PPT | 变压器绕组结构与常见故障

PART 01

思维导图

PART 02

变压器绕组结构与常见故障

PART 03

绕组主要机械损伤类故障

1. 故障表现：绕组出现鼓包、塌陷、失圆，原本规整圆整的绕组结构被破坏。
2. 诱因：短路电流冲击、径向电动力过大、内部支撑构件失效。
3. 风险后果：绕组绝缘间隙改变，机械强度下降，再次发生短路的风险上升。
4. 检测方式：FRA 测试、阻抗变化分析、吊罩解体检查。

1. 致损机理：短路电流会产生轴向电动力（拉、压）与径向电动力（挤压），绕组受到挤压、拉伸、弯曲载荷。
2. 损伤形式：轴向 / 径向位移、绕组变形、垫块 / 夹件松动、绝缘件摩擦磨损。
3. 高风险部位：绕组端部、垫块、撑条、引线连接处，受力集中极易损坏。
4. 严重后果：变压器抗短路能力大幅下降，极易发生二次故障，故障进一步扩大。
5. 综合检测方案：故障录波（分析短路电流）+FRA 绕组变形测试 + 直流电阻比对 + 吊罩解体检查确认机械损伤。

PART 04

电气绝缘类故障

1. 老化诱因：热老化（长期高温、局部过热）、电老化（电场长期作用）、受潮、绝缘材料氧化，生成酸性腐蚀产物。
2. 局部放电产生位置：绝缘内部微小气隙、材料裂纹、金属尖端电场集中区域。
3. 故障征兆：产生超声、UHF 特高频局放信号；油色谱特征气体超标；绝缘强度、绝缘电阻下降。
4. 检测方法：UHF / 超声局放测试、介损 tanδ 测试、油色谱 DGA 分析。
5. 工程价值：实现绝缘缺陷早期预警，避免绝缘击穿，延长设备寿命，优化运维策略，保障电网安全。

1. 故障成因：导体接触不良、匝间短路、冷却系统不足、长期超负荷运行。
2. 特征：绕组热点温度显著升高；加速绝缘老化脆化；油中溶解气体异常。
3. 带来影响：绝缘寿命缩短，故障持续扩展。
4. 监测手段：光纤测温、红外热成像诊断、油色谱、负荷数据分析。
5. 运维关注重点：热点位置、温升变化趋势、冷却系统工况、负载波动情况。

1. 水分来源：设备密封失效、呼吸器故障、变压器长期停运进水汽。
2. 机理：水分进入绝缘层，造成绝缘电阻降低、介损变大，局部放电风险显著提升。
3. 征兆：油中含水量升高；绝缘电阻、介损、电容量等试验参数异常；局部放电活动增多；绝缘纸变色、机械强度下降。
4. 处理措施

1. 真空热油循环或者热风干燥，去除绝缘内部水分；2. 过滤、脱水净化变压器油；3. 更换损坏密封配件；4. 完成处理后复测含水量、绝缘电阻、介损、局放等指标评估修复效果。

PART 05

核心诊断技术：频率响应分析 FRA

1. 诊断对象：绕组位移、变形、结构松动、匝间故障等机械类缺陷。
2. 基本原理：绕组物理结构改变，会改变绕组传递函数，频率响应曲线随之发生变化。
3. 判据指标：测试曲线与基线对比，看幅值偏差、谐振点偏移、整体曲线失配情况。
4. 优势：对绕组机械缺陷灵敏度高。
5. 完整诊断流程：获取历史 / 同型号设备正常基线曲线 → 现场标准接线开展 FRA 测试 → 测试曲线和基线比对 → 综合多项判据评估绕组状态。

PART 06

绕组故障综合诊断与处理策略

1. 多源监测信号：采集温度、局部放电信号、油色谱数据、设备振动信号，实现异常捕捉。
2. 组合诊断手段：联合使用 FRA、DGA 油色谱、局放检测、绝缘试验，多方法结合，提升故障诊断准确性。
3. 分级处理措施

1. 轻度缺陷：绕组紧固校正、绝缘修复、绝缘干燥除水；2. 严重变形损坏：返厂检修处理。

1. 运维目标：早期发现缺陷、精准定位故障，实现低风险运维，保障设备、电网安全，兼顾运行经济性。

PART 07

各类故障整体危害总结

1. 机械层面：绕组变形松动→设备机械强度下降，抗短路能力降低。
2. 绝缘层面：绝缘电阻下降，绝缘击穿风险上升。
3. 次生故障：诱发局部放电，产生大量可燃特征气体，进一步加速绝缘损坏，连锁引发更严重故障。

   

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