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電力變壓器簡單故障原因分析
絕緣介質(zhì)在交流電壓作用下會在絕緣介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生損耗，這些損耗包括絕緣介質(zhì)極化產(chǎn)生的損耗、絕緣介質(zhì)沿面放電產(chǎn)生的損耗和絕緣介質(zhì)內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的損耗等。
電力變壓器tgD絕緣測試的特性
(1)變壓器絕緣良好時，外施電壓與tgd之間的關(guān)系近似一水平直線，且施加電壓上升和下降時測得的tgd值是基本重合的。當(dāng)施加電壓達(dá)到某一極限值時，tgd曲線開始向上彎曲。
(2)如果絕緣介質(zhì)工藝處理得不好或絕緣介質(zhì)中殘留氣泡等，則絕緣介質(zhì)的tgd比良好絕緣時要大。同時，由于工藝處理不好的絕緣介質(zhì)在很低電壓下就可能發(fā)生局部放電，所以，tgd曲線便會較早地向上彎曲，且電壓上升和下降時測得的tgd值是不相重合的。
(3)當(dāng)絕緣老化時，絕緣介質(zhì)在低電壓下的tgd也有可能反而比良好絕緣時要小，但tgd開始增長的電壓較低，即tgd曲線在較低電壓下即向上彎曲。
(4)絕緣比較容易吸潮，一旦吸潮，tgd就會隨著電壓的上升迅速增大，且電壓上升和下降時測得的tgd值不相重合。
(5)當(dāng)絕緣存在離子性缺陷時，tgd曲線隨電壓升高曲線向下彎曲，即tgd隨電壓升高反而變小。
變壓器油tgD增大的原因及絕緣受潮的判斷
大型電力變壓器油tgd增大的可能原因主要有
(1) 油中浸入溶膠雜質(zhì)。研究表明，變壓器在出廠前殘油或固體絕緣材料中存在著溶膠雜質(zhì);在安裝過程中也有可能再次浸入溶膠雜質(zhì);在運(yùn)行中還可能產(chǎn)生溶膠雜質(zhì)。 變壓器油的介質(zhì)損耗因數(shù)主要決定于油的電導(dǎo)，油的介質(zhì)損耗因數(shù)正比于電導(dǎo)系數(shù)，油中存在溶膠粒子后，由電泳現(xiàn)象(帶電的溶膠粒子在外電場作用下有作定向移 動的現(xiàn)象，叫做電泳現(xiàn)象)引起的電導(dǎo)系數(shù)，可能超過介質(zhì)正常電導(dǎo)的幾倍或幾十倍，因此，tgd值增大。
膠粒的沉降平衡，使分散體系在各水平面上濃度不等，越接近容器底層濃度越大，可用來解釋變壓器油上層介質(zhì)損耗因數(shù)小、下層介質(zhì)損耗因數(shù)大的現(xiàn)象。
(2) 油的粘度偏低使電泳電導(dǎo)增加引起介質(zhì)損耗因數(shù)增大。有的廠生產(chǎn)的油雖然粘度、比重、閃點(diǎn)等都在合格范圍之內(nèi)，但比較來說是偏低的，因此在同一污染情況下， 就更容易受到污染，這是因為粘度低很容易將接觸到的固體材料中的塵埃遷移出來，使油單位體積中的溶膠粒子數(shù)增加，粘度小，均使電泳電導(dǎo)增加，從而引起總的 電導(dǎo)系數(shù)增加，即總介質(zhì)損耗因數(shù)增大。
(3)熱油循環(huán)使油的帶電趨勢增加而引起介質(zhì)損耗因數(shù)增大。大型變壓器安裝結(jié)束之后，要進(jìn)行熱油循環(huán) 干燥。一般情況下，制造廠供應(yīng)的是新油，其帶電趨勢很小，但當(dāng)油注入變壓器以后，有些仍具有新油的低帶電趨勢，也有些帶電趨勢增大。而經(jīng)過熱油循環(huán)之后， 加熱將使所有油的帶電趨勢均有不同程度的增加，油的帶電趨勢與其介質(zhì)損耗因數(shù)有著密切關(guān)系，油的介質(zhì)損耗因數(shù)隨其帶電趨勢增加而增大。因此，熱油循環(huán)后油 帶電趨勢的增加，也是引起油的介質(zhì)損耗因數(shù)增大的原因之一。
