電力變壓器常見故障的分析與典型故障的處理

高遵良

【摘 要】電力變壓器是一種改變交流電壓大小靜止的電力設(shè)備，是電力系統(tǒng)中核心設(shè)備之一。如果變壓器發(fā)生故障，將影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此正確判斷電力變壓器的故障非常重要，本文就變壓器常見故障進(jìn)行分析并提出處理建議。電力變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的和最昂貴的設(shè)備之列，而且是易發(fā)生故障的設(shè)備。筆者結(jié)合自身工作實(shí)踐，對(duì)變壓器主要相關(guān)附件的檢修方法進(jìn)行了分析和研究。

【關(guān)鍵詞】電力變壓器；故障的處理

1.變壓器常見故障分析

根據(jù)有關(guān)變壓器故障的資料并進(jìn)行分析的結(jié)果表明，盡管老化趨勢及使用不同，故障的基本原因仍然相同。多種因素都可能影響到絕緣材料的預(yù)期壽命，負(fù)責(zé)電氣設(shè)備操作的人員應(yīng)給予細(xì)致地考慮。這些因素包括：誤操作、振動(dòng)、高溫、雷電或涌流、過負(fù)荷、三相負(fù)載不平衡、對(duì)控制設(shè)備的維護(hù)不夠、清潔不良、對(duì)閑置設(shè)備的維護(hù)不夠、不恰當(dāng)?shù)臐櫥约罢`用等。

1.1線路涌流

線路涌流（或稱線路干擾）在導(dǎo)致變壓器故障的所有因素中被列為首位。這一類中包括由誤操作、變壓器解并列、有載調(diào)壓分接頭拉弧等原因引起的操作過電壓、電壓峰值、線路故障/閃絡(luò)以及其他輸配方面的異常現(xiàn)象。這類起因在變壓器故障中占有絕大部分的比例。

1.2絕緣老化

在過去的10年中在造成故障的起因中，絕緣老化列在第二位。由于絕緣老化的因素，變壓器的平均壽命僅有17.8年，大大低于預(yù)期為35～40年的壽命。在1983年，發(fā)生故障時(shí)變壓器的平均壽命為20年。

1.3受潮

受潮這一類別包括由洪水、管道滲漏、頂蓋滲漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及絕緣油中存在水分。

1.4維護(hù)不良

保養(yǎng)不夠被列為第四位導(dǎo)致變壓器故障的因素。這一類包括未裝變壓器的保護(hù)裝置或安裝的不正確、冷卻劑泄漏、污垢淤積以及腐蝕。

1.5過載

這一類包括了確定是由過負(fù)荷導(dǎo)致的故障，僅指那些長期處于超過銘牌功率工作狀態(tài)下小馬拉大車的變壓器。過負(fù)荷經(jīng)常會(huì)發(fā)生在發(fā)電廠或用電部門持續(xù)緩慢提升負(fù)荷的情況下。最終造成變壓器超負(fù)荷運(yùn)行，過高的溫度導(dǎo)致了絕緣的過早老化。當(dāng)變壓器的絕緣紙板老化后，絕緣紙絕緣強(qiáng)度降低。因此，外部故障的沖擊力就可能導(dǎo)致絕緣破損，進(jìn)而發(fā)生故障。

1.6雷擊

雷電波看來比以往的研究要少，這是因?yàn)楦淖兞藢?duì)起因的分類方法?，F(xiàn)在，除非明確屬于雷擊事故，一般的沖擊故障均被列為“線路涌流”。

1.7三相負(fù)載不平衡

由于三相負(fù)載不平衡所引起某相長期過載，而使該相溫度偏高進(jìn)而使絕緣老化，產(chǎn)生匝間短路或相間短路。

1.8連接松動(dòng)

