変圧器は電圧変換と配電を行うことで電力システムにおいて重要な役割を果たしており、その動作状態は電源の信頼性に直接影響します。かどうか 油入変圧器 または 乾式変圧器は、長期間使用すると問題が発生する可能性があります。一部の障害は徐々に進行しますが、最初はパラメータにわずかな異常が見られるだけです。時間内に検出されないと、徐々に悪化し、最終的には機器の停止や焼損につながる可能性があります。
電力会社、EPC 請負業者、産業顧客にとって、 一般的な変圧器の故障、その特定方法、およびその対処方法を理解することは、プロジェクトの運用段階で問題を適時に検出し、計画外の停止によって引き起こされる損失を軽減するのに役立ちます。
Zisheng Electric は長年にわたり変圧器の研究開発、製造、プロジェクト サポート サービスに深く関与し、さまざまなアプリケーション環境での一定の 故障分析と運用保守の経験を蓄積してきました 。この記事では、実際の運用で遭遇する一般的な問題に基づいて、変圧器の故障の主な種類、診断方法、および対応する治療手段を分析します。
故障箇所の観点から見ると、変圧器の故障は主に 巻線、コア、絶縁システム、タップ切換器、ブッシング、および冷却システムで発生します。故障の特徴の観点から、電気故障、熱故障、機械故障、油関連故障に分類できます。
巻線 は 、変圧器の中で最も故障しやすい部品の 1 つです。一般的な故障には、主に 巻線間短絡、層間短絡、 巻線の変形が含まれます。.
と ターン間または層間短絡が発生する 、短絡部分に大きな循環電流が発生し、巻線温度が急激に上昇します。症状としては、 油温の異常上昇、電源側の電流増加、 直流抵抗のアンバランスなどが挙げられます。 相間のひどい場合にはオイルタンクから異音が発生することもあります。
一般に短絡の主な原因には次のようなものがあります。絶縁強度が低下する 絶縁劣化 または吸湿。巻間絶縁体自体の損傷など、製造中に残された隠れた問題。による影響により、 短絡電流 動作中の 巻線の変形 とその後の絶縁損傷が発生します。
巻線の変形は 主に、外部短絡故障時に発生する電磁力によって引き起こされます。変圧器がコンセントまたはその付近で短絡を起こした後、巻線が不可逆的な変形を起こす可能性があります。その時点で変圧器は動作し続ける可能性がありますが、絶縁がすでに損傷している可能性があり、後で短絡に発展する可能性が高くなります。
の診断は 巻線の故障 主に次の方法に依存します。
直流抵抗試験。 各相巻線の DC 抵抗を測定します。三相の不平衡率が基準（通常 2%）を超える場合、基本的には 巻線間短絡 または接触不良の存在を示すことができます。
巻数比テスト。 各タップ位置での電圧比を測定します。偏差が許容範囲を超える場合、 ターン間短絡が発生する可能性があります。 巻線の
短絡インピーダンステスト。 短絡インピーダンスの変化は、 巻線 が変形したかどうかを示すことができます。
変圧器油の溶存ガス分析 (DGA)。 巻線内の過熱または放電により、特定のガスが発生します。オイル内のガス組成を分析することで、 故障の種類 と重大度を判断できます。
の処理は、 巻線の故障 特定の故障の種類と重大度によって異なります。
軽度の ターン間短絡の場合は、最初にオイルの濾過と乾燥処理を試みることができます。重大な 巻線故障の場合、変圧器はメンテナンスのために使用を停止する必要があります。検査のためにアクティブ部分を持ち上げる必要があり、損傷した巻線を交換するか巻き直す必要があります。場合は 巻線の変形がひどい 、巻線またはトランス全体の交換が必要になる場合があります。
予防策: 長期間の過負荷運転を避けてください。実行します。また、定期的に 巻線変形試験を システムに短絡故障が発生した後は、直ちにを実施して 予防テスト 、巻線の絶縁状態の変化傾向を監視します。
コア は トランスの磁気回路です。主な障害は、 多点接地 と局所的な過熱です。
通常の動作中、 コア に許可される接地点は 1 つだけです。 2 つ以上の接地点が現れると、閉回路が形成されます。交流磁場下では循環電流が生成され、 コアが局所的に過熱します。.