(4)微生物細(xì)菌感染。這主要是在安裝和大修中蒼蠅、蚊蟲和細(xì)菌類生物的侵入所 造成的。在現(xiàn)場對變壓器進(jìn)行吊罩檢查中，發(fā)現(xiàn)有一些蚊蟲附著在繞組的表面上。微小蟲類、細(xì)菌類、霉菌類生物等，它們大多數(shù)生活在油的下部沉積層中。由于污 染而在油中含有水、空氣、碳化物、有機(jī)物、各種礦物質(zhì)及微細(xì)量元素，這些促成了菌類物生物的生長。變壓器運(yùn)行時的溫度又適合這些微生物的生長，溫度對油中 微生物的生長及油的性能影響很大，試驗發(fā)現(xiàn)冬季的介質(zhì)損耗因數(shù)值較穩(wěn)定。環(huán)境條件對油中微生物的增長有直接的關(guān)系，而油中微生物的數(shù)量又決定了油的電氣性 能。由于微生物都含有豐富的蛋白質(zhì)，其本身就有膠體性質(zhì)。因此，微生物對油的污染實際是一種微生物膠體的污染，而微生物膠體都帶有電荷，影響油的電導(dǎo)增 大，所以電導(dǎo)損耗也增大。
(5)油的含水量增加引起介質(zhì)損耗因數(shù)增大。對于純凈的油來說，當(dāng)油內(nèi)含水量體積分?jǐn)?shù)較低(如30-40ppm)時，對油的tgd值的影響不大，只有當(dāng)油中含水量較高時，才有十分顯著的影響。
在 實際生產(chǎn)和運(yùn)行中，常遇到下列情況：油經(jīng)真空、過濾、凈化處理后，油的含水量很小，而油的介質(zhì)損耗因數(shù)值較高。這是因為油的介質(zhì)損耗因數(shù)不僅與含水量有 關(guān)，而且與許多因素有關(guān)。對于溶膠粒子，其直徑在10-9-10-7m 之間，能通過濾紙，所以雖經(jīng)二級真空濾油機(jī)處理其介質(zhì)損耗因數(shù)仍降不下來。遇到這種情況，通常采用硅膠或801 吸附劑等進(jìn)行處理可收到良好效果。
電力變壓器tgD檢測與故障判斷實例
(1) 某廠用變壓器，繞組絕緣介損由三年前的0.3 % ,上升為1.2 %,絕緣電阻吸收比1.67,油耐壓49kV，油中含水的體積分?jǐn)?shù)為15.5ppm。為了弄清是否因油質(zhì)劣化引起介損增大，又測試了70度下油介損為 0.05%，從而排除了油質(zhì)不良的因素。吊芯檢查，沒發(fā)現(xiàn)明顯水跡。進(jìn)一步分析，弄清了介損增大的原因。該變壓器高壓繞組額定電壓10kV,主絕緣幾乎全 由油浸紙組成，沒有大的油隙，所以繞組絕緣的介損近似等于紙的介損。紙介損1.2%,紙含水量已達(dá)2 % ,屬輕度受潮。至于絕緣電阻等數(shù)值，也因絕緣受潮輕微和變壓器尺寸較小等因素，而反映并不明顯。變壓器油枕屬普通敞開式，呼吸進(jìn)水，逐步受潮。該變壓器經(jīng) 過干燥，介損恢復(fù)正常。
用tgd來判斷變壓器的絕緣狀況尚不夠*，如試驗電壓遠(yuǎn)比運(yùn)行電壓低，其有效性隨著變壓器電壓等級的提高，容量和 體積的增大而下降，且變壓器承受絕緣強(qiáng)度試驗的能力與tgd的大小沒有直接的內(nèi)在等。但實際試驗證明，如果變壓器絕緣干燥處理不良、油、紙絕緣中含水 量較高、則變壓器的tgd將較大。而較大的tgd是變壓器運(yùn)行中引起絕緣擊穿和絕緣熱老化的潛在因素，對變壓器的制造、檢修和運(yùn)行都提出了更高的要求。
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