电力变压器的状态诊断与状态检修.ppt

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1、电力变压器的状态诊断与状态检修目录一、变压器的构成及绝缘状态检测二、变压器的特性试验三、电力变压器的直流电阻试验四、电力变压器的短路和空载试验五、电力变压器故障综合分析判断方法六、变压器寿命管理的理念（4 4）按绕组材料分有：铜线变压器；铝线变压器。）按绕组材料分有：铜线变压器；铝线变压器。）按绕组材料分有：铜线变压器；铝线变压器。）按绕组材料分有：铜线变压器；铝线变压器。（5 5）按调压方式分有：无载调压变压器；有载调压变压器。）按调压方式分有：无载调压变压器；有载调压变压器。）按调压方式分有：无载调压变压器；有载调压变压器。）按调压方式分有：无载调压变压器；有载调压变压器。（6 6）按冷却

2、介质和冷却方式分有：）按冷却介质和冷却方式分有：）按冷却介质和冷却方式分有：）按冷却介质和冷却方式分有：a a）油浸式变压器。冷却方式一般为）油浸式变压器。冷却方式一般为）油浸式变压器。冷却方式一般为）油浸式变压器。冷却方式一般为油浸自冷（油浸自冷（油浸自冷（油浸自冷（ONANONAN）、）、）、）、油浸风冷（油浸风冷（油浸风冷（油浸风冷（ONAFONAF）、强迫风冷（）、强迫风冷（）、强迫风冷（）、强迫风冷（OFAFOFAF）、导向风冷强油）、导向风冷强油）、导向风冷强油）、导向风冷强油（ODAFODAF）、强油水冷（）、强油水冷（）、强油水冷（）、强油水冷（OFWFOFWF）等。等。等。等

3、。b b）干式变压器。绕组置于气体中（空气或六氟化硫气体），）干式变压器。绕组置于气体中（空气或六氟化硫气体），）干式变压器。绕组置于气体中（空气或六氟化硫气体），）干式变压器。绕组置于气体中（空气或六氟化硫气体），或是浇注环氧树脂绝缘。它们大多在部分配电网内用作配电或是浇注环氧树脂绝缘。它们大多在部分配电网内用作配电或是浇注环氧树脂绝缘。它们大多在部分配电网内用作配电或是浇注环氧树脂绝缘。它们大多在部分配电网内用作配电变压器。目前已可制造到变压器。目前已可制造到变压器。目前已可制造到变压器。目前已可制造到3535K KV V级，其应用前景很广。级，其应用前景很广。级，其应用前景很广。级，其应

4、用前景很广。油浸式电力变压器干式电力变压器一、变压器的构成及绝缘状态检测（二）变压器的工作原理（二）变压器的工作原理（二）变压器的工作原理（二）变压器的工作原理变压器是基于电磁感应原理而工作的变压器是基于电磁感应原理而工作的变压器是基于电磁感应原理而工作的变压器是基于电磁感应原理而工作的。变压器本体主要由绕组和。变压器本体主要由绕组和铁心组成。工作时，绕组是铁心组成。工作时，绕组是“电电”的通路，而铁心则是的通路，而铁心则是“磁磁”的通路，的通路，且起绕组骨架的作用。一且起绕组骨架的作用。一次侧输入电能后，因其交变故在铁心内产生了次侧输入电能后，因其交变故在铁心内产生了次侧输入电能后，因其交变

5、故在铁心内产生了次侧输入电能后，因其交变故在铁心内产生了交变的磁场（即由电能变成磁场）；由于匝链（穿透），二次绕组的磁交变的磁场（即由电能变成磁场）；由于匝链（穿透），二次绕组的磁交变的磁场（即由电能变成磁场）；由于匝链（穿透），二次绕组的磁交变的磁场（即由电能变成磁场）；由于匝链（穿透），二次绕组的磁力线在不断地交替变化，所以感应出二次电动势，当外电路沟通时，则力线在不断地交替变化，所以感应出二次电动势，当外电路沟通时，则力线在不断地交替变化，所以感应出二次电动势，当外电路沟通时，则力线在不断地交替变化，所以感应出二次电动势，当外电路沟通时，则产生了感生电流，向外输出电能产生了感生电流，向外

