应同期并网。第20条 干式变压器运行方式20.1 正常运行方式20.1.1 干式变压器的运行电压一般不应高于该运行分接额定电压
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