淺談電力變壓器常見故障及檢測維修方法

孫希凱 胡瑞琪

摘要：隨著當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各個行業(yè)對于電力的需求猛增，而電力變壓器作為電能傳輸和配送的重要設(shè)備之一，同時更是維持電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定的基礎(chǔ)。為保證電力變壓器日常運(yùn)行成效，必須對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，了解和采集電力變壓器運(yùn)行狀況及運(yùn)行信息，然后據(jù)此對設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)判，通過科學(xué)、高效的方法對其進(jìn)行診斷和檢測，提前將各類問題消除在萌芽狀態(tài)，確保設(shè)備能夠高效、健康運(yùn)行。論文分析了電力變壓器常見故障及其原因，簡單敘述了電力變壓器的檢修方法。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;常見故障;分析;檢修方法

1引言

電力變壓器作為電網(wǎng)系統(tǒng)的核心設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)的好壞，直接關(guān)系到電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。由于電力變壓器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，運(yùn)行過程中還需要面對各種類型的環(huán)境因素，所以我們需要通過科學(xué)、高效的方法對其進(jìn)行診斷和檢測，提前發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。電力變壓器故障分析判別涉及多個學(xué)科，且電力變壓器故障種類繁多，其表現(xiàn)存在較大差異，需要充分掌握和了解電力變壓器結(jié)構(gòu)原理、運(yùn)行條件、設(shè)備特點(diǎn)等內(nèi)容，才能保證電力變壓器在運(yùn)行中穩(wěn)定、可靠。

2 電力變壓器常見故障及其原因分析

2.1 電力變壓器線圈故障分析

電力變壓器線圈故障主要包括：線圈對地?fù)舸?、匝間（或?qū)娱g）短路、線圈相間短路等。其中，造成電力變壓器線圈對地?fù)舸┑闹饕蚨嗍蔷€圈與鐵心間絕緣不良，另外，在雷擊或短路過程中出現(xiàn)的電磁力可能造成電力變壓器線圈形變甚至損毀，最終體現(xiàn)為線圈對地?fù)舸┕收?匝間（或?qū)娱g）短路是因為電力變壓器線圈導(dǎo)線及層間絕緣出現(xiàn)破壞的區(qū)域，這部分區(qū)域絕緣會降低，并且運(yùn)行使用到一定程度，會出現(xiàn)匝間（或?qū)娱g）的短路情況，如果出現(xiàn)這種問題，電力變壓器內(nèi)部會出現(xiàn)短路線圈，造成這部分線圈及原線圈電流迅速增加，電流造成的溫升會導(dǎo)致油裂解和分解變壓器絕緣材料，造成氣體繼電器報警。電力變壓器不同線圈間的絕緣損壞造成的短路成為電力變壓器的相間短路，這種情況類似于線圈對地?fù)舸?，或者引線、磁套管之間出現(xiàn)短路都有可能[1]。

2.2 電力變壓器鐵芯故障分析

在電力變壓器日常運(yùn)行過程中存在的“嗡嗡”聲，即為變壓器鐵芯內(nèi)部的磁力線因周期性變化引起自身振動而出現(xiàn)的。當(dāng)電力變壓器鐵芯或零件松動時，就會出現(xiàn)異響。電力變壓器空載運(yùn)行、帶負(fù)荷運(yùn)行時的響聲也存在明顯差異，特別是當(dāng)電力變壓器發(fā)生故障時，其異響可以作為判斷故障的重要依據(jù)，如電力變壓器電源側(cè)超壓“嗡嗡”聲會加劇。在電力變壓器鐵芯硅鋼片表層涂覆絕緣漆，保證內(nèi)部絕緣效果，同時將內(nèi)部渦流限制在硅鋼片當(dāng)中，若硅鋼片間絕緣降低，會導(dǎo)致渦流損耗增加，損壞處的溫升較快，造成周邊絕緣老化速度增加，從而引發(fā)故障問題的擴(kuò)大，甚至出現(xiàn)片間短路或局部熔化等問題。