もう 1 つの一般的な問題は、ケイ素鋼板間の絶縁の損傷です。これは、通常、機械的損傷や長期使用による経年劣化によって引き起こされます。珪素鋼板間の局所的な短絡は渦電流損失を増加させ、局所的な温度の上昇を引き起こします。
の診断方法には コア障害 次のものがあります。
接地電流測定。 と直列に電流計を設置してください。 コア 接地線測定電流の大幅な増加は、 多点地 絡の可能性を示します。
変圧器油の溶存ガス分析 (DGA)。 コアの 過熱により特有のガスが生成され、DGA は コア が過熱したかどうかを判断できます。
部分放電検出。 コアの多点接地は 部分放電を伴う場合が多く、補助的な確認方法として利用できます。
場合 コア2を多点接地する、接地回路に電流制限抵抗を一時的に接続して接地電流を制限することができます。最終的には、変圧器はメンテナンスのために使用を停止する必要があります。アクティブ部分を持ち上げて、 コアの 接地状態を検査し、不要な接地点を削除する必要があります。
珪素鋼板間の絶縁が損傷した場合には、能動部も持ち上げる必要があります。損傷箇所は絶縁処理により補修するか、損傷した珪素鋼板を交換する必要があります。
絶縁 システムは 、変圧器の長期にわたる信頼性の高い動作の鍵となります。絶縁関連の主な故障は、 絶縁劣化 と 絶縁吸湿です。.
絶縁劣化。 これは運用上避けられない問題です。電気的、熱的、機械的、環境的要因の複合的な影響により、 断熱材の性能は 時間の経過とともに徐々に劣化します。劣化率は動作温度に直接関係します。熱老化の原理によれば、動作温度が上昇すると、断熱材の耐用年数は大幅に減少します。工学設計では、通常、関連する熱老化モデルが評価のために参照されます。 DGA は、エージングプロセス中に発生する特徴的なガスを検出できます。
断熱材の吸湿性。これが の急激な低下の大きな原因となります 断熱性能 。絶縁システムには主に巻線絶縁、層間絶縁、巻線間絶縁が含まれます。長期間の高温動作により絶縁材料の劣化が促進され、機械的強度と電気的性能が低下します。吸湿の一般的な原因としては、シール部品の経年劣化や損傷、油面の低下による絶縁油と空気の接触面積の増加、湿気の侵入を防ぐブリーザの故障などが挙げられます。
絶縁抵抗試験。 メガオーム計を使用して、 絶縁抵抗を測定します。 巻線と接地間および巻線間の抵抗値が著しく低い場合は、 絶縁体が 湿気を吸収したか、劣化した可能性があることを示します。
誘電損失率（tanδ）試験。 の誘電損失率を測定します 絶縁材。値の増加はの低下を示します 断熱性能 。
油中の水分分析。 絶縁油中の水分を測定します。許容可能な水分レベルは、機器の電圧レベルと動作条件に従って評価する必要があります。一般に、高電圧機器にはより厳しい水分要件があります。過剰な湿気は、 断熱システムが 水分を吸収したことを示します。
オイルの品質検査。 耐電圧試験、酸価測定、界面張力測定など、絶縁油の状態を総合的に評価できます。
の場合は、 絶縁材の吸湿の水分を除去する真空乾燥処理が可能です 絶縁材。加圧真空油ろ過も絶縁油から水とガスを効果的に除去できます。
場合には、油交換または絶縁油再生処理が必要となります。 絶縁劣化が 激しい極端な場合には、劣化した 断熱材を 交換する必要があります。
主な予防策は次のとおりです。定期的に 断熱性能試験を実施し、 の傾向分析を確立します。 断熱 状態の変化湿気の侵入を防ぐためにシーリングシステムを良好な状態に維持します。ブリーザーが適切に動作していることを確認し、乾燥剤を定期的に交換してください。
タップ 切替器 は、故障率が比較的高い変圧器部品の 1 つです。一般的な問題としては、接点の接触不良、接点の侵食、スイッチング機構の故障などが挙げられます。
接触不良が発生すると接触抵抗が増加し、局部的に激しい発熱を引き起こします。時間が経つと、接点が焼けたり、溶接されたりする可能性があります。症状としては、 油温の上昇、出力電圧の異常、 DC 抵抗の 不均衡の増加などがあります。
主な原因としては、接点バネ圧不足による接触不良、接触不良が考えられます。接触表面の酸化または汚染により、接触抵抗が増加します。頻繁なスイッチングによる接点の磨耗。スイッチング機構の機械的故障により、適切なスイッチングが妨げられます。
