10。8.20第三章-变压器故障诊断

第三章 变压器（电抗器）的故障诊断 第一节 变压器（电抗器）的故障诊断方法

变压器（电抗器）故障诊断是变压器状态评估的一个部分，故障诊断除按前述的巡视检查、定期检测和在线检测直接判断外，还应进行综合诊断。在故障的综合诊断中，一种是按照变压器在运行中最容易和最有效的油色谱分析为主线条的潜伏性故障诊断，以及变压器继电保护动作后的故障诊断分析；第二种是以各种可能的故障为目标的故障诊断。以下按这两种思路提出故障诊断的程序和方法。 一、按照油色谱分析为主线条的故障诊断

（一） 按照图3－1程序进行油色谱跟踪和故障诊断：

油色谱分析 1超过注意值 2色谱情况： ⑴ ⑵ ⑶ 不严重 3色谱初步判断 较严重 运行和检修 4综合诊断1：运行和检修记录调查；外部检查；油特 纪录检查 性试验；铁心外引接地出电流等在线测试，色谱再分析 5与制造厂商谈 否 6变压器停止运行 是 7综合诊断2：各种试验和内部异常的推断 否 是 8 内部检查？ 是 设定色谱 设定色谱 9 内部检查修理 返制造厂修理 追踪中周期 追踪短周期 图3－1 油色谱分析异常时的诊断过程

各种试验和综合诊断2－内部异常的推断

诊断变压器内部异常的电气试验项目和针对的异常情况如表3－5所示。

表3－5 各种试验项目和针对的异常情况

电 气 试 验 项 目 绕组直流电阻 绝缘电阻吸收比和极化指数 绕组绝缘介损和电容量 低电压空载试验 低电压短路试验 绕组变比试验 绕组频响试验 绕组中性点油流静电电流测试 变压器噪声和振动测试 红外热成像测试 针 对 的 异 常 情 况 绕组断线或断股，绕组引线或分接引线接触不良。 绝缘受潮，油质劣化等。 绝缘受潮，油质劣化，线圈变形。 铁心局部短路，绕组匝层间短路。 绕组股间短路，线圈变形。 绕组匝层间短路，可区别高、中和低压绕组的短路。 线圈变形。 油流放电. 直流偏磁或内部部件松动 油箱局部过热，套管油位异常或内部电容芯故障 现场局部放电测试（有破坏性） 证实放电的存在，配合超声波测试进行放电定位。 二、变压器继电保护或压力释放装置动作后的故障诊断 变压器继电保护动作后的故障诊断过程，如图3－2所示。

变压器继电保护动作 变压器压力释放装置喷油 变压器压力释放装置未喷油 油色谱分析 油色谱分析 内部异常 内部异常 无 是 是 无 检查储油柜 同图3－1 同图3－1 检查油泵漏气和 胶囊呼吸系统 诊断过程 诊断过程 继电保护装置

图3－2 变压器继电保护动作后的故障诊断过程

变压器压力释放装置动作并喷油后的故障诊断过程，如图3－3所示。

压力释放装置动作并喷油 变压器差动等电气保护动作 变压器差动等电气保护未动作 油色谱分析 无 内部异常 有 检查储油柜 变压器流过 同图3－1 胶囊呼吸系统 外部短路电流 诊断过程 图3－3变压器压力释放装置动作并喷油后的故障诊断过程 需要指出，当变压器压力释放装置动作并喷油后，进行油色谱分析，对于直接判断变压器是否存在内部故障非常重要。当变压器流过外部穿越性短路电流时，变压器绕组产生机械力，并发生振动，可能引起变压器油箱的压力变化并导致压力释放装置动作。

