变压器常见故障和分析处理.docx
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变压器常见故障和分析处理
毕业设计（论文）
中文题目：
变压器常见故障
和分析处理
学习中心：
石家庄学习中心
专业：
电气工程及其自动化
姓名：
苗亚磊
学号：
13628739
指导教师：
陈娜
2015年04月18日
远程与继续教育学院
北京交通大学
毕业设计（论文）承诺书
本人声明：
本人所提交的毕业论文《变压器常见故障和分析处理》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。
论文中所引用的他人无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中明确标注；有关教师、同学及其他人员对本论文的写作、修订提出过且为本人在论文中采纳的意见、建议均已在本人致谢辞中加以说明并深致谢意。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
本毕业论文《变压器常见故障和分析处理》是本人在读期间所完成的学业的组成部分，同意学校将本论文的部分或全部内容编入有关书籍、数据库保存，并向有关学术部门和国家相关教育主管部门呈交复印件、电子文档，允许采用复制、印刷等方式将论文文本提供给读者查阅和借阅。
论文作者：
_____________（签字）__2015__年__04__月__18__日
指导教师已阅：
____陈娜____（签字）2015年04月20日
北京交通大学
毕业设计（论文）成绩评议
年级
13春
层次
本科
专业
电气工程及其自动化
姓名
苗亚磊
题目
变压器常见故障和分析处理
指
导
教
师
评
阅
意
见
成绩评定：
指导教师：
年月日
评
阅
教
师
意
见
评阅教师：
年月日
答
辩
小
组
意
见
答辩小组负责人：
年月日
北京交通大学
毕业设计（论文）任务书
本任务书下达给：
2013春级电气工程及其自动化专业学生苗亚磊
设计（论文）题目：
变压器常见故障和分析处理
一、设计（论述）内容：
一、变压器的简要介绍
变压器的分类、变压器的主体结构
二、变压器的一般故障
绕组故障、铁心故障、引线故障、分接开关故障、套管故障、绝缘故障
三、变压器的异常现象及其原因
变压器油位严重下降、变压器油温不断升高、变压器油枕喷油、变压器油色异常
四、瓦斯保护动作处理
轻瓦斯保护动作处理、重瓦斯保护动作处理
总结
二、基本要求：
1、观点：
观点正确，能经受推敲考验。
2、材料：
材料丰富，论据较充分，对论文观点有支持度，能说明问题。
3、结构：
文章基本要素完整，即封面、摘要、关键词、正文、注释、参考文献、（附录）各部分齐全；文章论证层次清楚，符合逻辑。
4、文字：
言语通顺，表达准确，行文规范。
三、重点研究的问题：
存在的问题及改进措施
四、主要技术指标：
1．论文题目一般不超过25个字，要简练准确，可分二行书写；
2．开题报告由学生认真书写，经指导教师签字后的开题报告有效；
3．摘要中文摘要字数应在400字左右，包括论文题目、论文搞要、关键词（3至5个），英文摘要与中文摘要内容要相对应；
4．目录按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致，主要包括摘要、正文主要层次标题、参考文献、附录等；
5．正文论文正文包括绪论（或前言、概述等）、论文主体、结论。
工
科论文要求符合科技论文格式，正文文字应在12000字以上；
6．参考文献必须是学生本人真正阅读过的，以近五年发表的杂志类文献为主，（2/3）图书类文献不能过多，（1/3）且要与论文工作直接相关。
7．附录含外文复印件及外文译文、有关图纸、计算机源程序，如果安排有毕业实习，需提供毕业实习报告等。
五、其他要说明的问题
对字体和字号的要求如下：
题目用一号（分两行书写时用小一号）黑体字；
正文第一层次（章）题序和标题用小二号黑体字，题序和标题之间空两字，不加标点，下同；
正文第二层次（节）题序和标题用小三号黑体字；
正文第三层次（条）题序和标题用四号黑体字；
正文第四层次（款）题序和标题用宋体小四号加粗；
正文第五层次（项）以下标题和题序与第四层次同。
其余汉字均为宋体小四号，非汉字均为TimesNewRoman体。
下达任务日期：
2015年1月16日
要求完成日期：
2015年4月18日
答辩日期：
具体答辩时间听候通知
指导教师：
陈娜
开题报告
题目：
变压器常见故障和分析处理
报告人：
苗亚磊2015年1月25日
一、文献综述
随着国家电网建设的逐步完善，我国的电力行业正进入以大机组、高电压、高自动化为特征的大电网时代，电力变压器是输电和配电网络中最重要的设备之一，它的可靠性直接关系到电网能否安全、高效、经济地运行。
