變壓器的運(yùn)動(dòng)部件很少（如果有的話），而且非?？煽俊Ｒ?yàn)樗鼈兪侨绱丝煽?，我們傾向于忽略它們，直到災(zāi)難性的事情發(fā)生并且我們沒有力量。更換使用標(biāo)準(zhǔn)電壓的小型變壓器可以快速完成，因?yàn)楣?yīng)商有變壓器庫(kù)存。500KVA以上的大型變壓器可能沒有庫(kù)存，需要更多時(shí)間來(lái)拆卸和更換。

失效原因分為兩類：機(jī)械失效和絕緣失效。在這里，我們將重點(diǎn)介紹絕緣故障。

絕緣失效的原因

變壓器過載和溫升

增加變壓器上的負(fù)載會(huì)導(dǎo)致繞組溫度升高。只要溫度升高不導(dǎo)致繞組溫度超過其額定值，繞組絕緣就不會(huì)退化。一旦絕緣材料開始損壞，無(wú)論是由于熱量還是其他因素。變壓器的正常預(yù)期壽命約為20年，基于不超過繞組額定溫度的繞組溫度。變壓器未滿載時(shí)，繞組溫升將小于滿載額定值;表1顯示了溫升如何隨負(fù)載變化。如果繞組溫度低于其額定值，則應(yīng)允許將負(fù)載增加到額定滿載安培數(shù)以上，因?yàn)檩^高負(fù)載產(chǎn)生的額外熱量需要一些時(shí)間才能將繞組溫度提高到最大值。

變壓器很少在滿負(fù)荷下運(yùn)行，它們必須提供的功率不斷變化。短時(shí)間的過載不會(huì)縮短變壓器的壽命，只要它們之前和之后都有欠載期。過載引起的多余熱量將在低于滿負(fù)荷的時(shí)期內(nèi)消散。如果環(huán)境溫度遠(yuǎn)低于40oC標(biāo)準(zhǔn)，變壓器的負(fù)載也可能更重。液冷變壓器在一小時(shí)內(nèi)可能會(huì)過載多達(dá)200%，而不會(huì)產(chǎn)生不利影響，干式變壓器可能會(huì)過載多達(dá)125%。

電壓尖峰的影響

當(dāng)閃電擊中公用電力線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生非常高的電壓尖峰。這些尖峰被稱為電壓瞬變，也可能是由市電開關(guān)連接或斷開配電系統(tǒng)部分引起的。雖然電壓持續(xù)時(shí)間很短，但它們可以達(dá)到100KV以上。變壓器可能有避雷器來(lái)限制尖峰。它們采用基本脈沖電平（BIL）額定值制造，使其能夠承受特定的瞬態(tài)電壓尖峰;例如，600伏變壓器的BIL額定值為10KV。很難預(yù)測(cè)這些電壓尖峰的值，它們可能大于變壓器的BIL額定值。高電壓會(huì)削弱絕緣并導(dǎo)致電弧和瞬時(shí)故障。

過熱的影響

熱量會(huì)導(dǎo)致繞組絕緣變脆和開裂。隨著變壓器材料隨著溫度和負(fù)載的變化而膨脹和收縮，裂紋變大，并可能產(chǎn)生電弧。熱量還可能導(dǎo)致絕緣材料的普遍降解，使其效果降低并縮短其壽命。熱量還會(huì)增加導(dǎo)體的電阻，導(dǎo)致變壓器次級(jí)上的電壓降更高。負(fù)載將不得不消耗更多的電流才能在降低的電壓下提供相同的功率，這將在繞組中產(chǎn)生更多的熱量。過熱可能是由于負(fù)載過大、變壓器冷卻系統(tǒng)故障、變壓器位置不當(dāng)或環(huán)境溫度過高引起的，是破壞變壓器的一種緩慢但可靠的方法。

變壓器冷卻液中雜質(zhì)的影響

液冷變壓器的繞組與冷卻介質(zhì)完全接觸，必須具有較高的絕緣值。液體中的任何雜質(zhì)都會(huì)降低其有效性。如果雜質(zhì)含量過高，液體會(huì)為變壓器繞組各部分之間的電流流動(dòng)提供路徑，尤其是在繞組絕緣破裂或薄弱的情況下。一旦電流開始流動(dòng)，液體將進(jìn)一步分解，并可能導(dǎo)致短路。變壓器冷卻液在其正常壽命期間會(huì)與變壓器繞組相互作用，其化學(xué)成分會(huì)發(fā)生變化，并且會(huì)分解而無(wú)法絕緣。熱量會(huì)加快該過程，濕氣也會(huì)加速，從而導(dǎo)致變壓器故障。

污垢的影響

污垢，尤其是風(fēng)冷變壓器上的污垢，會(huì)阻止熱傳遞，導(dǎo)致繞組變熱。污垢還可能為高壓繞組中的電弧提供導(dǎo)電路徑，導(dǎo)致絕緣擊穿和故障。如果污垢與油或其他類型的碳?xì)浠衔锘旌?，則被污垢和油混合物覆蓋的繞組絕緣層可能會(huì)發(fā)生絕緣擊穿。液冷變壓器可能會(huì)受到連接點(diǎn)處污垢堆積的影響，在這些連接點(diǎn)上，污垢將提供可能導(dǎo)致電弧的導(dǎo)電路徑。

絕緣相關(guān)變壓器故障的要點(diǎn)

事實(shí)證明，探索變壓器故障的原因?qū)τ?a href="http://www.delux-kingway.cn/v/tag/4675/" target="_blank">電力系統(tǒng)應(yīng)用至關(guān)重要。深入了解絕緣故障，例如過載、溫升、電壓尖峰、過熱和絕緣液體污染，使工程師能夠優(yōu)化變壓器性能。事實(shí)證明，這些知識(shí)對(duì)于完善維護(hù)策略、提高系統(tǒng)可靠性和確保電網(wǎng)中關(guān)鍵組件的使用壽命至關(guān)重要。
審核編輯：陳陳