如何解决变压器铁芯故障?

变压器的绕组和铁芯是传递和转换电磁能量的主要部件,保证其运行是人们关注的问题。统计显示,铁芯问题引起的故障占变压器总事故的第三位。制造部门已经重视变压器铁芯的缺陷,并对铁芯金属软管不锈钢软管的接地进行了监控,接地进行技术改进。

引文作者:上海盖能电气市场部(专注干式变压器30年)

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变压器 


运营部门还将铁芯故障的检测和发现提到了相当高的水平。然而,变压器铁芯故障仍然频繁发生,主要是由于铁芯多点接地和铁芯接地不良。接下来介绍故障的判断和处理方法。

1铁芯正常时需要一点接地的原因

变压器正常运行时,带电绕组和油箱之间存在电场,铁芯和其他金属部件在电场中。由于电容分布不均匀,场强不同,如果铁芯的金属软管不锈钢软管不能接地,会产生充放电现象,破坏固体绝缘和油的绝缘强度,所以铁芯必须接地一点。

铁芯由硅钢片和金属软管不锈钢软管组成。为了减少涡流,片间有一定的绝缘电阻(一般只有几欧姆到几十欧姆)。由于片间电容极大,在交变电场中可以视为通路,所以整个铁芯叠片的电位可以通过一点接地在铁芯中钳制在地电位。

如果铁芯或其金属构件有两点以上(多点)接地,则接地点之间会产生闭合回路,其键链部分磁通,感应电动势,形成环路,产生局部过热,甚至烧毁铁芯。

变压器铁芯只有一点接地,就是正常接地。也就是说,铁芯的金属软管不锈钢软管必须接地,必须接地。

铁芯故障主要由两个原因引起,一是施工工艺不良导致短路,二是金属软管不锈钢软管附件和外部因素导致多点接地。

2铁芯多点接地类型

(1)变压器安装完成后,油箱顶盖上运输的定位销未翻转或去除,形成金属软管不锈钢软管多点接地。

(2)由于铁芯夹件肢板离芯柱太近,铁芯叠片因某种原因翘起,触及夹件肢板,形成金属软管不锈钢软管多点接地。

(3)铁轭螺杆衬套过长,与铁轭叠片碰撞,形成新的接地点。

(4)铁芯下夹件垫脚与铁轭之间的绝缘纸板脱落或损坏,使垫脚铁轭处的叠片接地。

(5)具有潜油泵装置的大中型变压器,由于潜油泵轴承磨损,金属粉末进入油箱,沉积在油箱底部,在电磁力的作用下形成桥梁,下铁轭与垫脚或箱底连接,形成金属软管不锈钢软管多点接地。

(6)油浸变压器油箱盖上的温度计座套过长,与上夹件或铁轭、旁柱边缘接触,形成新的接地点。

(7)金属异物落入油浸变压器油箱,使铁芯叠片与箱体连接,形成接地。

(8)下夹件阶梯之间的木垫块受潮或表面不干净,附着较多的油泥,使其绝缘电阻值降至零,形成多点接地。

3.多点接地异常现象

(1)铁芯产生涡流,铁损增加,铁芯金属软管不锈钢软管局部过热。

(2)多点接地严重时,长时间未处理,变压器连续运行会导致油和绕组过热,使油纸绝缘逐渐老化,导致铁芯叠片两个绝缘层老化脱落,导致更大的铁芯过热,铁芯烧毁。

(3)长时间多点接地,使油浸变压器油变质,产生可燃气体,使气体继电器动作。

(4)铁芯过热导致木质垫块和夹件碳化。

(5)严重的多点接地会烧坏接地线,使变压器失去正常的一点接地,后果不堪设想。

(6)多点接地也会导致放电。

4.检测多点接地故障

铁芯多点接地故障的判断方法通常从两个方面进行:

(1)进行气相色谱分析。在色谱分析中,如果气体中甲烷和烯烃的含量较高,而一氧化碳和二氧化碳的含量与过去相比变化不大,或者含量正常,则表明铁芯过热,可能是多点接地造成的。

乙炔气体出现在色谱分析中,说明铁芯已经间歇多点接地。

(2)测量接地线是否有电流。在变压器铁芯外引接地套管的接地引线上,用钳形表测量引线上是否有电流。变压器铁芯正常接地时,由于没有电流回路,接地线上的电流很小,为毫安级(一般小于0.3A)。当有多点接地时,铁芯主磁通周围相当于有短路匝,匝内流过环流,其值取决于故障点与正常接地点的相对位置。

5.排除多点接地故障

(1)变压器停机时的临时排除方法:

有外引接地线,如果故障电流较大,可以暂时打开地线运行.但是必须加强监控,防止故障点消失后铁芯出现悬浮电位。

如果多点接地故障不稳定,可以将滑线电阻串入工作接地线,使电流限制在1A以下。滑线电阻的选择是将正常工作接地线打开测得的电压除以地线上的电流。

用色谱分析监测故障点的产气率。

通过测量找到确切的故障点后,如果无法处理,铁芯的正常工作接地片可以移动到故障点的同一位置,大大减少环流。

(2)彻底的维护措施。监测发现变压器有多点接地故障后,可停止的变压器应及时停止,退出后应彻底消除多点接地故障。排除此类故障的方法应根据多点接地的类型和原因采取相应的维护措施。但在某些情况下,停电吊芯后找不到故障点。为了准确找到接地点,现场可以采用以下方法。

①DC法。打开铁芯金属软管不锈钢软管与夹件的连接片,将6VDC引入轭两侧的硅钢片,然后用DC电压表依次测量各级硅钢片之间的电压。当电压等于零或表指示反向时,可以认为是故障接地。

沟通方式。将变压器低压绕组连接到交流电压220~380V,此时铁芯中的金属软管不锈钢软管有磁通。如果有多点接地故障,用毫安表测量电流(铁芯和夹件的连接器应打开)。用毫安表沿着铁轭的各个级别逐点测量。当毫安表中的电流为零时,这是故障点。