電子束爐變壓器故障現(xiàn)象及分析

變壓器的故障一般分為電路故障和磁路故障。常見(jiàn)的電路故障有線(xiàn)圈絕緣老化、受潮，材料質(zhì)量及制造工藝不良，二次系統(tǒng)短路引起的故障等。磁路故障常見(jiàn)的有硅鋼片短路、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。

1 三相電流不平衡

當(dāng)變壓器二次繞組開(kāi)路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時(shí)，一次繞組中的電流稱(chēng)空載電流I0。通常I0與額定電流IN的關(guān)系可表示為：

i0%=（I0 /IN）*100=1－3%

該變壓器的額定電流為577A，空載電流I0應(yīng)在5.77A到17.3 A之間，而實(shí)測(cè)的一次繞組三相空載電流IA=160.8A，IB=55.8A，IC=5.7A。三相電流極大的不平衡，初步推斷為變壓器繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，產(chǎn)生很大的短路電流。

2 變壓器油溫不斷升高

油溫不斷升高可能由以下幾個(gè)方面引起：

（1）渦流使鐵芯長(zhǎng)期過(guò)熱而引起硅鋼片間的絕緣破壞，鐵損增大，油溫升高；

（2）穿芯螺絲絕緣破壞后，與硅鋼片短接，有很大的電流通過(guò)，使螺絲發(fā)熱，油溫升高；

（3）繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，二次線(xiàn)路上有大電阻短路等，也會(huì)使油溫升高。

3 瓦斯繼電保護(hù)動(dòng)作

瓦斯保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)，它能監(jiān)視變壓器內(nèi)部發(fā)生的大部分故障。繼電保護(hù)動(dòng)作的原因有以下幾個(gè)方面：

（1）濾油、加油和冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密，致使空氣進(jìn)入變壓器；

（2）變壓器內(nèi)部故障、短路，產(chǎn)生少量的氣體；

（3）保護(hù)裝置二次回路故障。

外部檢查未發(fā)現(xiàn)變壓器有異?，F(xiàn)象，應(yīng)查明瓦斯繼電器中氣體的性質(zhì)。從表1瓦斯氣體中氫、一氧化碳、甲烷等可燃?xì)怏w含量劇增，說(shuō)明變壓器內(nèi)部有故障。氣體顏色為灰色和黑色，有焦油味，則說(shuō)明油因過(guò)熱分解或油內(nèi)層發(fā)生過(guò)閃絡(luò)故障。

上述分析對(duì)變壓器內(nèi)的潛伏性故障還不能作出正確的判斷，還需要結(jié)合氣相色譜法判斷：

從表1中可以看出氫、烴類(lèi)含量急劇增加，而一氧化碳，二氧化碳含量增加也不大，這就表明了變壓器裸金屬方面及固體絕緣物（木質(zhì)、紙、紙板）的過(guò)熱性故障不存在；甲烷，乙烷，乙烯氣體有所增加，而乙炔含量很高，這表明變壓器內(nèi)出現(xiàn)過(guò)電弧放電，使油分解而產(chǎn)生乙烷、乙烯和乙炔，可能為繞組匝間和層間短路放電性故障導(dǎo)致。為更加明確故障點(diǎn)，需要對(duì)變壓器進(jìn)行吊芯檢查。

1 變壓器的外部檢查

（1）檢查油枕內(nèi)和充油套管內(nèi)油面的高度，發(fā)現(xiàn)油位正常，封閉處無(wú)滲漏油現(xiàn)象；

（2）檢查變壓器的響聲，發(fā)現(xiàn)噪音稍大，但未有異常聲音出現(xiàn)；

（3）檢查變壓器的絕緣套管及瓷瓶，未發(fā)現(xiàn)有破損裂紋及放電燒傷痕跡；

（4）檢查一、二次母線(xiàn)，接頭接觸良好，不過(guò)熱，外殼接地良好；

（5）檢查呼吸器，氣路暢通，硅膠的顏色為淡紅色，吸潮未達(dá)到飽和。

2 變壓器負(fù)荷檢查

（1）用鉗形電流表測(cè)量變壓器空載時(shí)一次繞組的三相空載電流，A相：IA=160.8A；B相:IB=55.8A；C相:IC=5.7A。

（2）故障發(fā)生時(shí)，用紅外線(xiàn)測(cè)溫儀測(cè)量變壓器外殼不同區(qū)域的溫度，溫度為55℃左右，一分鐘溫升超過(guò)5℃。

3 氣相色譜分析檢查

采集變壓器本體油、瓦斯油、瓦斯氣進(jìn)行氣相色譜分析檢查，結(jié)果見(jiàn)表1。

本體油 瓦斯油 瓦斯氣

氫 1109 1710 373350

氧 21165 21190 21345

一氧化碳 210 165 28235

二氧化碳 530 1145 8570

甲烷 309.5 3284.5 12659

乙烷 38.5 947.5 6592

乙烯 535.5 11309.5 14516

乙炔 380.3 39860.0 20725.0

總烴 1264.0 19528.0 54492.0

表1 油樣氣相色譜分析表

拆開(kāi)變壓器，用20噸吊車(chē)吊出變壓器芯部作如下檢查：

（1）用萬(wàn)用表依次測(cè)量一、二次繞組每個(gè)線(xiàn)圈對(duì)地的絕緣情況，發(fā)現(xiàn)一次繞組U、V相線(xiàn)圈與地及鐵芯接通，其他線(xiàn)圈絕緣良好。

（2）用萬(wàn)用表測(cè)量硅鋼片間、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣良好，鐵芯接地良好。

（3）檢查保護(hù)裝置二次回路，將保護(hù)開(kāi)關(guān)、保護(hù)線(xiàn)路及整流阻容作檢查，全部良好。

通過(guò)檢查與分析，斷定變壓器故障為一次繞組U、V相線(xiàn)圈絕緣層損懷，匝間短路放電、油過(guò)熱分解使瓦斯繼電保護(hù)動(dòng)作，斷開(kāi)變壓器主回路電源。聯(lián)系變壓器生產(chǎn)廠(chǎng)家德國(guó)MUNK公司，定購(gòu)兩組線(xiàn)圈，各種費(fèi)用總計(jì)25萬(wàn)元人民幣。更換兩組線(xiàn)圈后，由國(guó)內(nèi)變壓器生產(chǎn)廠(chǎng)家對(duì)油進(jìn)行過(guò)濾、干燥處理，對(duì)變壓器芯部作24小時(shí)的烘干處理。安裝調(diào)試后，變壓器恢復(fù)正常工作。