大型電力變壓器常見故障預(yù)防及處理

萬新兵

(華能大壩發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 青銅峽 751607)

作為電力系統(tǒng)中最主要的設(shè)備之一，變壓器對電能經(jīng)濟傳輸和靈活調(diào)配具有十分重要的作用，其穩(wěn)定可靠運行是維系電網(wǎng)不間斷供電的基本保證。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，大型電力變壓器已廣泛使用，變壓器的異常和故障若不能及時發(fā)現(xiàn)和處理，將嚴重危及電力系統(tǒng)的安全，給國民經(jīng)濟造成重大損失。

1 變壓器內(nèi)部異常聲響

變壓器正常運行時，一般會發(fā)出均勻的“嗡嗡”電磁聲。若響聲異?；蛱貏e大，則說明變壓器運行不正?；蛴袃?nèi)部故障，應(yīng)立即進行檢查判斷。

1.1 原因分析

(1)嚴重過負荷使變壓器內(nèi)部發(fā)出沉重的“嗡嗡”聲。

(2)由于內(nèi)部接觸不良或有地方被擊穿而發(fā)生放電，使變壓器內(nèi)部發(fā)出“吱吱”或“劈啪”的放電聲。

(3)由于變壓器頂蓋連接螺栓等個別零件松動，變壓器鐵芯未夾緊，造成硅鋼片震動，從而發(fā)出強烈噪聲。此外，鐵芯兩側(cè)硅鋼片未夾緊也會發(fā)出異常聲響。

(4)電網(wǎng)中有接地故障或短路故障時，繞組中流過的電流過大會發(fā)出強烈的噪音。

(5)變壓器接有大型動力設(shè)備或能產(chǎn)生諧波電流的設(shè)備時，大型動力設(shè)備啟動或產(chǎn)生諧波的設(shè)備運行時都可能導(dǎo)致變壓器發(fā)出“哇哇”聲。

(6)由于變壓器鐵芯諧振，變壓器發(fā)出忽粗忽細的異常聲響。

(7)變壓器原邊電壓過高或不平衡可能導(dǎo)致其發(fā)出異常聲響。

(8)由于存在過電壓，繞組或引出線對外殼放電或鐵芯接地線斷開，使鐵芯對外殼放電，導(dǎo)致變壓器發(fā)出放電聲。

1.2 處理方法

(1)準確判斷原因。

(2)對于由過負荷或外部原因引起的異常聲響，應(yīng)著重監(jiān)控負荷，使其不超過變壓器允許過負荷能力，同時注意油溫和油位的變化，特別要注意接頭處應(yīng)接觸良好，無火花放電現(xiàn)象。

(3)若變壓器油擊穿或零件松動，應(yīng)停電處理。

2 變壓器油位過高或過低

正常運行時，變壓器的油位會隨著油溫的變化而發(fā)生變化。在不正常情況下，由于漏油、油標(biāo)管堵塞等，也會導(dǎo)致變壓器油位發(fā)生變化。

2.1 原因分析

2.1.1 油位過高

(1)變壓器長時間或嚴重超負荷運行。

(2)環(huán)境溫度過高。

(3)冷卻器運行故障。

2.1.2 油位過低

(1)環(huán)境溫度過低。

(2)變壓器密封不好，發(fā)生漏油。

2.2 處理方法

(1)若變壓器油位過高，將造成溢油，使變壓器表面臟污。因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)油位過高時，應(yīng)適量放油。

(2)若變壓器油位過低，則可能造成氣體繼電器誤動作，還可能使變壓器內(nèi)部乃至線圈外露，導(dǎo)致內(nèi)部放電；同時使變壓器內(nèi)油與空氣的接觸面增大，加速油的氧化，使油質(zhì)變壞。因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)油位過低時，可適當(dāng)關(guān)閉散熱器并及時補油。若變壓器缺油是由漏油造成的，應(yīng)立即查找泄漏點并及時堵漏；大量漏油時，應(yīng)申請停電檢修，此時瓦斯保護不得退出運行。

