變壓器常見(jiàn)故障及處理辦法

陳云萍

遼寧省新民市遼河油田電力集團(tuán)公司沈陽(yáng)供電工區(qū),遼寧新民 110316

0 引言

電力變壓器是輸配電系統(tǒng)中極其重要的電氣設(shè)備，因此其安全可靠性是保障電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的必備條件。電力變壓器運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)，運(yùn)行值班人員應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象正確地判斷事故的原因和性質(zhì)，迅速果斷地進(jìn)行處理，以防止事故擴(kuò)大，影響正常供電。

電力變壓器在運(yùn)行中常見(jiàn)的故障是繞組、套管和分接開(kāi)關(guān)的故障，而鐵芯、油箱和其它附件的故障較少。

1 繞組故障

繞組故障主要有匝間短路、線圈接地、相間短路、斷線及接頭開(kāi)焊等。

1.1 故障產(chǎn)生的原因

1）在制造和檢修時(shí)，局部絕緣受到損害，遺留下缺陷；2）在運(yùn)行中因散熱不良或長(zhǎng)期過(guò)載，線圈內(nèi)有雜物落入，使溫度過(guò)高或絕緣老化；3）制造工藝不良，壓制不緊，機(jī)械強(qiáng)度不能經(jīng)受住短路沖擊，使線圈變形絕緣損壞；4）線圈受潮，絕緣膨脹堵塞油道，引起局部過(guò)熱；5）絕緣油內(nèi)混入水分使其劣化或空氣接觸面積過(guò)大，使油的酸價(jià)過(guò)高絕緣水平下降或油面太低，部分線圈露在空氣中未能及時(shí)處理。

1.2 故障分析處理

1）繞組匝間短路：匝間短路時(shí)，變壓器的溫度比正常運(yùn)行時(shí)高，一般瓦斯繼電器的氣體呈灰色或藍(lán)色，跳閘回路動(dòng)作；嚴(yán)重時(shí)，差動(dòng)保護(hù)或電源側(cè)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作，高壓熔斷器熔斷。繞組匝間短路故障一般可用測(cè)量繞組直流電阻與以往的數(shù)值做比較的方法發(fā)現(xiàn)。發(fā)生繞組匝間短路時(shí)空載電流和空載損耗顯著增加，因此，可測(cè)量空載電流和空載損耗，并測(cè)量繞組的直流電阻和進(jìn)行油的色譜分析來(lái)綜合判斷。查找故障點(diǎn)時(shí)，應(yīng)將變壓器器身吊高檢查，如不易找到，可對(duì)繞組施加10%～20%的額定電壓，（在空氣中）這時(shí)匝間短路處會(huì)發(fā)生冒煙現(xiàn)象；2）繞組對(duì)接地部分短路：事故時(shí)，一般都是瓦斯繼電器動(dòng)作、防爆管噴油，如果變壓器的中性點(diǎn)接地，則差動(dòng)和過(guò)電流保護(hù)也會(huì)動(dòng)作。一般情況下，測(cè)量繞組的對(duì)地絕緣電阻即可發(fā)現(xiàn)是否存在繞組接地；3）繞組相間短路：繞組匝間短路或接地故障時(shí)，由于電弧及融化了的銅粒四散飛濺，使事故蔓延擴(kuò)大，可能發(fā)展為相間短路。發(fā)生相間短路時(shí)，強(qiáng)大的短路電流將產(chǎn)生猛烈燃燒的電弧。此時(shí)，瓦斯、差動(dòng)和過(guò)流保護(hù)都會(huì)動(dòng)作，防爆管嚴(yán)重噴油，油溫劇增。測(cè)量絕緣電阻及測(cè)量繞組的直流電阻和變壓比，即可判斷出繞組的損壞情況；4）繞組和引線斷線：由于連接不良或短路應(yīng)力使導(dǎo)線斷裂；導(dǎo)線內(nèi)部焊接不良、匝間短路使線圈燒斷。斷線處發(fā)生電弧引起繞組接地和相間短路；油分解促使氣體繼電器動(dòng)作。處理時(shí)可進(jìn)行吊芯檢查，用電橋測(cè)量繞組直流電阻，判斷故障相，重繞繞組。

2 套管故障

這種故障常見(jiàn)的是套管炸毀、閃絡(luò)和漏油等。

2.1 故障原因

1）由于滲油使之積灰臟污、噴水冷卻的影響等；2）呼吸器裝置不當(dāng)或者吸入水分未及時(shí)處理；3）密封不良，絕緣受潮劣化。

2.2 故障分析處理

變壓器瓷套表面臟污時(shí)，由于臟污吸收水分，導(dǎo)致絕緣降低，不僅容易引起瓷套管的表面放電，還可能使其泄露電流增加，造成套管發(fā)熱。瓷套管表面臟污，使其閃絡(luò)電壓降低，當(dāng)線路有過(guò)電壓現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)引起瓷套管的閃絡(luò)放電，導(dǎo)致斷路器跳閘，另外由于瓷套管表面放電，導(dǎo)致它的表面瓷質(zhì)損壞，這是絕緣擊穿的另一個(gè)重要因素。若變壓器的瓷套管發(fā)生裂紋也會(huì)使其絕緣強(qiáng)度降低。因?yàn)榇商坠芰鸭y中充滿空氣，空氣的介電系數(shù)小，致使裂紋中的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，當(dāng)增大到一定數(shù)值時(shí)，空氣就被游離，引起瓷套管的局部放電，使瓷套管裂紋中進(jìn)水結(jié)冰時(shí)，還會(huì)使瓷套管脹裂。

