电力变压器原理及故障分析.docVIP

变压器在电力系统中是一种能量的转化的设备，是为了使发电厂生产的电力升压能够远距离进行传输，而在工厂及居民生活区利用它进行降压而将电力送至千家万户。它在电压的转变以及电流的输送过程中有着不可取代的地位，是电力系统中的最核心。如果变压器发生故障，将会导致电力的供应发生中断，甚至会因故障引发火灾等一系列不安全事故，将会对社会生活以及经济的发展造成巨大的损失。所以，加强变压器的运行监视及故障分析，成为一种必要，它能为电力系统提供一个安全的、稳定的、高效的运作环境，确保生产的井然有序。 　　一、变压器的工作原理 变压器是利用电磁感应原理来进行能量转换的，其结构的主要部分是两个或两个以上互相绝缘的绕组，套在一个共同的铁芯上两个绕组之间通过磁场耦合，但在电的方面没有直接联系，能量的转换以磁场做媒介。在两个绕组中，把接到电源的一个称为一次绕组，简称原边，而把接到负载的一个称为二次绕组，简称为副边。当原边接到交流电源时，在外加电压作用下，一次绕组中通过交流电流，并在铁芯中产生交变磁通，其频率和外加电压频率一致，这个交变磁通同时交链这一次、二次绕组，根据电磁感应定律交变磁通在原、副绕组中感应出相同频率的电势，副方有了电势便向负载输出电能，实现了能量转换。利用一次、二次绕组匝数的不同及不同的绕组连接法，可使变压器原边、副边有不同的电压、电流及相数 变压器按相数分三相变压器和单相变压器、按绕组数目分两绕组和三绕组变压器、按冷却介质来分，变压器可分为油式变压器、干式变压器、水冷变压器。干式变压器多用在低电压、小容量场所，而电压较高、容量较大的多用油式变压器。在发电厂中，主变、厂高变选择油式变压器，而厂用变压器选择干式变压器 二 变压器的故障、异常工作状态及保护方式 变压器的故障分为内部和外部两种故障。内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障，主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路，单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。其故障主要靠瓦斯和差动保护动作切除变压器；外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地故障，引出线之间发生的相间故障等，一般情况下由差动保护动作切除变压器。 变压器的异常工作状态有：由于外部短路或过负荷引起的过电流、油箱漏油造成的油面降低、变压器中性点接地不良引起的电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等 1瓦斯保护 　　瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护，其中轻瓦斯作用于信号，而重瓦斯则作用于跳闸。瓦斯保护的动作灵敏可靠，因此能有效监视变压器内部大部分故障。一般来讲，引起瓦斯保护动作有下面几种原因： 　　（1）在变压器进行加油或滤油时，带入变压器内部的空气没有及时排出，随着变压器的运行油温逐渐升高，油中空气逐渐排出，气流通过瓦斯继电器，从而引发轻瓦斯保护动作。 　　（2）变压器内部绕组之间发生了相间、匝间短路，产生的故障电流使变压器油汽化，大量的气体通过瓦斯继电器，重瓦斯保护动作跳开变压器高低压侧开关。当重瓦斯保护信号动作时，如果检查中并没有发现任何异常状况，就要立刻收集瓦斯继电器中产生的气体，并经过分析试验。假如无色无味且气体不燃烧，则可认为是因为空气侵入了变压器内部，如果是这种情况，那么变压器就是正常的，只要将瓦斯继电器中浸入的气体放出，方可投入变压器，变压器投入后瓦斯继电器改投信号，运行24小时后如无瓦斯信号动作，可放气一次将瓦斯保护投跳闸。如果是可燃性气体，则可表明变压器是发生了内部故障，这时就要立刻切断变压器的电源，并进行绝缘测量，找出产生事故的原因，及时通知检修处理。 （3）变压器内部有严重故障发生而发生瓦斯保护动作。 　　（4）变压器保护装置中的二次回路发生了故障而引发瓦斯保护动作。 　　（5）新近安装投入使用或者大修后运行的变压器，有可能会因为变压器油中的空气产生过快分离而形成保护动作以及跳闸。 （6）变压器内部的油位下降速度过快而引起瓦斯的保护动作。在变压器发生瓦斯保护动作或者跳闸后，应立即停止变压器的运行，并对变压器做出外部检查。检查变压器中油位是否正常、防爆门是否完整、绝缘油是否有喷溅现象、外壳是否鼓起、变压器外壳破裂等。然后还要对变压器内部的气体进行收集并做出分析，然后进行变压器内部故障性质鉴定，在确认变压器正常后，才能再次投入使用 2变压器差动保 变压器差动保护主要保护变压器内部各绕组相间、匝间以及变压器外部引出线间相间、匝间故障。其原因主要有： （1）变压器在制造和后期进行检修时，造成了绝缘局部损坏，留下了后遗症。 　　（2）变压器在运行中因散热不良或长期过载，温度长期过高，使绝缘产生老化。 　　（3）变压器的制造工艺不良，压制不紧，机械强度无法承受短路冲击，让绕组变形，绝缘损坏