由于变压器长期连续在电网中运行，不可避免的会发生各种故障和事故，变压器一旦出现故障，修复困难且修复周期长，造成的损失巨大。
变压器故障和事故的起因分析和诊断是变压器设计、运行维护中的热点问题，具有很强的研究价值和应用前景。
对变压器进行故障诊断以往一直采用的方法是定期进行预防性试验，即定期在停电的状态下进行检修。
但是随着电力系统中高压设备的大容量化和设备结构的多样化，对电力系统输变电设备的可靠性要求越来越高，使得这种周期性检修方法越来越不适应。
日本等国研究了使用气相色谱仪分析其溶解于油中的气体成分、含量及产气速率，来发现变压器的早期故障。
现今各国采用的都是以IEC三比值法为基础的诊断方法，这种方法的诊断正确率只有80%，且在测量时存在着单个传感器的误差和某些传感器同时测量的交叉影响。
此外，由于变压器故障具有多样性和不确定性以及在各种故障之间存在着复杂的联系，使得变压器故障诊断非常艰难，从而很难利用单一的诊断方法（如三比值法、局部放电监测法、电气试验法等）全面的确定变压器的故障性质以及可能存在的故障部位。
例如，在利用油中溶解气体特征含量对变压器进行故障诊断时，由于信号类型单一，能够提供的信息较少，来判别和查明某一故障的存在往往显得不够充分和准确，诊断的结论难以有说服力。
因此，只是根据油中溶解气体提供的信息来进行变压器的故障诊断具有较大的局限性，这就要借助于局部放电的在线监测。
通过局部放电信号进行局部放电类型的识别。
据2008年统计数据显示，我国年用电量已经达到3万亿kWh以上，而且估算在以后的许多年用电量仍将高速增长，初步估算投资在变压器故障诊断的无效检修达到100亿元以上。
按最保守的估计，即使不考虑巨大的无效维修投资，全国每年由于停电检修或者事故原因损失的电量都可以达到300亿kWh，销售电价按0.4元
/kWh计算，经济直接损失达到120亿元。
按我国权威部门指出的直接损失、间接损失和社会损失的比例为1：
4：
6来计算，则间接损失和社会损失各是480亿元、720亿元。
2003年8月，“美加大停电”事故是由于绝缘问题和计算机失效引起的，该事故波及美国28个州和加拿大1个省，使得美国损失了40-100亿美元，8月份加拿大的国内总产值下降了0.7%。
变压器故障诊断的重大社会效益和故障诊断新技术开发的迫切性由此可见。
针对以上这些问题，国内外很多学者专家将多信息融合技术引入到变压器故障诊断领域中。
当变压器发生故障时，会有一些异常的物理表现，对这些物理表现的实时监测可以让我们得到变压器的预知信息，充分利用变压器故障的各种特征量，从多方面获得关于变压器同一对象的多维信息，加以融合利用，实现对变压器更可靠更准确的监测与诊断，把故障损失降低到最小。
亦即搜集运行中变压器的异常现象或征兆，根据这些现象或征兆利用信息集成与数据融合技术进行分析，从而对故障的有无、故障类型、故障严重程度和故障部位做出准确的判断，大大提高监测结果的测量精度和决策水平。
由于变压器是输电和配电网络中最重要的设备之一，它的可靠性直接关系到电网能否安全、高效、经济地运行。
由于变压器长期连续在电网中运行，不可避免的会发生各种故障和事故，变压器一旦出现故障，修复困难且修复周期长，造成的损失巨大，因此通过对变压器的异常现象来判断变压器可能出现的故障，对保证系统的正常运行有重要意义。
所以，本文认为，第一，熟练的掌握变压器常见的故障可以让值班人员明白当故障发生使该怎么处理。
第二，通过变压器的异常现象可以判断变压器会发生哪种故障，及时报告，及时维修，从而长时间的保证变压器的正常运行。
第三，瓦斯保护动作反应变压器内部故障，内部故障不容易发现，因此有必要进行研究。
综上所述，对运行中的变压器各种常见故障的分析以及通过变压器的异常现象更早的发现故障，更好的预防事故的发生是本文的出发点。
二、选题的目的和意义
变压器是电力网络中最重要的设备，它的可靠性直接关系到电网能否安全、高效、经济地运行。
熟悉变压器的故障和异常现象，对电力网络稳定的运行有着重要意义。
选题目的在于希望通过变压器的异常现象判断变压器可能发生的故障方
面的研究，为电网能安全、高效、经济地运行做出贡献。
三、研究方案：
1、搜集资料，阅读有关变压器相关文献。
2、阅读相关资料，分析运行中变压器常见故障和异常现象的原因。
3、联系实际设备，对运行中设备进行测量研究。
4、总结常见故障处理的方法。
5、整理研究资料。
四、进度计划：
1、2014年12月10日-2015年1月15日整理搜集资料，仔细研读并最终确定论文的研究方向。
2、2015年1月15日-2015年1月29日撰写开题报告。
3、2015年1月29日-2015年2月28日阅读资料、整理论文的资料，得出有实质性的结论，进行中期检查。
4、2015年2月28日-2015年3月25日深层次整理论文的资料，得出有实质性的结论，完成论文的初稿。
