淺談電力變壓器常見故障診斷技術

黃 慶

（東莞市弘康電力設備有限公司，廣東 東莞 523000）

1 前言

電力變壓器是能量轉換、傳輸?shù)暮诵?，是國民?jīng)濟各行各業(yè)和千家萬戶能量來源的必經(jīng)之路，是電網(wǎng)中最重要和最關鍵的設備。電力設備的安全運行是避免電網(wǎng)重大事故的第一道防御系統(tǒng)，而電力變壓器是這道防御系統(tǒng)中最關鍵的設備。合理使用變壓器，圓滿完成區(qū)域性灌排、引水沖淤等多重任務，提高抽水站經(jīng)濟效益是一項需引起廣泛重視的課題。作為電力系統(tǒng)的重要設備，變壓器的正常安全運行決定著供電的可靠性與連續(xù)性。做到早發(fā)現(xiàn)、早處理，可以避免事故和障礙，提高經(jīng)濟效益和社會效益。

2 電力變壓器常見故障及處理措施

2.1 內部聲音異常

正常運行的變壓器，會發(fā)出均勻的電磁交流聲，在變壓器運行不正常時，有時會出現(xiàn)聲音異?；蚵曇舨痪鶆颉Ｔ斐稍摤F(xiàn)象的主要原因：變壓器過負荷運行時，內部會發(fā)出很沉重的聲音；在內部零件發(fā)生松動的情況下，會有不均勻的強烈噪聲發(fā)出。假如未夾緊鐵芯最外層硅鋼片，則會在運行時產(chǎn)生震動，發(fā)出噪聲。此外，變壓器發(fā)出異響還有可能是由于變壓器頂蓋螺絲松動所致。

變壓器內部過電壓時，會導致鐵芯接地線短路，或一二次繞組對外殼閃絡，外殼及鐵芯感應出高電壓，使變壓器內部發(fā)出噪聲。假如變壓器內部發(fā)生擊穿或者接觸不良，會由于放電而發(fā)出吱吱的聲音。若發(fā)生短路或接地，將有較大的短路電流出現(xiàn)在變壓器繞組中，使其發(fā)出大且異常的聲音。若設備有可能產(chǎn)生諧波，或將大容量的用電設備接在變壓器負載上，則易產(chǎn)生較大的啟動電流會使變壓器發(fā)出異常噪聲。

2.2 瓦斯保護故障

一種情況是發(fā)生了瓦斯保護信號動作。瓦斯保護其動作靈敏可靠，變壓器內部大部分故障都可被瓦斯保護有效監(jiān)視。在瓦斯保護信號動作發(fā)生后，即可恢復到正常音響信號，對變壓器的運行情況嚴密監(jiān)視。一般來講，有幾種原因可以引起瓦斯保護動作：①在變壓器進行濾油或加油時，沒有及時排出帶入變壓器內部的空氣，變壓器運行時油溫升高，逐漸排出內部空氣，引發(fā)瓦斯保護動作；②變壓器發(fā)生穿越性短路，或者由于內部故障產(chǎn)生氣體而引發(fā)瓦斯保護動作。當發(fā)生瓦斯保護信號動作時，若檢查中未發(fā)現(xiàn)異常，就要立刻對瓦斯繼電器中的氣體進行收集，并分析試驗。假如氣體不燃燒且無色無味，則可認為變壓器內部被空氣侵入，這種情況下，變壓器是正常運行的，只需立即將瓦斯繼電器中的氣體放出即可，同時注意觀察信號動作時間間隔是否越來越長，直至不久消失。假如氣體是可燃的，則可證明變壓器發(fā)生了內部故障，應將變壓器立刻停止運行，并進行電氣試驗，查找事故原因，送去檢修。

2.3 自動跳閘故障

發(fā)生自動跳閘故障時，應進行外部檢查，查明保護動作情況。假如在檢查之后，確認是由于人員失誤或者外部故障，而不是內部故障引起的，則可越過內部檢查步驟，直接投入送電。假如發(fā)生的是差動保護動作，就應徹底、全部檢查保護范圍內的設備。還應注意的是，變壓器起火燃燒也是極其危險的事故，變壓器內含有的不少物質都具有可燃性，不及時處理可能導致火災擴大，甚至發(fā)生爆炸。以下因素可能導致變壓器著火：由于內部故障致使變壓器散熱器或外殼破裂，變壓器油燃燒著溢出；在油枕的壓力下，變壓器油流出并在變壓器頂蓋上燃燒；變壓器套管的閃絡和破損等。這類事故發(fā)生時，變壓器會發(fā)生保護動作，斷路器自動斷開。若斷路器因故未斷開，則需立即手動來完成，停止冷卻設備，拉開電源的隔離開關，撲救火情。變壓器滅火應用泡沫式滅火器，火勢緊急時也可用砂子滅火。

