变压器常见故障问题处理维护-丙通MRO技术资讯分享

        变压器由铁心或磁心与线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组称为一次绕组又称为初级绕组，其余的绕组称为二次绕组又称为次级绕组。变压器具有降压、升压、信号耦合、能量传递、变换阻抗、隔离等作用。

变压器主要特点

       该产品体积小，重量轻(比同等级油浸试验变压器轻40%-65%)，洁净，无油污，勿需维护。不受恶劣气候环境影响，现场搬运勿须静止即可做试验。绝缘强度明显高于油浸试验变压器，电晕极小。

(1)铁心

  变压器压器由套在一个闭合铁心上的两个或多个线圈（绕组）构成，铁心和线圈是变压器的基本组成部分。铁心构成了电磁感应所需的磁路。为了减少磁通变化时所引起的涡流损失，变压器的铁心要用厚度为0.35～0.5mm的硅钢片叠成。片间用绝缘漆隔开。铁心分为心式和客式两种。

(2)线圈

  变压器和电源相连的线圈称为原绕组（或原边,或初级绕组），其匝数为N1，和负载相连的线圈称为副绕组（或副边,或次级绕组），其匝数为N2。绕组与绕组及绕组与铁心之间都是互相绝缘的。

常用变压器的分类及特点

①电源变压器

  一般是指将市电变换成供电子电路使用的工作电源变压器。电源变压器所使用的铁心通常有E型、c型、R型及O型等多种，E型铁心成本较低，但磁路气隙较大、效率较低、工作时电噪声较大；C型或R型铁心的磁路气隙比E型小，性能比E型有所提高；0型铁心(又称为环型铁心)由冷轧硅钢带卷绕而成，磁路中无气隙，漏磁较小，工作时电噪声较小。

②自耦变压器

  自耦变压器的绕组为有抽头的单线圈，由于其输入与输出间没有电隔离，因此不具备隔离直流的功能。一般在容量较小时采用自耦方式，容量较大时采用感应方式。

③低频变压器

  主要用于传送信号电压和信号功率，还可实现电路之间的阻抗匹配，对直流电具有隔离作用。低频变压器可分为级间耦合变压器、输入变压器和输出变压器，其外形与电源变压器相似。例如：级间耦合变压器在音频放大电路中可将前级放大电路的输出信号传送至后一级，并作适当的阻抗变换；输入变压器用于音频放大电路的推动级和功率放大级之问，起信号耦合、传输作用；输出变压器用于音频放大电路的功放输出与扬声器之间，起信号传输和阻抗匹配的作用。

④中频变压器

  常在收音机或电视机中作为选频元件使用，俗称中周，属于可调磁心变压器。

⑤高频变压器

  指工作频率超过中频(10kHz)的变压器，常用于高频开关电源逆变器等电路中。

⑥脉冲变压器

  其工作电压、电流等均为非正弦脉冲波，常用于电视机的行输出、晶闸管触发等各种脉冲电路中。

⑦隔离变压器

  具有隔离电源、切断干扰源的耦合通路和传输通道等作用。接入隔离变压器可实现“悬浮”供电，隔离变压器可使两个有联系的电路不能形成回路，有效地切断干扰信号的通路。

一、短路电流故障

       当变压器忽然发生短路时，高、低压绕组可能一起通过为额定值数十倍的短路电流，使其产生很大的热量，变压器严重发热。当变压器承受短路电流的能力不够，热稳定性差时，就会使变压器绝缘材料严重受损，而形成变压器击穿及损毁事故。

       变压器的出口短路主要包括：三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路等几种类型。据统计表明，在中性点接地系统中，单相接地短路约占全部短路故障的65%，两相短路约占10%～15%，两相接地短路约占15%一20%，三相短路约占5%。其中以三相短路时的短路电流值至大。对220kV三绕组变压器而言，高压对中、低压的短路阻抗一般10%～30%之间。中压对低压的短路阻抗一般在10%以下，因此变压器发生短路故障时，强大的短路电流会导致变压器绝缘材料受热损坏。