連接松動(dòng)也可以包括在維護(hù)不足一類中，但是有足夠的數(shù)據(jù)可將其獨(dú)立列出，因此與以往的研究也有所不同。這一類包括了在電氣連接方面的制造工藝以及保養(yǎng)情況，其中的一個(gè)問題就是不同性質(zhì)金屬之間不當(dāng)?shù)呐浜?，盡管這種現(xiàn)象近幾年來有所減少。另一個(gè)問題就是螺栓連接間的緊固不恰當(dāng)。

2.典型故障的處理方法

（1）變壓器受潮的處理方法，變壓器絕緣狀況的優(yōu)劣和安全運(yùn)行水平將直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的供電可靠性。我們?cè)谶M(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)中，著重檢測與變壓器是否受潮有關(guān)的幾項(xiàng)數(shù)據(jù)，如絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)、介質(zhì)損耗、繞組泄漏電流、油中微水分析等。當(dāng)我們通過一定的技術(shù)手段，檢測到變壓器的絕緣降低本體受潮時(shí)，可采用離線和在線2種方法處理變壓器受潮。

離線處理變壓器干燥的基本方法是：加熱升溫和排潮，根據(jù)變壓器容量大小和結(jié)構(gòu)形式的不同而決定，現(xiàn)場進(jìn)行變壓器干燥時(shí)加熱升溫的方法，可采用油箱鐵損或短路鐵損及熱油噴淋方法進(jìn)行。排潮方法分為抽真空和不抽真空2種。但離線干燥處理易受現(xiàn)場條件限制，往往難以實(shí)施，停電時(shí)間較長，也易造成變壓器絕緣的非正常老化。

在線處理變壓器受潮的方法是：利用變壓器正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的空載損耗和負(fù)載損耗作為變壓器干燥處理的發(fā)熱源，變壓器絕緣紙中的水分逐步滲透到變壓器油中，利用在線濾油裝置除去變壓器油中的水分，然后變壓器油通過進(jìn)口過濾器進(jìn)入真空容器內(nèi)，利用真空壓力噴嘴作用將變壓器油噴出（真空容器內(nèi)，絕對(duì)真空度應(yīng)控制在1500Pa左右），借用壓力噴嘴噴出油膜中的氣體和水蒸氣轉(zhuǎn)移到空氣中的作用，從而完成絕緣油的脫氣和脫水過程。凈化后的油收集在容器底部，并經(jīng)過濾芯過濾后重新注入變壓器。操作過程中，應(yīng)在回油過濾器的下部裝設(shè)一個(gè)容器及相應(yīng)的閥門，用來檢測和排出氣泡，以防止氣體進(jìn)入變壓器。在線變壓器本體受潮的處理方法，具有停電時(shí)間短、加熱均勻、不易造成變壓器絕緣損傷等特點(diǎn)，在安全措施充分到位的情況下，可以避免被處理變壓器的瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作。

（2）變壓器油質(zhì)變壞的處理方法，變壓器中的油由于長時(shí)間使用而沒有更換，其中漏進(jìn)了雨水和浸入了一些潮氣，再加上其中的油溫經(jīng)常過熱，這就容易造成油質(zhì)的變壞。而油質(zhì)變壞則導(dǎo)致變壓器的絕緣性能受到了很大的影響，這種情況就非常容易引起變壓器的故障產(chǎn)生。如果是新近投運(yùn)的變壓器，它的油色會(huì)呈淺黃色，在使用一段時(shí)間以后，油色將會(huì)變成淺紅色。而如果發(fā)現(xiàn)油色開始變黑，這種情況下為了防止外殼與繞組之間或線圈繞組間發(fā)生電流擊穿，就要立刻進(jìn)行取樣化驗(yàn)。經(jīng)化驗(yàn)后，若油質(zhì)合格則繼續(xù)使用，若不合格就對(duì)絕緣油進(jìn)行過濾和再生處理，讓油質(zhì)達(dá)到合格要求和再進(jìn)行使用。

3.總結(jié)

電力變壓器的故障原因很多，筆者認(rèn)為認(rèn)真細(xì)致的觀察可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的潛伏性故障。 [科]