5、2015年3月25日-2015年4月20日完成论文的三次修改和最后定稿。
五、指导教师意见：
开题报告的内容和形式基本符合要求，论文整体组织思路逻辑性强，结构清晰，写作思路和准备工作基本达到电气工程及自动化专业本科毕业论文水平，同意开题。
指导教师：
陈娜
2015年1月30日
中期报告
题目：
变压器常见故障和分析处理
报告人：
苗亚磊
一、总体设计
安国变电所运行过程中，变压器常见故障的分析和处理方法。
二、框架（框图）
1.安国变电所基本情况
2.变电所变压器常见故障及处理方法
3.变电所变压器异常现象及原因分析
4.瓦斯保护动作处理
5.安国变电所发生故障后的实际处理方法
三、进展情况
1.查阅安国变电所相关文件，了解变电所基本情况；
2.收集安国变电所系统基本资料，对变压器常见故障进行剖析，确定问题产生的原因；
3.分析变压器常见故障的原因；
4.确立论文框架结构；
5.论文初稿写作。
四、指导教师意见
该生严格按进度要求，尽己所能搜集相关资料和文献，已完成了论文整体框架的建构，及部分章节的撰写，并根据工作实际提出对应解决方案，能做到及时与教师交流沟通。
指导教师：
陈娜
2015年2月26日
结题验收
一、完成日期
该论文于2015年4月13日完成，符合任务书的要求。
二、完成质量
1、论文为该学生独立完成，符合《毕业设计（论文）指导书》的有关要求。
2、论文包括：
中文摘要、英文摘要、目录、正文和参考文献等，正文包括：
绪论、论文主体、总结。
正文字数为13164字。
3、论文对变压器常见故障的分析和处理方法进行了总结、提炼。
4、论文正确分析了变压器常见故障的分析和处理方法的原理及常见故障，具有一定的实际意义。
三、存在问题
1、论文中有关数据测量电路，应结合更为丰富的图表、原始数据，以求更为直观、深入。
2、论文撰写格式应进一步严格，反复检查，以期完全符合《毕业设计（论文）指导书》的有关要求。
四、结论
同意该论文进行答辩，并建议答辩委员会予以通过。
指导教师：
陈娜
2015年4月20日
中文摘要
电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，变压器与其它电气设备相比，他的故障是很少的，这是因为它没有转动部分，而且元件都在油中，有一个可靠的工作条件的缘故，所以只要对变压器的运行加强监视，做好经常性的维护工作，及时消除设备缺陷，定期进行检修和预防性试验，变压器的事故是可以避免的[1]。
但是变压器在运行中，由于运行人员操作不当，检修质量不良，设备缺陷没有及时消除，运行方式不合理等，也可能会引起事故。
如果主变压器一旦发生事故，则减少和中断对部分用户的供电，延长变压器的修理时间，在没有备用变压器的情况下，对国民经济将造成严重损失。
为了确保变压器的安全可靠运行，一方面应采用有效的反事故措施，将事故消灭在萌芽状态，防止事故的发生，另一方面对已发生事故的变压器，应根据事故现象，正确判断事故原因和性质，以便迅速正确地处理事故，防止事故的扩大。
本文简要介绍了电力变压器的分类和结构组成，并针对配电变压器故障率高这一实际情况，着重分析了变压器常见的故障和异常现象及主要原因，分析了这些故障对变压器的危害及针对这些故障进行了分析，对消除故障的方法进行了归纳总结，同时提出了一些具体的防范解决措施，为防止和减少配电变压故障的发生。
关键词：
变压器、故障分析、故障处理
ABSTRACT
Powertransformerisoneofthemostimportantequipmentinpowersystem,thepowertransmissionanddistributionprocess,thepowertransformeristhecoreofenergyconversionandtransmission,isthenationaleconomicsectorsandhouseholdenergysources,thegridisthemostimportantandkeyequipment.Transformercomparedwithotherelectricalequipment,hisfaultisveryfew,thisisbecauseithasnorotatingpart,andalltheelementsintheoil,tohaveareliableworkingconditionreason,soastostrengthenthemonitoringoftransformeroperation,doregularmaintenancework,eliminatingequipmentdefectsand,regularlycarryoutrepairandpreventivetest,thetransformeraccidentscanbeavoided.Butintheoperationofatransformer,duetoimproperoperationstaff,poorqualitydefectsofequipmentmaintenance,nottoeliminate,theoperationmodeisnotreasonable,maycauseanaccident.Ifthemaintransformeroncetheaccident,reduceandinterruptionofpowersupplyonthepartoftheuser,prolongingtransformerrepairtime,intheabsenceofstandbytransformercondition,willcauseseriousdamagetothenationaleconomy.Inordertoensurethesafeandreliableoperationofthetransformer,oneshouldadopteffectivemeasuresagainstaccidents,theaccidentnippedinthebud,topreventtheoccurrenceofaccidents,ontheotherhand,thetransformerhastheaccident,shouldaccordingtotheaccidentphenomenon,correctlyjudgingthecauseoftheaccidentandthenature,toquicklycorrecthandlingoftheaccident,topreventtheexpansionoftheaccident.
Thispaperbrieflyintroducedthecompositionoftheclassificationandstructureofpowertransformer,andahighrateoftheactualsituationindistributiontransformerfault,focusesontheanalysisofthecommonfaultsoftransformerandtheabnormalphenomenonandthemainreasons,analysestheharmofthesefaultoftransformerandthefailuresareanalyzed.Themethodsforeliminatingthefaultaresummarized.Atthesametimeputsforwardsomeconcretepreventivemeasurestosolve,topreventandreducetheoccurrenceofdistributiontransformerfault.
Keywords:
transformer,faultanalysis,faultprocessing.
中文摘要X
ABSTRACTXI
目录XIII
绪论1
1变压器的简要介绍2
1.1变压器的分类2
1.2变压器的主体结构2
1.2.1油浸电力变压器2
1.2.2干式变压器3
2变压器常见故障4
2.1变压器发生故障的原因5
2.1.1制造工艺存在缺陷5
2.1.2缺乏良好的管理及维护5
2.1.3绝缘老化5
2.2变压器故障按严峻程度分类5
2.3变压器故障按部位分类5
2.3.1绕组故障5
2.3.2铁心故障6
2.3.3引线故障7
2.3.4分接开关故障7
2.3.5套管故障7
2.3.6绝缘故障8
2.3.7密封不良8
3变压器的异常现象及其原因8
3.1从变压器的异常声音判断故障8
3.2油位显著下降及严重漏油10
3.3变压器油温异常10
3.4变压器油枕喷油爆炸10
3.5变压器油色异常11
4变压器常见事故的处理11
4.1瓦斯保护动作处理11
4.1.1轻瓦斯保护动作处理12
4.1.2重瓦斯保护动作处理13
4.2变压器差动保护动作后的处理14
4.3变压器着火事故处理15
4.4变压器自行跳闸后的处理16
5故障处理方法17
6结论19
参考文献20
致谢21
绪论
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。
变压器常见故障和分析处理
1变压器的简要介绍
1.1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[2]。
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
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