2.3 電力變壓器滲油故障分析

電力變壓器若出現(xiàn)滲油故障，會造成不必要的停機(jī)事故。一般情況下電力變壓滲油主要包括以下三種情況：油箱焊接滲油、低壓側(cè)套管滲油、高壓套管升高座或進(jìn)入孔法蘭滲油。油箱焊接處漏油的情況主要是因為油箱平面接縫處漏油，所以解決措施就是直接對接縫處再焊接，但是對于拐角、加強(qiáng)筋處的滲漏點(diǎn)來說，容易在內(nèi)應(yīng)力作用下出現(xiàn)二次滲油問題，這種情況焊接時建議將鐵板分割成紡錘狀再進(jìn)行補(bǔ)焊，對于三面連接的情況可以根據(jù)實(shí)際需要把鐵板分割成三角形再進(jìn)行補(bǔ)焊;對于低壓側(cè)套管出現(xiàn)滲油問題，主要是母線拉伸、低壓側(cè)引線引出較短，膠珠壓在螺紋上等情況造成的[2]，針對這些問題，可以根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)加裝母線軟連接，若低壓引出線較短可以重新進(jìn)行調(diào)整，如果調(diào)整不了，就在膠珠密封的平面上加一些封膠，也可以用銅質(zhì)壓力帽替代瓷質(zhì)壓力帽。對于高壓套管升高座或者檢修孔法蘭漏油的情況，可以往法蘭空隙里灌入密封膠，看見法蘭螺絲帽有膠冒出就可以了。

2.4 電力變壓器接頭過熱故障

電力變壓器各處存在大量接頭，若這部分接頭出現(xiàn)問題，會造成局部過熱，甚至燒毀，嚴(yán)重影響電力變壓器及電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

對于電力變壓器的接頭來說，日常需要關(guān)注是否存在銅鋁連接情況，電力變壓器引出線為銅制，若是在室外或潮濕環(huán)境中將鋁導(dǎo)體與銅端頭進(jìn)行連接必然會造成不利影響。這主要由于銅鋁接觸面有溶解的鹽水份滲入，再在電耦合的影響下會發(fā)生電解反應(yīng)，鋁會有比較強(qiáng)的電腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，因此破壞了觸頭。為避免此類問題，需要使用特殊過渡接頭;對于電力變壓器的普通連接來說，平面接頭需要將平面雜質(zhì)及時清理干凈，并將導(dǎo)電膏涂抹均勻，保證接頭位置接觸良好。

電力變壓器中若存在油浸電容式套管，其也可能出現(xiàn)發(fā)熱問題。若出現(xiàn)發(fā)熱問題，就必須采用定位套把加熱套固定住，然后再拆下將軍帽，檢查引線接頭絲扣是否正常，保證絲扣配合良好，若其中存在問題，需要在定位套、將軍帽間墊截面大小與定位套相同的墊片，然后重新安裝將軍帽，擰緊后將其固定在套管頂部法蘭上，保證引線接頭和將軍帽絲扣公差在合理范圍內(nèi)，并保證絲扣間壓力，從而降低接觸電阻。

3 電力變壓器診斷檢修的方法

3.1電力變壓器大修、小修周期

按照檢修工作的性質(zhì)，電力變壓器檢修分為大修和小修。習(xí)慣上油浸變壓器凡是需要放油、吊罩、吊芯進(jìn)行檢修的則稱為大修;如果不需要放油，不吊罩，只在外部檢修或補(bǔ)油、進(jìn)行油處理稱為小修。運(yùn)行中的變壓器大修周期按DL/T573-2010《電力變壓器檢修導(dǎo)則》規(guī)定如下：（1）變壓器大修周期一般應(yīng)在10年以上。變壓器在運(yùn)行中發(fā)生故障，或在預(yù)防性試驗時發(fā)現(xiàn)異常，根據(jù)需要提前進(jìn)行吊芯檢修。（2）根據(jù)變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和制造情況，以及運(yùn)行中受到穿越性短路故障電流的沖擊情況，以及日常負(fù)荷情況和歷次電氣試驗及油化驗分析數(shù)據(jù)等情況，可酌情安排提前大修或延長大修 間隔時間。例如全密封變壓器一般只在本體嚴(yán)重漏油或判定內(nèi)部有故障時才進(jìn)行大修。（3）變壓器的有載分接開關(guān)達(dá)到制造廠規(guī)定的操作次數(shù)后，或發(fā)現(xiàn)存在缺陷時，應(yīng)對有載分接開關(guān)進(jìn)行大修。