三、按照变压器各种故障的诊断方法和内容综述，如表3－6所示。

表3－6 变压器故障诊断的方法和内容综述

变压器故障 绝缘受潮 故 障 诊 断 的 方 法 和 内 容 绝缘电阻吸收比和极化指数，介损，油含水量、 含气量、击穿电压和体积电阻率，局部绝缘的介 损测试，铁心绝缘电阻和介损 诊断的关键点 绝缘的介损升高 铁心过热 油色谱（CO和CO2增长不明显），铁心外引接地 测试铁心外引接地电流，确处电流，空载试验，铁心绝缘电阻和介损 认是否多点接地；不能 排除铁心段间短路； 油色谱（总烃升高，早期乙炔比例较高，后期以 局部放电的超声波值 总烃为主），测试局部放电的超声波，排除电流回 与负载电流密切有关 路过热 磁屏蔽放电和过热 零序磁通引起油色谱（CO和CO2增长不明显），铁心外引接地 在排除铁心多点接地和 铁心夹件过热 处电流，空载试验，铁心绝缘电阻和介损 段间短路后，对于全星 形或带稳定绕组的全星 形变压器要注意 电流回路过热 油色谱（注意CO和CO2的增长是否明显），绕组 绕组直流电阻增大 直流电阻，低电压短路试验 无励磁分解开油色谱（CO和CO2增长不明显，有时乙炔比例较 局部放电的超声波值高 关放电和过热 高），绕组直流电阻，测试局部放电超声波 与分接开关的位置相关；

绕组直流电阻增大 绕组变形 绕组匝层间短路 局部放电 油色谱，低电压空载和短路试验，变比，频响试 验，绕组绝缘介损和电容量测试 油色谱，低电压空载和短路试验，变比，绕组直 流电阻试验 油色谱，绕组直流电阻，变比，低电压空载和短 路试验，油的全面试验，包括带电度、含气量和 含水量等，运行中局部放电超声波测量，现场局 部放电试验 绕组中性点油流静电电流，油色谱、带电度、介 损、含气量、体积电阻率和油中含铜量等测试， 额定电压下的局部放电（包括超声波测试） 油色谱，绕组直流电阻，变比，低电压空载和短 路试验 油色谱，绕组直流电阻，变比，低电压空载和短 路试验，电压不高的感应和外施电压下局部放电 试验，运行中局部放电超声波测量 油色谱，油中糠醛、介损、含气量和体积电阻率 测试，绕组绝缘电阻和介损 油色谱，油介损、含水量、击穿电压、含气量和 绕组短路阻抗或频响变 化 低电压空载和短路试验， 从高、中和电压侧的变比测试 先确认是否油流放电； 运行中局部放电超声 波数值是否与负载密切 有关；现场局部放电施加 电压不宜超过额定电压 油带电度等特性试验， 测绕组中性点静电电流 是否涉及固体绝缘 是否涉及固体绝缘；是 否与负载密切有关 油中糠醛 涉及固体绝缘多的介损 油流放电 电弧放电 悬浮放电 绝缘老化 绝缘油劣化

（区别受潮） 体积电阻率测试，绕组绝缘电阻和介损（绕组间 和对地分别测试），铁心对地绝缘电阻和介损 大，而涉及绝缘油多的 介损小，特别是铁心对 地介损小，可判断油劣 化 油和瓦斯气色谱正常， 仅氢气稍高 变压器中性点直流电流 变压器氢瓦斯频繁动作 油和瓦斯气色谱 变压器受到直变压器中性点直流电流，变压器噪声，振动 流偏磁引起油色谱分析异常 套管油位异常 油位计，红外热成像 套管电容芯故障 套管电容芯电容量和介损，红外热成像 红外热成像 套管电容芯电容量和介 损，红外热成像

第二节 变压器故障统计

对全国部分地区110、220、330和500kV电压等级变压器，在1995～2004年共10年期间的故障统计如表3－7所示。

表3－7 1995～2004年变压器故障台数统计

变 压 器 故 障 部 位 线 圈 主 绝 缘 或 引 线 分 接 开 关 套 管 其 他 变 压 器 故 障 台 数 统计的变压器在役台数 变压器故障台率（故障台数/在役台数） 变 压 器 电 压 等 级 （kV） 110 217 24 26 21 10 298 65386 0.46 ％ 220 115 11 13 9 5 153 23634 0.65 ％ 330～500 23 4 2 10 2 41 4182 0.98 ％ 合计 355 39 41 40 17 492 93202 0.53 ％ 对1995～2004年共10年期间的变压器故障原因统计如表3－8所示。

表3－8 1995～2004年变压器故障原因统计

故 障 原 因 变压器故障期间 1995 ～1999年 125 46 2000～2004年 74 59 合计 199 105 制

线圈抗短路强度不够 线圈绝缘或引线设计或工艺不良