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网络教育学院专科生毕业大作业题目：电力变压器状态监测与故障诊断学习中心：辽宁东港奥鹏层次：高中起点专科专业：电气工程及其自动化年级：2010年春季学号：学生：指导教师：唐瑶完成日期：2012年2月2日电力变压器状态监测与故障诊断I内容摘要电力变压器指的是电力系统一次回路中供输、配、供电用的变压器。本文简要介绍了电力变压器的分类和结构组成，并说明了电力变压器的常见故障类型及检测与诊断方法。针对电力变压器的常见缺陷和故障，分析了这些故障对变压器的危害，并对消除故障的方法进行了归纳总结，此外还分析了变压器常用的监测技术，具有一定的实用价值。关键词：变压器；故障检测；故障诊断电力变压器状态监测与故障诊断II目录内容摘要...........................................................................................................................I引言..........................................................................................................................11电力变压器简要介绍................................................................................................21.1电力变压器的分类.........................................................................................21.2电力变压器的主体结构.................................................................................21.2.1油浸电力变压器..................................................................................21.2.2干式变压器..........................................................................................32电力变压器常见的故障类型及故障产生原因........................................................42.1磁路中的故障原因.........................................................................................42.2绕组中的故障原因.........................................................................................42.3绝缘中的故障原因.........................................................................................52.4结构件中发生的故障原因.............................................................................63电力变压器的故障检测诊断方法............................................................................73.1油浸变压器的外观检查.................................................................................73.2机械类检测装置.............................................................................................73.3电气类检测装置.............................................................................................83.4利用仪器仪表检测诊断故障.........................................................................83.5变压器油中的气体类别.................................................................................84变压器在线监测技术................................................................................................95结论..........................................................................................................................10参考文献：....................................................................................................................11电力变压器状态监测与故障诊断1引言电力变压器指的是电力系统一次回路中供输、配、供电用的变压器。