變壓器故障的種類多種多樣,按故障發(fā)生的部位可分為外部故障和內(nèi)部故障;按故障發(fā)生的過程可分為突發(fā)性故障和長年累月逐步擴展而形成的故障,這些故障可能相互影響、轉(zhuǎn)化,使故障更趨嚴重.

變壓器故障分析和診斷的方法很多,主要有直觀檢查方法、電氣預防性試驗方法、油中溶解氣體分析法(DGOA)、專家系統(tǒng)(TFDES)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法(TFDANN)、智能型系統(tǒng)法(TFDAI)幾種.

1、直觀檢查方法

(1)溫度過高或聲音異常

其原因可能是過負荷運行、環(huán)境溫度超過40℃、冷卻系統(tǒng)故障、漏油引起油量不足等.

(2)振動、響聲異常及有放電聲

其原因可能是電壓過高或頻率波動,緊固件松動,鐵芯緊固不良,分接開關(guān)動作機構(gòu)異常,偏磁現(xiàn)象等,外部接地不良或未接地的金屬部分出現(xiàn)靜放電,瓷件、套管表面粘附污穢引起局部火花、電暈等.

(3)氣味異常或干燥劑變色

其原因可能是套管接線端子不良或接觸面氧化使觸頭過熱產(chǎn)生異味和變色,漏磁通、渦流使油箱局部過熱,風扇、潛油泵過熱燒毀產(chǎn)生的異味,過負荷造成溫升過高,外部電暈、閃絡(luò)產(chǎn)生的臭氧味,干燥劑受潮變色等等.

(4)油位計指示大大低于正常位置

其原因可能是閥門、密封圈部位焊接不好或密封不良漏油,油位計損壞漏油,以及內(nèi)部故障引起噴油

(5)瓦斯繼電器的氣室內(nèi)有氣體或瓦斯動作

其原因可能是內(nèi)部局部放電,鐵芯不正常,導電部分過熱.

(6)防爆裝置的防爆膜破裂、外傷及有放電痕跡

其原因可能如瓦斯、差動等繼電器動作,一般為內(nèi)部故障.

(7)瓷件、瓷套管表面出現(xiàn)龜裂、外傷和放電痕跡

其原因可能是過電壓或機械力引起.幾乎所有的故障一開始都是經(jīng)直觀檢查發(fā)現(xiàn)的,它是發(fā)現(xiàn)故障的開始和必經(jīng)的步驟.但要進一步分析原因,必須利用有效的檢測手段來診斷.

2、電氣預防性試驗方法

試驗項目次序基本上是按照項目的重要性排列的.在總共32個試驗項目中,有些是在變壓器解體后才能進行的,有些是與其它項目同時進行或附帶進行的,有些是變壓器投運前或投運后的例行檢查、試驗項目,有些項目在特殊情況下進行,而交流耐壓試驗是一種破壞性試驗,對試驗設(shè)備的要求很高,現(xiàn)場條件一般很難滿足,所以是變壓器絕緣水平的一種考核項目.

有資料表明,同一電壓等級、同樣容量、同一規(guī)格的變壓器,其絕緣電阻值有時會相差比較大,這并不能說明這些變壓器絕緣水平有差距,而往往是因為變壓器絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計、絕緣材料選用的不同所致.但是,對于鐵芯、夾件、穿心螺栓等部件,測量絕緣電阻往往能反映故障、說明問題.

這主要是因為這些部件的絕緣結(jié)構(gòu)比較簡單、絕緣介質(zhì)單一,正常情況下基本上不承受電壓,絕緣更多的是起"隔爆"作用,而不象繞組絕緣要承受高電壓.

實踐表明,對于電容性設(shè)備,如電容型套管、電容式電壓互感器、耦合器電容器等,測量tanδ和電容量Cx(實際上是根據(jù)Cx的變化量ΔCx進行判斷)仍然是故障診斷的有效手段.不僅如此,tanδ和電容量Cx已經(jīng)從離線測量發(fā)展到了在線監(jiān)測階段.

絕緣油試驗、油中含水量、油中含氣量以及油中糠醛含量測量都屬于油試驗或油化驗的范疇.而作為一種故障診斷方法,油試驗似乎沒有得到應(yīng)有的重視.造成這種狀況的原因之一在現(xiàn)場,在實際工作中,有時會發(fā)生這樣的事情:對同一臺設(shè)備取油樣,高壓試驗班的結(jié)果與油化驗班的結(jié)果有較大出入.

實例:

對110kV少油斷路器做泄漏電流,試驗時發(fā)現(xiàn):泄漏電流值超標,初步判斷絕緣拉桿受潮.而這時,油化驗的結(jié)果也顯示,油中含水量超標.后的檢查結(jié)果是,斷路器頂部將軍帽有砂眼,下雨時進水.油化驗的結(jié)果有一定分散性,這種分散性來源于取樣、送檢、化驗全過程.其實,油中溶解氣體分析也有類似的問題,例如分析CO2的含量時,要防止油中特征氣體的逸出、回溶、外界氣體的侵入.因為空氣中本來就含有約0.3%的CO2.

總的說來,油化驗在變壓器故障診斷中還是有較大價值的.比如:糠醛含量的大小能夠反映絕緣的老化程度;絕緣油的耐壓試驗能說明油質(zhì)的好壞等等.

局部放電測量和繞組變形檢測

導致繞組變形的原因主要有:

(1)繞組絕緣和機械結(jié)構(gòu)強度先天不足,繞制工藝粗糙,承受正常容許的短路電流沖擊能力差;

(2)變壓器出口短路,出口短路形成的巨大的短路沖擊電流chan生的電動力使繞組扭曲、變形.變壓器繞組變形檢測正成為一個研究熱點,同時也是一項必須突破的故障診斷技術(shù).根據(jù)資料介紹,可以采用頻譜法等來檢測變壓器繞組變形,但目前還沒有形成相應(yīng)的判斷標準和規(guī)范.

在現(xiàn)有的條件下,對變壓器繞組嚴重變形故障的診斷可以通過變壓器空載試驗、短路試驗及阻抗測量實現(xiàn).當繞組發(fā)生變形時,變壓器內(nèi)部的磁路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,空載電流及損耗、短路損耗及阻抗會發(fā)生一定的變化,通過橫向相間比較、縱向歷史數(shù)據(jù)比較,有可能判斷.