直流抵抗試験。 各タップ位置での直流抵抗を測定します。特定の位置の抵抗が著しく高い場合は、その位置の接触不良を示します。
赤外線温度測定。動作中に、赤外線熱画像カメラを使用して、 周辺の温度分布を観察し タップチェンジャー領域 、局所的な過熱点を特定します。
切り替えテスト。 段階的に切り替え操作を行い、スムーズに動作するか、タップ切替器が正しい位置に到達するかを確認します。
接触不良の場合は、まず変圧器の使用を停止することができます。タップ 切替装置を 数回前後に切り替えることで、機械的作用により接触面の酸化皮膜を除去します。問題が解決しない場合は、アクティブな部分を持ち上げて検査する必要があります。接点を研磨して修理するか、ひどく焼けた場合は交換する必要があります。
予防策:無負荷 タップ切換器を頻繁に操作することは避けてください。 負荷条件下で定期的に作動機構や接触状態を点検してください。
油入変圧器は 絶縁油を使用して絶縁と放熱を行っています。油の品質が劣化すると、変圧器の動作性能や寿命に影響を及ぼします。
オイルの品質劣化 は、オイルの色が濃くなる、酸価の増加、誘電損率の増加、 絶縁破壊電圧の低下によって示されます。原因としては、長期使用による絶縁油の酸化などが挙げられます。油入変圧器では、絶縁油が絶縁と冷却の役割を果たします。オイルの品質が劣化すると放熱能力が低下し、全体の断熱レベルが低下します。
油漏れは、 の非常に一般的な外部故障です 油入変圧器。オイル漏れはオイル量を減少させるだけでなく、オイルタンク内に水分や不純物が侵入し、 オイルの品質劣化を促進します。.
オイルの品質分析。 絶縁破壊電圧、水分含有量、酸価、誘電損失係数などの検査のためにオイルサンプルを定期的に収集します。
オイルレベル検査。 オイルレベルインジケーターを確認してください。オイルレベルが継続的に低下している場合は、漏れの可能性を示しています。
目視検査。 オイルタンク、溶接部、バルブ、シールガスケットなどの箇所にオイル漏れの兆候がないか確認してください。
に対しては 油の品質劣化、水分、不純物、劣化物を除去する濾過・再生処理が可能です。劣化の激しいオイルは直接交換してください。
オイル漏れの処置は、漏れの場所と原因によって異なります。ガスケットが漏れている場合はシール部品を交換します。溶接接合部で漏れが発生した場合は溶接を修復します。バルブに漏れがある場合は、バルブを修理または交換します。
予防のために：定期的に 油の品質 検査を行ってください。通常のオイルレベルを維持し、過度に低いオイルレベルを避けてください。ブリーザーが適切に動作することを確認してください。
変圧器 冷却システムは 、動作中に発生する熱を放散する役割を果たします。と 冷却システムが故障する 、変圧器の 温度上昇が 許容限度を超え、 絶縁体の劣化が加速する可能性があります。.
一般的な 冷却システムの障害には、次の ようなものがあります。ラジエーターが詰まり、熱放散効率が低下します。オイルポンプの故障によるオイル循環の中断。ファンが動作していないか、または不十分な速度で動作している。冷却パイプラインの漏れ。
油温監視。 変圧器の最高油温を確認してください。同じ負荷と周囲温度条件下で油温が通常よりも大幅に高い場合は、 冷却システムに 問題がある可能性があることを示しています。
冷却装置の点検。 オイルポンプやファンの動作状況を確認し、正常に動作しているか確認してください。
ラジエーターの点検。 ラジエーターの表面に、放熱に影響を与える可能性のある過度のほこりが蓄積していないか確認してください。
ラジエーターが詰まっている場合は、掃除するか吹き飛ばして放熱能力を回復してください。オイルポンプやファンが損傷している場合は、修理または交換してください。クーラーに漏れがある場合は、漏れ箇所を特定して修理します。
予防策: 定期的にラジエーターを掃除してください。オイルポンプとファンを定期的に検査してください。の総合的な点検とメンテナンスを実施します。 冷却システム 高温期が始まる前に、
故障箇所 |
一般的な障害の種類 |
診断方法 |
治療措置 |
|---|---|---|---|
巻き上げ |
ターン間短絡、層間短絡、巻線変形 |
直流抵抗試験、巻数比試験、短絡インピーダンス試験 |
巻線を修理するか、損傷したコンポーネントを交換します |
コア |
多点接地、局所過熱 |