6、输出电能产生了感生电流，向外输出电能产生了感生电流，向外输出电能（即由磁场能又转变成电能）。这种（即由磁场能又转变成电能）。这种“电电磁磁电电”的转换过程是建立在电磁感应原理基础上而实现的，这的转换过程是建立在电磁感应原理基础上而实现的，这种能量转换过程也就是变压器的工作过程。种能量转换过程也就是变压器的工作过程。与电源相连的线圈，接收交与电源相连的线圈，接收交与电源相连的线圈，接收交与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组流电能，称为一次绕组流电能，称为一次绕组流电能，称为一次绕组 用用用用U1 U1 U1 U1，I1I1I1I1，E1E1E1E1，N1N1N1N1表示表示表示表示;与负

7、载相连的线圈，送出交与负载相连的线圈，送出交与负载相连的线圈，送出交与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组流电能，称为二次绕组流电能，称为二次绕组流电能，称为二次绕组 用用用用U2U2U2U2，I2I2I2I2，E2 E2 E2 E2，N2N2N2N2表示表示表示表示;同时交链一次，二次绕组的同时交链一次，二次绕组的同时交链一次，二次绕组的同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为磁通量的相量为磁通量的相量为磁通量的相量为 Fm,Fm,Fm,Fm,该磁该磁该磁该磁通量称为主磁通通量称为主磁通通量称为主磁通通量称为主磁通;变压器原理图若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按若一次、二次绕组的

8、电压、电动势的瞬时值均按若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有正弦规律变化，则有正弦规律变化，则有正弦规律变化，则有不计铁心损失，根据能量守恒原理可得不计铁心损失，根据能量守恒原理可得不计铁心损失，根据能量守恒原理可得不计铁心损失，根据能量守恒原理可得由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系：系：系：系：令令令令 K=NK=NK=NK=N1 1 1 1/N/N/N/N2 2 2 2，称为匝比（亦称电压比

9、），则称为匝比（亦称电压比），则称为匝比（亦称电压比），则称为匝比（亦称电压比），则变压器器身结构图绕组压钉铁心上夹件绕组压板绕组出线一、变压器的构成及绝缘状态检测变压器铭牌及技术参数变压器铭牌及技术参数（一）变压器的型号（一）变压器的型号（一）变压器的型号（一）变压器的型号 变压器的型号分两部分，前部分由汉语拼音字母组成，代表变压器的类别、结构特征变压器的型号分两部分，前部分由汉语拼音字母组成，代表变压器的类别、结构特征变压器的型号分两部分，前部分由汉语拼音字母组成，代表变压器的类别、结构特征变压器的型号分两部分，前部分由汉语拼音字母组成，代表变压器的类别、结构特征和用途，后一部分由数字组成

10、，表示产品的容量（和用途，后一部分由数字组成，表示产品的容量（和用途，后一部分由数字组成，表示产品的容量（和用途，后一部分由数字组成，表示产品的容量（KVAKVA）和高压绕组电压（）和高压绕组电压（）和高压绕组电压（）和高压绕组电压（KVKV）等级。）等级。）等级。）等级。汉语拼音字母含义如下：汉语拼音字母含义如下：汉语拼音字母含义如下：汉语拼音字母含义如下：第一位：绕组耦合方式：第一位：绕组耦合方式：第一位：绕组耦合方式：第一位：绕组耦合方式：OO自耦；自耦；自耦；自耦；FF非自耦（省略）；非自耦（省略）；非自耦（省略）；非自耦（省略）；第二位：相数：第二位：相数：第二位：相数：第二位：相数