(3)若油位固定不變或變化規(guī)律與油溫變化不一致，則可能是假油位。假油位一般是由油標(biāo)管、呼吸器或防爆管通氣管堵塞造成的。發(fā)生假油位故障時，應(yīng)重設(shè)瓦斯改投信號，防止誤跳閘。

3 油溫突然升高

油浸式電力變壓器采用的絕緣紙、木材、棉紗均為A級絕緣材料。A級絕緣材料的最高工作溫度不得超過150 ℃，因此，變壓器發(fā)熱元件溫度不得超過105 ℃，繞組溫升不得超過65 ℃，鐵芯表面溫升不得超過70 ℃，油箱上層油溫不得超過95 ℃。為減緩變壓器油變質(zhì)，上層油溫不宜超過85 ℃。對于大型變壓器，采用強油風(fēng)冷(或水冷)，正常運行中上層油溫不得超過75 ℃。若運行中發(fā)現(xiàn)變壓器油溫過高或突升，應(yīng)及時處理。若環(huán)境溫度、負荷電流和電壓未發(fā)生變化，運行中變壓器油溫突然升高，其原因及處理方法如下。

3.1 變壓器繞組匝間短路或?qū)娱g短路

當(dāng)變壓器繞組匝間短路或?qū)娱g短路時，會使油溫上升，導(dǎo)致變壓器油溫升高。其判斷方法如下：

(1)根據(jù)變壓器的聲音進行初步判斷，有時發(fā)生“咕嚕咕嚕”的聲音；

(2)取油樣化驗，檢查絕緣油是否變壞；

(3)檢查瓦斯繼電器的輕瓦斯是否動作發(fā)信號、重瓦斯是否動作造成跳閘；

(4)停電后測量繞組直流電阻以便作進一步判斷。若確定為變壓器繞組匝間短路或?qū)娱g短路，應(yīng)進行大修。

3.2 變壓器分接開關(guān)接觸不良

變壓器分接開關(guān)接觸不良時，會使接觸電阻過大而發(fā)熱或局部放電，導(dǎo)致變壓器油溫升高，其判斷方法如下：

(1)觀察負荷是否隨溫度升高而增大；

(2)檢查氣體繼電器，觀察輕瓦斯是否頻繁動作發(fā)出信號；

(3)取油樣化驗，檢查絕緣油是否變壞，閃點是否下降；

(4)停電后測量高壓繞組的直流電阻值，分析是否發(fā)生變化。若確定為變壓器分接開關(guān)接觸不良，應(yīng)修理分接開關(guān)；若確定為分接開關(guān)未就位，應(yīng)及時使其就位。

3.3 變壓器鐵芯片間絕緣損壞或壓緊螺桿絕緣損壞

變壓器鐵芯片間絕緣損壞或壓緊螺桿絕緣損壞時，會造成鐵心短路，進而使渦流損失增大，導(dǎo)致變壓器溫度升高。其判斷方法如下：

(1)檢查瓦斯繼電器，觀察輕瓦斯是否頻繁動作發(fā)信號、是否導(dǎo)致重瓦斯動作；

(2)取油樣化驗，檢查絕緣油是否變壞，觀察閃點是否下降。若確定變壓器鐵芯短路，應(yīng)吊芯檢查并處理。

3.4 變壓器負荷過大且延續(xù)時間過長、三相負荷嚴重不平衡或電壓偏高

變壓器負荷過大且延續(xù)時間過長、三相負荷嚴重不平衡或電壓偏高時，將導(dǎo)致變壓器溫度升高。其判斷方法如下：

(1)根據(jù)變壓器的聲音和儀表指示判斷是過負荷還是三相負荷嚴重不平衡；

(2)若變壓器過負荷，應(yīng)根據(jù)實際情況減小負荷，并將冷卻器全部投入運行；

(3)若電壓過高導(dǎo)致發(fā)熱增大時，應(yīng)適當(dāng)降低原邊電壓(可降低發(fā)電機無功出力或減少無功補償)，對于帶有有載調(diào)壓的變壓器可適當(dāng)降低檔位和電壓運行。