二、短路电动力引起绕组变形故障

       变压器受短路冲击时，如果短路电流小，继电保护正确动作，绕组变形将是轻微的;如果短路电流大。继电保护延时动作甚至拒动，变压器绕组变形将会很严重。甚至造成绕组损坏。对于轻微的变形，如果不及时检修，恢复垫块位置，紧固绕组的压钉及铁轭的拉板、拉杆，加强引线的夹紧力，在多次短路冲击后，由于累积效应也会使变压器损坏。因此诊断绕组变形程度、制订合理的变压器检修周期是提高变压器抗短路能力的一项重要措施。

       由于绕组中漏磁的存在，载流导线在漏磁作用下受到电动力的作用，特别是在绕组突然短路时，电动力很严重。漏磁通常可分解为纵轴分量和横轴分量。纵轴磁场使绕组产生辐向力，而横轴磁场使绕组受轴向力。轴向力使整个绕组受到张力P1，在导线中产生拉伸应力。而内绕组受到压缩力P2，导线受到挤压应力。轴向力的产生分为两部分，一部分是由于绕组端部漏磁弯曲部分的辐向分量与载流导体作用而产生。它使内外绕组都受压力：由于绕组端部磁场至大，因而压力也至大，但中部几乎为零，绕组的另一端力的方向改变。轴向力的另一部分是由于内外安匝不平衡所产生的辐向漏磁与载流导体作用而产生，该力使内绕组受压，外绕组受拉;安匝不平衡越大，该轴向力也越大。

三、绕组变形的特点

       通过检查发生故障或事故的变压器进行事后分析，发现电力变压器绕组变形是诱发多种故障和事故的直接原因。一旦变压器绕组已严重变形而未被诊断出来仍继续运行，则极有可能导致事故的发生，轻者造成停电，重者将可能烧毁变压器。致使绕组变形的原因，主要是绕组机械结构强度不足、绕制工艺粗糙、承受正常容许的短路电流冲击能力和外部机械冲击能力差。因此变压器绕组变形主要是受到内部电动力和外部机械力的影响，而电动力的影响突出，如变压器出口短路形成的短路冲击电流及产生的电动力将使绕组扭曲、变形甚至崩溃。

1.受电动力影响的变形

<1>高压绕组处于外层，受轴向拉伸应力和辐向扩张应力，使绕组端部压钉松动、垫块飞出，严重时，铁轭夹件拉板、紧固钢带都会弯曲变形，绕组松弛后使其高度增加。

<2>中、低压绕组的位置处于内柱或中间时，常受到轴向和辐向压缩力的影响，使绕组端部紧固压钉松动，垫块位移;匝间垫块位移，撑条倾斜，线饼在辐向上呈多边形扭曲。若变形较轻，如35kv线饼外圆无变形。而内圆周有扭曲，在辐向上向内突出，在绕组内衬是软纸筒时这种变形特别明显。如果变压器受短路冲击时，继电保护延时动作超过2s，变形更加严重，线饼会有较大面积的内凹、上翘现象。测量整个绕组时往往高度降低，如果变压器继续投运变压器箱体振动将明显增大。

<3>绕组分接区、纠接区线饼变形。这是由于分接区和纠接区(一般在绕组首端)安匝不平衡，产生横向漏磁场使短路时线饼受到的电动力比正常区要大得多，所以易产生变形和损坏。特别是分接区线饼，受到有载分接开关造成的分接段短路故障时，绕组会变形成波浪状，而影响绝缘和油道的通畅。

<4>绕组引线位移扭曲。这是变压器出口短路故障后常发生的情况，由于受电动力的影响，破坏了绕组引线布置的绝缘距离。如引线离箱壁距离太近，会造成放电，引线间距离太近，因摩擦而使绝缘受损，会形成潜伏性故障，并可能发展成短路事故。

2.受机械力影响的变形

       变压器绕组整体的位移变形。这种变形主要是在运输途中，受到运输车辆的急刹车或运输船舶撞击晃动所致。据有关报道，变压器器身受到大于3g(g为重力加速度)重力加速的冲击，将可能使线圈整体在辐向上向一个方向明显位移。

变压器的使用

  在使用变压器时，应注意变压器的规格、性能参数及外形尺寸是否符合要求，不同规格型号的变压器不能替换。对于电源变压器，选用时应留有一定的功率余量。一般电源电路可使用E型铁心，对高保真音频功率放大器应选用C型、R型或O型变压器。铁心材料、输出功率、输出电压相同的电源变压器，才可以直接互换使用。

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