11、：SS三相；三相；三相；三相；DD单相；单相；单相；单相；第三位：绕组外绝缘介质：变压器油（省略）；浇注式第三位：绕组外绝缘介质：变压器油（省略）；浇注式第三位：绕组外绝缘介质：变压器油（省略）；浇注式第三位：绕组外绝缘介质：变压器油（省略）；浇注式C C；空气（干式）；空气（干式）；空气（干式）；空气（干式）GG第四位：冷却装置种类：第四位：冷却装置种类：第四位：冷却装置种类：第四位：冷却装置种类：F F风冷；水冷风冷；水冷风冷；水冷风冷；水冷S S；自然循环（省略）；自然循环（省略）；自然循环（省略）；自然循环（省略）；第五位：油循环方式：自然循环（省略）；强迫油循环：第五位：油循环方式：

12、自然循环（省略）；强迫油循环：第五位：油循环方式：自然循环（省略）；强迫油循环：第五位：油循环方式：自然循环（省略）；强迫油循环：P P；第六位：绕组数：第六位：绕组数：第六位：绕组数：第六位：绕组数：SS三绕组；双绕组（省略）；三绕组；双绕组（省略）；三绕组；双绕组（省略）；三绕组；双绕组（省略）；第七位：调压方式，第七位：调压方式，第七位：调压方式，第七位：调压方式，ZZ有载调压；有载调压；有载调压；有载调压；WW无励磁调压（省略）；无励磁调压（省略）；无励磁调压（省略）；无励磁调压（省略）；第八位：线圈导线材料：铜（省略）；铝第八位：线圈导线材料：铜（省略）；铝第八位：线圈导线材料：铜（

13、省略）；铝第八位：线圈导线材料：铜（省略）；铝L L；铜箔；铜箔；铜箔；铜箔B B；铝箔；铝箔；铝箔；铝箔LBLB；第九位：铁芯材料：硅钢片（省略），非晶合金第九位：铁芯材料：硅钢片（省略），非晶合金第九位：铁芯材料：硅钢片（省略），非晶合金第九位：铁芯材料：硅钢片（省略），非晶合金H H；第十位：特殊用途或特殊结构：密封式第十位：特殊用途或特殊结构：密封式第十位：特殊用途或特殊结构：密封式第十位：特殊用途或特殊结构：密封式MM；低噪声；低噪声；低噪声；低噪声Z Z等；等；等；等；11第一节 电力变压器的绝缘性试验测量绕组绝缘电阻时，应依次测量各绕组对地和其他绕组间的绝缘电阻值。被测绕组各引线

14、端应短路，其余各非被测绕组都短路接地。将空闲绕组接地的方式可以测出被测部分对接地部分和不同电压部分间的绝缘状态，测量的顺序和具体部件见下表1 1、绝缘电阻、吸收比和极化指数测量、绝缘电阻、吸收比和极化指数测量二、变压器的特性试验12顺序顺序双绕组变压器双绕组变压器三绕组变压器三绕组变压器加压绕组接地部分加压绕组接地部分1高压低压、外壳高压中、低压、外壳2低压高压、外壳中压高、低压、外壳3低压高、中压、外壳变压器泄漏电流测量顺序和部位变压器泄漏电流测量顺序和部位第一节 电力变压器的绝缘性试验2 2、泄漏电流测量、泄漏电流测量测量泄漏电流比测量绝缘电阻有更高的灵敏度。运行检测经验表明，测量泄漏电流

15、能有效地发现用其他试验项目所不能发现的变压器局部缺陷。双绕组和三绕组变压器测量泄漏电流的顺序与部位如下表所示。测量泄漏电流时，绕组上所加的电压与绕组的额定电压有关。测量时，加压至试验电压，待1min后读取的电流值即为所测得的泄漏电流值，为了是读数准确，应将微安表接在高电位处。二、变压器的特性试验13测量变压器的介质损耗角正切值tan主要用来检查变压器整体受潮、釉质劣化、绕组上附着油泥及严重的局部缺陷等。测量变压器的介质损耗角正切值是将套管连同在一起测量的，但是为了提高测量的准确性和检出缺陷的灵敏度，必要时可进行分解试验，以判明缺陷所在位置。下表给出了规定tan测量值，测量结果要求与历年数值进行