在供电系统中变压器是非常重要的电气设备。在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏，还会中断电力供应，给社会造成巨大的经济损失。而在实际运行中对于电力变压器的运行状态监测和故障诊断具有着非同一般的实际意义。电力变压器状态监测与故障诊断21电力变压器简要介绍1.1电力变压器的分类按作用分，有升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器等。按结构分，有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器等。按相数分，有单相变压器，三相变压器。按冷却方式分，有油浸自冷变压器，干式空气自冷变压器、干式浇铸绝缘变压器、油浸风冷变压器、油浸水冷变压器、强迫油循环风冷变压器、强迫油循环水冷变压器等。按绕组使用材料分，有铜线变压器、铝线变压器1.2电力变压器的主体结构1.2.1油浸电力变压器变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置和出线装置组成。器身包括铁心、绕组（绕圈）、绝缘、引线和分接开关；油箱包括油箱本体和油箱附件（放油阀、接地螺钉、小车、铭牌等）；冷却装置包括散热器和冷却器；保护装置包括储油柜、油标、安全气道、吸湿器、测温元件和气体继电器；出线装置包括高、低压套管。变压器的铁芯是由铁芯柱和铁軛组成的闭合磁路，用厚度0.35~0.5mm的硅钢电力变压器状态监测与故障诊断3片叠压或卷绕而成。硅钢具有良好的导磁性能，是最常用的导磁材料。薄片本身就能减小涡流损失，加之硅钢片间经过绝缘处理，更能减少涡流损耗。硅钢是软磁材料，磁滞回线很瘦，磁滞损耗小；硅钢的电阻率较高，有利于限制涡流，减小涡流损耗。变压器绕组套装在铁芯（柱）上。绕组是变压器的电路部分，用绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制而成。单绕组变压器（常称作自耦变压器）只有一组绕组，而且一次绕组与二次绕组有一部分是公用：一组一次绕组和一组二次绕组；三绕组变压器由三组绕组：即一组一次绕组和两组二次绕组。小容量变压器的低压绕组和高压绕组都绕制成圆筒状，低压绕组在内，高压绕组在外，称为同心式绕组。大容量变压器的低压绕组和高压绕组都绕制成盘状，低压绕组与高压绕组交替套装在铁芯上，上下端部安放低压绕组。这种绕组称为交叠式绕组。绕组与绕组之间、绕组与铁芯之间都有良好的绝缘，并留有一定形式的槽道，以便于散热和循环冷却。油浸电力变压器的铁芯和绕组都浸没在绝缘油里。变压器的油兼有散热、绝缘、防止内部元件和材料老化以及内部发生故障时熄灭电弧的作用。容量稍大的变压器，油箱外焊有散热管，油经过油箱的散热管循环流动，把绕组和铁芯发出的热量散发到空气中去。大型变压器还可采用家装风扇、强迫油循环以及水内冷等冷却方式。1.2.2干式变压器干式变压器的铁芯和绕组的冷却介质为空气。为了便于制造和维护，小容量、低电压的特种变压器，也有做成干式的。一般用于安全防火要求较高的场合。开启式干式变压器。这干式变压器是常用的形式，其器身与大气直接接触，适用于比较干燥而洁净的室内环境（环境温度20℃时，相对湿度不超过85%），一般有空气自冷和风冷两种冷却方式。封闭式干式变压器。其器身处于封闭的外壳内，与外部大气不直接接触。可用于较为恶劣的环境中。由于密封、散热条件差。主要用于矿用的隔爆型变压器。封闭式也可充以2~3个大气压下的六氟化硫气体，并加以强迫循环，则变压器的绝缘和散热能力均可和油浸式相比拟，适用于高电压等级的产品。不过，这种干式变压器已变为气体绝缘变压器了。浇注式干式变压器。用环氧树脂或其他树脂浇注作为主绝缘，结构简单、体积小，适用于较小容量的产品。电力变压器状态监测与故障诊断42电力变压器常见的故障类型及故障产生原因电力变压器是静止的电气设备，是供配电系统中实现电能输送、电压变换，满足不同电压等级负荷要求的核心器件，工厂里使用最多的是三相油浸式电力变压器和环氧树脂浇注式干式变压器。工厂变电所中的电力变压器属于直接向用电设备供电的配电变压器，其绕组导体材质有铜绕组和铝绕组两种。低损耗的铜绕组变压器现在得到了广泛使用。电力变压器在运行中，由于其内部或外部的原因会发生一些异常情况，影响变压器正常工作，造成事故。我单位现有供电66KV主变电所2座，其中一座变电所为2台6300KVA变压器供给粮食谷物公司；另一座为两台3150KVA变压器供给港区生产、施工用电，下级10KV变电所、箱式变电站计37座，10KV变电所变压器装机总容量为21800KVA，自99年到港至今，各类变压器故障计72起，经具体分析总结，可以知道，变压器故障主要是因为绝缘材料（绝缘油、绝缘纸及压制板等）的劣化。其原因是由于正常及过负荷下的热劣化，另外是水分和氧气对热劣化的促进作用；由于冲击等过电压产生电场劣化造成绝缘材料的损伤，其征兆为局部放电和特征气体产生；由外部短路的电磁机械力及振动引起的机械劣化，使线圈及夹持件造成物理损伤和几何位移等。下面，针对实际情况分析故障原因如下：2.1磁路中的故障原因1）夹紧铁芯芯柱和铁轭叠片的穿心螺杆的绝缘件击穿，引起铁心叠片局部短路，从而产生很大的局部涡流；2）铁心夹件及连接铁芯结构的螺栓由于电磁力的作用而引起的振动，将削弱铁心绝缘和铁心叠片之间的绝缘；3）铁心及铁轭叠片的边缘的毛刺，夹杂金属物质或铁心叠片产生微小的弯折，可使铁心叠片产生局部短路；4）磁路中的高饱和磁密将产生相当大的高次谐波电压或电流；5）铁心叠片的材料和涂在硅刚片的绝缘变质引起铁损增加，使得变压器的温度升高从而损坏铁心叠片。2.2绕组中的故障原因1）绕组的纸包扁铝线的棱曲率半径较小；2）矩形导线上绕包的绝缘纸达不到所要求的紧度，产生隆起，使导线形状发生变形，引起匝间短路；电力变压器状态监测与故障诊断53）绕组的绝缘由于空气带入的水分或者油中带有水分而受潮；4）当负荷发生迅速的波动，绕组遭受电或磁的冲击时，绕组