3.5 冷卻器故障

冷卻器故障會使變壓器冷卻條件惡化，造成溫度突然升高。其判斷方法如下：

(1)立即就地檢查冷卻器運行情況。若冷卻器全停，在查明原因并實施解決措施后，立即將其投入運行。

(2)若原因復(fù)雜、一時不能查清時，可適當(dāng)降低變壓器負荷，采取臨時冷卻方式，通知檢修人員搶修冷卻器后運行。

(3)加強對變壓器各部分溫度及溫升的監(jiān)控。有備用變壓器時應(yīng)投備用變壓器；上層油溫達到高限值且冷卻器未投入運行時，應(yīng)立即停電處理。

4 變壓器鐘罩螺栓過熱

當(dāng)變壓器鐘罩螺栓過熱時，若不及時有效地消除，將會造成主變壓器油箱密封橡膠墊局部快速劣化而漏油，甚至迫使變壓器停電檢修。

4.1 原因分析

(1)螺栓安裝不緊，螺栓與法蘭因污垢而接觸不良，引起變壓器漏磁，從而在螺栓上產(chǎn)生渦流導(dǎo)致過熱。

(2)運行中的變壓器漏磁在變壓器鐘罩表面感應(yīng)出較大的電流，此電流通過變壓器鐘罩螺栓、接地扁鐵等泄放到大地。當(dāng)泄放電流過大時，會引起螺栓過熱。

4.2 處理方法

(1)對發(fā)熱嚴重的螺栓采用外跨接短路環(huán)的辦法進行處理，以增加螺栓的受熱面，并起到較好的分流效果。

(2)對其他與法蘭接觸狀況較差的螺栓進行清污，并涂抹增加導(dǎo)電性和防止氧化的電力脂后重新緊固。

(3)在變壓器大修時，應(yīng)盡量使各螺栓的緊固力相同，并考慮在油箱沿內(nèi)側(cè)增設(shè)屏蔽層，以隔斷漏磁路徑。

5 冷卻器全停

大型變壓器因容量大、參數(shù)高而導(dǎo)致發(fā)熱量特別大，為保證安全運行，變壓器裝設(shè)了強迫油風(fēng)冷或強迫油水冷裝置，以加強冷卻效果。一旦冷卻器全停，變壓器冷卻條件惡化，油溫會很快上升至最高限定值，可能導(dǎo)致設(shè)備損壞或通風(fēng)保護動作跳閘，使用戶供電中斷。

5.1 原因分析

(1)冷卻器控制柜密封不好，沙塵進入到繼電器內(nèi)部，造成控制回路工作不正常。當(dāng)1路工作電源發(fā)生故障失電后，2路工作電源不聯(lián)投，造成冷卻器失電全停。

(2)沒有完善的設(shè)備定期輪換制度，冷卻器出現(xiàn)1路(2路)電源帶1路(2路)電源接觸器長期運行，從而導(dǎo)致設(shè)備因發(fā)熱、疲勞而發(fā)生故障。同時，2路(1路)電源接觸器因長時間備用，沙塵進入接觸器內(nèi)部附著在接觸器觸頭表面，造成聯(lián)投成功率大幅下降。

(3)冬季氣溫低，導(dǎo)致變壓器油溫低、黏度增大，易引起冷卻器油泵熱偶動作，造成冷卻器停運。

5.2 處理方法

(1)在冷卻器控制柜的前后門的四邊貼密封條，以提高控制柜的密封性。值班人員每次巡檢后應(yīng)及時將柜門關(guān)好，并定期進行清灰。

(2)制定明確的設(shè)備輪換制度，每月對冷卻器2路工作電源定期切換1次。

(3)冬季運行時，應(yīng)根據(jù)氣溫和變壓器的油溫情況，適當(dāng)減少運行冷卻器的組數(shù)，將變壓器油溫控制在15 ℃以上。