16、比较，变化应不大于30%。变压器电压等级变压器电压等级330500kV66220kV35kV及以下及以下tan0.6%0.8%1.5%介质损耗角正切值规定介质损耗角正切值规定第一节 电力变压器的绝缘性试验3 3、介质损耗角正切测量、介质损耗角正切测量二、变压器的特性试验14高压线端：雷电全波1550kV(峰值)；雷电截波：1675kV(峰值)；中性点：雷电全波325kV(峰值)；雷电截波325kV(峰值)；低压线端：雷电全波125kV(峰值)；试验采用：负极性试验分接:分接范围为5%时开关置主分接，分接范围超过5%时开关应分别置最大、额定、最小三个位置试验全波波形：1.230%S/5020%S

17、；截波截断时间：2S6S；过零系数:0K030%试验顺序：一次降低电压的全波冲击，一次全电压的全波冲击，一次降低电压的截波冲击，两次全电压的截波冲击，两次全电压的全波冲击。试验标准：试验标准：GB1094.3-2003第一节 电力变压器的绝缘性试验4 4、雷电冲击试验雷电冲击试验二、变压器的特性试验15高压线端：1175kV(峰值)；试验电压极性：负极性分接开关位置：1 操作冲击波是由冲击电压发生器直接施加到变压的高压端子，中性点接地。冲击电压的波形,视在波前时间至少100S，超过90%的规定峰值时间至少为200S，从视在原点到第一个过零点的全部时间至少为500S,最好为1000S。试验应包括

18、一次60%全电压的操作冲击，三次连续的100%的全试验电压的冲击。试验标准：试验标准：GB094.3-2003第一节 电力变压器的绝缘性试验5 5 操作冲击试验操作冲击试验二、变压器的特性试验16交流耐压试验是鉴定绝缘强度最有效的方法，特别对考核主绝缘的局部缺陷。如绕组主绝缘受潮、开裂、绕组松动、绝缘表面污染等，具有决定性作用。变压器应在油及绝缘试验合格后才可进行。第一节 电力变压器的绝缘性试验6 6、交流耐压试验、交流耐压试验交流耐压试验对于10kV以下的电力变压器每1-5年进行一次；对于66kV及以下的电力变压器仅在大修后进行试验，如现场条件不具备，可只进行外施工频耐压试验；对于其他的电力

19、变压器只在更换绕组后或必要时才进行交流耐压试验。二、变压器的特性试验17变压器绕组直流电阻正常情况下35年检测一次。但有如下情况必须检测：第三节 电力变压器的直流电阻试验1 1、试验周期、试验周期对无励磁调压变压器变换分接位置后必须进行检测(对使用的分接锁定后检测)有载调压变压器在分接开关检修后必须对所有分接进行检测。变压器大修后必须进行检测。必要时进行检测。如变压器经出口短路后必须进行检测。三、电力变压器的直流电阻试验181)变压器容量在16MVA及以上，相间互差不大于2%（警示值）,同相初值差不超过2%（警示值），（绕组直流电阻相互间差别不应大于2；无中性点引出的绕组线间差别不应大于三相平

20、均值的1）。2 2、试验要求、试验要求2)容量在1.6MVA以下，相间差别一般不大于三相平均值的4%；线间差别一般不大于三相平均值的2%3)与以前相同部位测得值比较其变化不应大于2%；如直流电阻相间差在变压器出厂时超过规定，制造厂已说明了这种偏差的原因，也以变化不大于2%考核。4)不同温度下的电阻值应换算到同一温度下进行比较，并按下式换算:式中：R1、R2分别为温度t1、t2时的电阻值；T常数，其中铜导线为235，铝导线为225三、电力变压器的直流电阻试验19变压器的损耗是变压器的重要性能参数，一方面表示变压器在运行过程中的效率，另一方面表明变压器在设计制造的性能是否满足要求。变压器空载损耗和

21、空载电流测量、负载损耗和短路阻抗测量都是变压器的例行试验。第四节 电力变压器的短路和空载试验1 1、变压器空载试验和负载试验的目的和意义、变压器空载试验和负载试验的目的和意义四、电力变压器的短路和空载试验20对于单相变压器，可采用图512所示的接线进行空载试验。对于三相变压器，可采用图513和图514所示的两瓦特表法进行空载试验。第四节 电力变压器的短路和空载试验2 2、变压器空载和负载试验的接线和试验方法、变压器空载和负载试验的接线和试验方法空载试验时，在变压器的一侧（可根据试验条件而定）施加额定电压，其余各绕组开路。四、电力变压器的短路和空载试验21短路试验时，在变压器的一侧施加工频交流电