地絡電流検出、DGA |
異常な接地点をなくす |
絶縁 |
経年劣化、吸湿性 |
絶縁試験、オイルサンプル分析 |
乾燥処理と断熱性能の回復 |
タップチェンジャー |
接触不良、接点消耗、開閉機構の故障 |
直流抵抗試験、赤外線温度測定、開閉試験 |
スイッチング動作により酸化膜を除去。焼けた接点を磨くか交換する |
油の品質 |
油劣化、絶縁油吸湿 |
油質分析、油面検査、目視検査 |
濾過および再生処理;ひどい場合にはオイルを交換してください。漏れ箇所を修理する |
冷却システム |
ラジエーターの詰まり、オイルポンプの故障、ファンの故障 |
油温監視、冷却装置検査、ラジエーター検査 |
ラジエーターを掃除します。オイルポンプとファンを修理または交換する |
予防テストは 、変圧器の潜在的な故障を初期に特定するための重要な方法です。主なテスト項目は次のとおりです。
絶縁抵抗試験
直流抵抗試験
巻数比テスト
誘電損失率試験
変圧器油の溶存ガス分析 (DGA)
部分放電検出
赤外線熱画像検出
これらのテストを定期的に実行し、傾向分析のための履歴データを蓄積することで、重大な障害に発展する前に潜在的な障害の兆候を特定できます。
DGA は 現在、最も広く使用されている 変圧器の故障診断 方法の 1 つです。変圧器内部で熱故障や電気故障が発生すると、絶縁油や固体絶縁材が分解し、特定のガスが発生します。オイル内の溶存ガスの組成と濃度を分析することにより、 故障の種類 (過熱、放電、 絶縁劣化など) と重大度を判断できます。
異なれば 故障タイプが 、特徴的なガスの組み合わせも異なります。 3 比率法などの方法を、事前の故障特定に使用できます。重要な変圧器の定期的な DGA テストとガス含有量傾向分析の確立により、早期の故障警告を実現できます。
赤外線サーマルイメージングは、 変圧器を停止することなく機器の表面の温度分布を検出し、局所的な過熱点を特定できます。この方法は、などの故障の検出に適しています タップ切換器の接触不良、ブッシング接続部の過熱、 コアの局部的過熱。シャットダウンや物理的接触を必要としないため、比較的便利です。
センサーおよび通信技術の急速な発展に伴い、変圧器の オンライン監視システムが ますます一般的になってきています。油温、巻線温度、油中の溶存ガス、部分放電などのパラメータを継続的に監視することで、変圧器の動作状態をリアルタイムに監視できます。
変圧器の 一般的な障害 には、巻線、コア、絶縁、タップ切換器、オイルの品質、冷却システムなどの複数の側面が関係します。実際、ほとんどの故障は、など、初期段階で警告の兆候を示します。 オイル温度の異常な上昇、ガス含有量の変化、 DC 抵抗の 不均衡これらの信号を検出して時間内に対処できれば、通常は障害の拡大を回避できます。
変圧器のユーザーにとって、標準化された 予防試験 システムの確立、必要な試験設備の整備、運転データの蓄積、傾向分析の実施は、 故障 リスクを軽減し、機器の寿命を延ばすための確実な対策となります。
Zisheng Electric は長年にわたり変圧器と電力機器の研究開発と製造に従事してきました。同社の製品は、 油入変圧器、, 乾式変圧器、, アモルファス合金変圧器、開閉装置をカバーしています。同社は、 IEC 60076 や GOSTなどの規格に準拠したカスタマイズされた生産を提供し、中東、南米、アフリカ、ロシアの市場にサービスを提供しています。に関するお問い合わせについては 変圧器の操作およびメンテナンスの, 故障診断、または 機器の選択、お客様は Zisheng Electric の技術コミュニケーション用の公式チャネルを通じてプロジェクト パラメータを送信していただけます。
Zisheng Electric — 電力機器の研究開発と製造における長年の経験。同社の製品には、 乾式変圧器、, 油入変圧器、, アモルファス合金変圧器、 開閉装置などがあり、 などの国際規格に準拠したカスタマイズ生産も可能です IEC 60076 や GOST。同社は中東、南米、アフリカ、ロシアの顧客にサービスを提供しています。に関するサポートのため 変圧器の故障診断の, 運転保守や 機器選定, 技術支援を受けるには、Zisheng Electric の公式チャネルを通じてプロジェクト パラメータを送信してください。