2.4 繞組故障

繞組故障主要包括接頭開焊、斷線、相間短路、繞組接地、匝問短路等等。以下幾點原因引發(fā)了這些故障：

（1）變壓器在檢修或制造時，損害了局部絕緣，留下了后遺癥。

（2）變壓器在運行中因散熱不良或長期過載，有雜物落入繞組內，使溫度長期過高，導致絕緣老化。

（3）壓制不緊，制造工藝不良，變壓器機械強度無法經(jīng)受短路沖擊，使絕緣損壞，繞組變形。

（4）由于繞組受潮而導致絕緣膨脹堵塞油道，致使變壓器局部過熱。

（5）絕緣油與空氣接觸面積過大，或因混入水分而劣化，升高了油的酸價，油面太低或者絕緣水平下降，使得繞組暴露于空氣中，未能盡快處理。

以上原因都可造成一旦發(fā)生絕緣擊穿現(xiàn)象時，繞組接地故障或短路。假如發(fā)生匝問短路，則表現(xiàn)各相直流電阻不平衡，電源側電流略有增大，變壓器過熱油溫增高，有時還發(fā)生油中有不停的冒泡聲。匝問短路輕微時，可引起瓦斯保護動作，而嚴重的匝間短路則可造成電源側的過流保護或者差動保護動作。因為更嚴重的相間短路或單相接地等故障繞組常常會因匝間短路而引起，匝問短路發(fā)生時，應盡快處理。

2.5 變壓器油溫突變

引起變壓器油溫突增的主要原因：冷卻裝置運行不正常、內部緊固螺絲接頭松動、內部短路閃絡放電以及變壓器超負荷運行等。正常情況下，變壓器上層油溫必須在85 ℃以下。假如變壓器本身沒有配置溫度計，則可在變壓器的外殼用水銀溫度計測量溫度，80 ℃以下的指示值為正常。發(fā)現(xiàn)油溫過高時，首先檢查冷卻裝置運行是否正常以及變壓器是否過負荷。若變壓器超負荷運行，要即刻使變壓器的負荷減輕，假如負荷減輕后變壓器溫度依然難以下降，就要立刻切斷電源，查找故障原因。

2.6 變壓器油質變壞

變壓器油溫經(jīng)常過熱，使用時間過長，運行時侵入潮氣或漏進雨水都是導致油質變壞的原因。變壓器油的絕緣性能由于油質變壞而大大降低，極易導致變壓器故障。對于新近投運的變壓器，其油質應為淺黃色，經(jīng)過一段時間運行后，逐漸變成淺紅色。如檢測時發(fā)現(xiàn)油色發(fā)黑，為防止繞組與外殼之間或線圈繞組間發(fā)生擊穿，應立即取樣進行化驗分析，若化驗不合格，則停止變壓器運行，對絕緣油進行再生或過濾，檢驗合格方可繼續(xù)運行。

3 電力變壓器維護措施

日常維護工作中，應實時監(jiān)視變壓器的運行情況，變壓器在超負荷運行時，更應縮短監(jiān)控的周期。定期巡視變壓器的上層油溫、電壓、電流等，并對變壓器進行外部檢查。具體的日常維護工作有：對磁裙、套管的清潔程度進行檢查并及時清理，以保證絕緣子與磁套管的清潔，避免閃絡事故；運行冷卻裝置時，要對冷卻器出油管和進油管的蝶閥進行確認，保證入口干凈無雜物，散熱器進風通暢；運行中風扇運轉正常，無異音及明顯振動，潛油泵轉向正確，冷卻器無滲漏油現(xiàn)象，無振動及異常聲音，分路電源自動開關閉合良好。此外，定期對分接開關進行檢查，包括觸頭的緊固、接觸的定位、轉動靈活性等。還應定期測試變壓器的套管、線圈、避雷器，避雷器引線應盡可能短，接地必須可靠，接地電阻不應超過4 Ω。對相關的消防設施也要定期試驗。

4 結束語

綜上所述，抽水站運行中的變壓器很多直接安裝在室外，變化著的氣候條件很容易影響變壓器的運行；此外，由于電力負荷的變化范圍和頻率也很大，也會對變壓器造成影響。如果溫度持續(xù)升高，散熱不暢，就會造成變壓器溫升大增，甚至導致變壓器燒毀。變壓器及其附屬設備還會遭受外力的破壞。所以，應該加強對變壓器的檢測與巡視，觀察其運行時的油位、油溫、顏色異常、聲音、氣味等，將故障與風險扼殺在萌芽狀態(tài)。

1 唐黎標.電力變壓器常見故障及診斷技術[J].安全，2008.12

2 郭 芳.變壓器常見故障綜合判斷方法[J].西北職教，2008.5