以上的幾種故障均會(huì)造成套管閃絡(luò)和爆炸事故、套管對(duì)地或套管間放電時(shí)外部保護(hù)裝置動(dòng)作。為了防止上述事故的發(fā)生，應(yīng)利用檢修停電的機(jī)會(huì)擦拭變壓器套管表面；當(dāng)發(fā)現(xiàn)套管表面有裂紋時(shí)，應(yīng)停電及時(shí)更換變壓器套管。

3 分接開(kāi)關(guān)故障

3.1 有載分接開(kāi)關(guān)故障

3.1.1 故障現(xiàn)象

值班人員檢查變壓器時(shí)，如發(fā)現(xiàn)變壓器油箱內(nèi)上部有“吱吱”的放電聲，電流表隨著響聲發(fā)生擺動(dòng)，瓦斯保護(hù)發(fā)出信號(hào)，油的閃點(diǎn)急劇下降，此時(shí)可初步判斷分接開(kāi)關(guān)故障。

3.1.2 故障原因

1）輔助觸頭中的過(guò)程電阻在切換過(guò)程中被擊穿燒斷，在燒斷處發(fā)生閃絡(luò)，引起觸頭間的電弧越拉越長(zhǎng)，并發(fā)出異常聲音；2）分接開(kāi)關(guān)由于密封不嚴(yán)而進(jìn)水，造成相間閃絡(luò)；3）由于分接開(kāi)關(guān)滾輪卡住使分接開(kāi)關(guān)停在過(guò)渡位置上，造成相間短路而燒壞；4）調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)油箱不嚴(yán)密，造成油箱內(nèi)與主變壓器油箱內(nèi)的油連通，而使兩個(gè)油位計(jì)的油位指示相同，使分接開(kāi)關(guān)的油位指示器出現(xiàn)假油位，造成分接開(kāi)關(guān)油箱內(nèi)缺油，危及分接開(kāi)關(guān)的安全運(yùn)行。所以大型有載調(diào)壓變壓器的油枕上，裝有兩個(gè)油位指示器，一個(gè)是指示有載分接開(kāi)關(guān)油箱內(nèi)的油位，另一個(gè)是指示變壓器油箱內(nèi)的油位，兩個(gè)油箱是隔離的，所以這兩個(gè)油位指示器是不同的，在運(yùn)行中應(yīng)注意檢查。

3.1.3 故障處理

值班人員應(yīng)監(jiān)視變壓器的運(yùn)行情況，如電流、電壓、溫度、油位、油色和聲音的變化，試驗(yàn)人員應(yīng)立即取油樣進(jìn)行氣相色譜分析。當(dāng)鑒定為分接開(kāi)關(guān)故障時(shí)，值班人員應(yīng)將分接開(kāi)關(guān)切換到完好的檔位上運(yùn)行。

3.2 無(wú)載分接開(kāi)關(guān)故障

1）故障現(xiàn)象同有載分接開(kāi)關(guān)。

2）故障原因。

（1）分接開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)彈簧壓力不足，滾輪壓力不均，使有效接觸面積減少，以及鍍銀層機(jī)械強(qiáng)度不夠而嚴(yán)重磨損等引起分接開(kāi)關(guān)在運(yùn)行中被燒壞；（2）分接開(kāi)關(guān)接觸不良，引出線連接和焊接不良，經(jīng)受不起短路沖擊而造成分接開(kāi)關(guān)故障；（3）在倒換分接頭時(shí)，因分接頭位置切換錯(cuò)誤，引起分接開(kāi)關(guān)燒壞；（4）由于相間絕緣距離不夠，或者絕緣材料的電氣絕緣強(qiáng)度低，在過(guò)電壓的情況下絕緣擊穿，造成分接開(kāi)關(guān)相間短路。

3）故障處理同有載分接開(kāi)關(guān)故障處理方法。

4 結(jié)論

當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，值班人員應(yīng)根據(jù)自己掌握的相關(guān)知識(shí)沉著冷靜、迅速、準(zhǔn)確地判斷和分析故障的性質(zhì)，及時(shí)處理，盡快限制事故的發(fā)展，消除事故根源并解除對(duì)人身和設(shè)備的危害。用一切可能的方法保護(hù)變壓器的繼續(xù)運(yùn)行，以保證對(duì)重要用戶不間斷的供電。

[1]廖自強(qiáng)，余正海.變電運(yùn)行事故分析及處理[M].北京：中國(guó)電力出版社，2004：112-120.

[2]徐緒椿，姜善國(guó).廠礦農(nóng)村電工實(shí)用技術(shù)（上冊(cè)）[M].昆明：云南科技出版社，1999：126-127.