22、压，调整施加电压，使线圈中的电流等于额定值；有时由于现场条件的限制，也可以在较低电流下进行试验，但不应低于额定电流的50%。第四节 电力变压器的短路和空载试验四、电力变压器的短路和空载试验（一）、故障判断的步骤：n判断变压器是否存在故障，是隐性故障还是显形故障。n判断属于什么性质的故障，是放电性的还是过热性故障，是固体绝缘还是油性绝缘。n判断故障的状况，如热点温度，故障功率、严重程度、发展趋势以及油中气体的饱和程度和达到饱和而导致继电器动作所需的时间等。n提出相应的应对措施，如能否继续运行，继续运行期间的安全技术措施和监视手段或是否需要内部检查修理等。n制定防范措施。五、电力变压器故障综合分析

23、判断方法（二）、变压器有无异常的判断n色谱分析是最有效的手段。要注意总烃、乙炔、氢气等特征气体含量的变化，是否超出注意值，产气速率，进行多次比较；n了解设备结构、安装运行和检修情况，了解气体真实来源。如是否带油焊接、是否补油、有载开关油室是否渗漏、是否使用活性金属材料而促进油的分解（奥氏体不锈钢）；n注意油中CO和CO2含量和比值，固体绝缘会产生较多的CO和CO2，同时CO和CO2含量也与变压器运行年限、结构、运行负载和油温有关，一般认为CO2/CO比值小于7属于正常值；n是否由外部的其他因素引起。如油泵电火花、系统原因等。五、电力变压器故障综合分析判断方法（三）、故障严重性判断判断故障的严重

24、程度，除了根据分析结果的绝对值外，必须根据产气速率来考虑故障的发展趋势。当用产气速率来考察设备的故障程度时，必须在考察期间变压器不要停运而且尽量保持负荷的稳定性。五、电力变压器故障综合分析判断方法（四）、故障类型的判断n色谱分析；针对特征气体含量分析n三比值查表分析n注意设备结构和运行工况n辅助以电气试验项目分析n结合保护动作情况分析n结合故障的外部特征分析n是否家族性缺陷五、电力变压器故障综合分析判断方法（五）、过热故障的分析检测项目n铁心引起过热色谱分析，CO和CO2增长不明显铁心外引接地处的电流，可能较大（多点接地）空载损耗变大铁心绝缘电阻小，介损值大n电流回路过热色谱分析，CO和CO2

25、增长绕组直流电阻，一般要增大低电压短路试验五、电力变压器故障综合分析判断方法（六）、放电性故障的检测n局部放电色谱分析，H2和乙炔增长快，注意排除是分接开关油室渗漏绕组直流电阻测量变压比空载和短路试验油全面分析现场局部放电试验注意区分是否油流带电，现场局部放电试验电压不宜超过额定电压五、电力变压器故障综合分析判断方法六、变压器寿命管理的理念六、变压器寿命管理的理念六、变压器寿命管理的理念六、变压器寿命管理的理念 安全裕度临界线击穿损坏击穿损坏正常运行正常运行缺陷缺陷故障故障生命延续生命延续补救性维修变压器生命周期中的各种状态六、变压器寿命管理的理念六、变压器寿命管理的理念变压器的寿命管理（变压器的寿命管理（TLM）就是通过了解变压器的）就是通过了解变压器的老化机理，合理地使用变压器，并通过适当的检测老化机理，合理地使用变压器，并通过适当的检测手段，对变压器的状态进行检测，有针对性地进行手段，对变压器的状态进行检测，有针对性地进行维护，达到以最经济的方式来延长变压器的使用寿维护，达到以最经济的方式来延长变压器的使用寿命，降低变压器的使用成本的目的。命，降低变压器的使用成本的目的。谢谢大家!