變壓器小修1-3年一次，對安裝在環(huán)境惡劣的變壓器可適當(dāng)增加小修次數(shù)。

3.2 日常診斷檢修

在電力變壓器日常運(yùn)行過程中，一旦出現(xiàn)異常，需要對電力變壓器的空載電流、直流電阻等進(jìn)行檢查，關(guān)注絕緣電阻、油理化性質(zhì)、油氣相色譜等關(guān)鍵要素的檢測，從而掌握電力變壓器實(shí)際運(yùn)行情況。若電力變壓器出現(xiàn)局部放電，要對油箱表面進(jìn)行溫度檢查，或進(jìn)行色譜分析，才能更好地確定電力變壓器絕緣是否存在問題。若日常檢修過程中變壓器出現(xiàn)絕緣受潮的情況，必須按照要求進(jìn)行絕緣試驗，關(guān)注電力變壓器絕緣電阻、耐油電壓、介電損耗等多項參數(shù)的試驗，確保能夠控制在合理范圍。日常檢修期間要關(guān)注變壓器溫度、輔助設(shè)備運(yùn)行情況，嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開展日常檢修維護(hù)工作，確立科學(xué)、高效的檢修操作規(guī)程，避免電力變壓器故障隱患的出現(xiàn)[3]。

3.3 在線診斷檢修

電力變壓器在線檢測需要結(jié)合所監(jiān)控的故障類型進(jìn)行技術(shù)選擇。在電力變壓器運(yùn)行過程中，可以選擇脈沖電流檢測法，檢測變壓器各接地線以及繞組中產(chǎn)生局部放電時引起的脈沖電流，并以此獲得視在放電量;或選擇超聲波檢測技術(shù)，對變壓器局部放電產(chǎn)生的超聲波進(jìn)行接收，將超聲波信號轉(zhuǎn)化為電信號，從而獲取信息，這種方式能夠有效提升現(xiàn)場檢測檢修水平，同時將電磁影響降至最低;也可以采用超高頻檢測技術(shù)，有助提高電力變壓器局部放電測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，還可以實(shí)時監(jiān)測電力變壓器的運(yùn)行情況;或選擇油中溶解氣體在線監(jiān)測分析技術(shù)，將電力變壓器所產(chǎn)生的氣體收集起來，然后通過特定的手段進(jìn)行檢測，形成油氣相色譜圖，然后據(jù)此對電力變壓器運(yùn)行情況進(jìn)行分析評價。其中，由于能夠?qū)崟r不間斷的對變壓器運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控、結(jié)果直觀、 易于現(xiàn)場操作等優(yōu)點(diǎn)，油中溶解氣體在線監(jiān)測分析技術(shù)已成為一種現(xiàn)場最常用的變壓器在線故障診斷方法。

3.4 保護(hù)動作檢修

電力變壓器內(nèi)部若出現(xiàn)短路，故障位置會因電弧出現(xiàn)高溫，將周圍的絕緣材料分解開來，產(chǎn)生一定量的氣體，且氣體流速較快，會引發(fā)相應(yīng)保護(hù)動作。這種情況下，就要對電力變壓器外觀、油枕、油面等進(jìn)行檢查，確定其是否存在異?，F(xiàn)象。若這些方式無法判斷，需要對電力變壓器進(jìn)行絕緣測試[4]，檢查變壓器整體絕緣水平，對油樣進(jìn)行送檢，以及高低壓側(cè)引線是否存在短路、燒蝕的問題。

4結(jié)語

我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，也給電力行業(yè)創(chuàng)造了良好的發(fā)展環(huán)境，只有最大程度地減少電力變壓器發(fā)生故障的次數(shù)才能保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定良好的運(yùn)行。而對于電力變壓器來說，其始終處于運(yùn)行狀態(tài)，不可避免地會出現(xiàn)各類故障問題，且引發(fā)因素較多。因此，必須重視電力變壓器的日常運(yùn)行狀況，及時解決運(yùn)行過程中存在的各類故障，做好相應(yīng)的檢修工作，改善變壓器運(yùn)行狀況，提升電力傳輸質(zhì)量及穩(wěn)定性，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)

[1]任武杰.故障樹分析法在電力變壓器故障分析中的應(yīng)用[J].機(jī)械管理開發(fā)，2020，35（10）：283-284+289.

[2]襲奐毅，石運(yùn)興，吳旋.火電廠電力變壓器常見故障分析及處理策略[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2020，10（06）：133-134.

[3]鄧珺.配電變壓器常見故障及維護(hù)管理研究[J].科技風(fēng)，2020（04）：185.

[4]鄭彥鳳，范宸華.電力變壓器故障類型與繼電保護(hù)方式研究核心探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2019，16（35）：21+23.