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電力變壓器簡單故障原因分析
閱讀：917 發布時間：2020-10-13電力變壓器簡單故障原因分析
絕緣介質在交流電壓作用下會在絕緣介質內部產生損耗，這些損耗包括絕緣介質極化產生的損耗、絕緣介質沿面放電產生的損耗和絕緣介質內部局部放電產生的損耗等。
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。當施加電壓達到某一極限值時，tgd曲線開始向上彎曲。
(2)如果絕緣介質工藝處理得不好或絕緣介質中殘留氣泡等，則絕緣介質的tgd比良好絕緣時要大。同時，由于工藝處理不好的絕緣介質在很低電壓下就可能發生局部放電，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)當絕緣老化時，絕緣介質在低電壓下的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。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;在安裝過程中也有可能再次浸入溶膠雜質;在運行中還可能產生溶膠雜質。 變壓器油的介質損耗因數主要決定于油的電導，油的介質損耗因數正比于電導系數，油中存在溶膠粒子后，由電泳現象(帶電的溶膠粒子在外電場作用下有作定向移 動的現象，叫做電泳現象)引起的電導系數，可能超過介質正常電導的幾倍或幾十倍，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損耗因數小、下層介質損耗因數大的現象。
(2) 油的粘度偏低使電泳電導增加引起介質損耗因數增大。有的廠生產的油雖然粘度、比重、閃點等都在合格范圍之內，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增加，粘度小，均使電泳電導增加，從而引起總的 電導系數增加，即總介質損耗因數增大。
(3)熱油循環使油的帶電趨勢增加而引起介質損耗因數增大。大型變壓器安裝結束之后，要進行熱油循環 干燥。一般情況下，制造廠供應的是新油，其帶電趨勢很小，但當油注入變壓器以后，有些仍具有新油的低帶電趨勢，也有些帶電趨勢增大。而經過熱油循環之后， 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損耗因數有著密切關系，油的介質損耗因數隨其帶電趨勢增加而增大。因此，熱油循環后油 帶電趨勢的增加，也是引起油的介質損耗因數增大的原因之一。
(4)微生物細菌感染。這主要是在安裝和大修中蒼蠅、蚊蟲和細菌類生物的侵入所 造成的。在現場對變壓器進行吊罩檢查中，發現有一些蚊蟲附著在繞組的表面上。微小蟲類、細菌類、霉菌類生物等，它們大多數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、有機物、各種礦物質及微細量元素，這些促成了菌類物生物的生長。變壓器運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，試驗發現冬季的介質損耗因數值較穩定。環境條件對油中微生物的增長有直接的關系，而油中微生物的數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，其本身就有膠體性質。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，影響油的電導增 大，所以電導損耗也增大。
(5)油的含水量增加引起介質損耗因數增大。對于純凈的油來說，當油內含水量體積分數較低(如30-40ppm)時，對油的tgd值的影響不大，只有當油中含水量較高時，才有十分顯著的影響。
在 實際生產和運行中，常遇到下列情況：油經真空、過濾、凈化處理后，油的含水量很小，而油的介質損耗因數值較高。這是因為油的介質損耗因數不僅與含水量有 關，而且與許多因素有關。對于溶膠粒子，其直徑在10-9-10-7m 之間，能通過濾紙，所以雖經二級真空濾油機處理其介質損耗因數仍降不下來。遇到這種情況，通常采用硅膠或801 吸附劑等進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，油中含水的體積分數為15.5ppm。為了弄清是否因油質劣化引起介損增大，又測試了70度下油介損為 0.05%，從而排除了油質不良的因素。吊芯檢查，沒發現明顯水跡。進一步分析，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2 % ,屬輕度受潮。至于絕緣電阻等數值，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，呼吸進水，逐步受潮。該變壓器經 過干燥，介損恢復正常。
用tgd來判斷變壓器的絕緣狀況尚不夠完善，如試驗電壓遠比運行電壓低，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度試驗的能力與tgd的大小沒有直接的內在等。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、檢修和運行都提出了更高的要求。
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