電廠變壓器的異常運行判斷及常見故障分析

國 平

（山東兗礦集團南屯電廠，山東 濟寧273515）

0 引言

變壓器為發(fā)電廠生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能最關(guān)鍵的設(shè)備之一，其安全運行和事故的診斷、處理直接影響著電廠的正常運行，若發(fā)生故障將會造成嚴重損失。為了保證變壓器安全可靠運行，當變壓器有異常情況時能及時發(fā)現(xiàn)及時處理是非常重要的。因此，值班人員必須熟悉發(fā)電廠變壓器運行異常時的特征，同時還要根據(jù)設(shè)備存在的缺陷、氣候的變化等，做好事故預(yù)想，這樣一旦變壓器發(fā)生故障，便可根據(jù)故障現(xiàn)象，正確判斷故障的性質(zhì)及原因，迅速而正確地處理故障，以防故障的進一步擴大。

1 變壓器的異常運行及處理方法

變壓器在運行中可能發(fā)生的常見異?，F(xiàn)象主要有：聲音不正常、溫度顯著上升、油色變黑、油位升高或降低、變壓器過負荷、冷卻系統(tǒng)故障及三相負荷不對稱等。當值班人員發(fā)現(xiàn)任何不正?，F(xiàn)象時，應(yīng)按照運行規(guī)程規(guī)定，采取措施將其消除，并將處理經(jīng)過記入異常登記簿。

1.1 變壓器儲油柜內(nèi)油位過高或過低

儲油柜的容積一般為變壓器容積的10%左右，若油位過高，易引起溢油，不但造成浪費，而且會使部件和本體臟污，當油位過低，低于變壓器上蓋時，會使變壓器引接線部分暴露在空氣中，降低這部分的絕緣強度，有可能造成閃絡(luò)。與此同時，由于增大了油與空氣的接觸面積，會使油的絕緣強度迅速降低。當油位降低并遇到變壓器輕負荷、停電或冬季低溫等情況時，則油位將會繼續(xù)下降，有可能釀成鐵芯燒壞的重大事故。

運行值班人員若發(fā)現(xiàn)油位過低而油位計內(nèi)看不見油位，應(yīng)及時加油。在缺油不太嚴重時，即在白天能看到油而到夜間看不到油位，則可盡快安排加油。在大型強油循環(huán)水冷卻的變壓器中，若發(fā)現(xiàn)油位降低，應(yīng)立即查明原因，檢查水中是否有油花，以防止油中滲水而危及變壓器的絕緣。因為油滲入水中，在某些部位水便有可能滲入油內(nèi)。從以上分析可知，變壓器在運行中，一定要保持正常的油位，即一般油位計在儲油柜上標記的±35℃的中間的零位附近。運行人員必須經(jīng)常按時檢查油位計的指示，在油位過高時，如夏季，應(yīng)及時放油；在油位過低時，如冬季，應(yīng)及時加油，以維持正常油位，確保變壓器的安全運行。

1.2 必須停止變壓器運行的嚴重異?，F(xiàn)象

當發(fā)生以下嚴重異?，F(xiàn)象時，應(yīng)立即停止該變壓器運行：（1）變壓器內(nèi)部音響很大，很不均勻并有爆裂聲。（2）在正常負荷和冷卻條件下，變壓器油的溫升很不正常，并不斷升高。（3）從儲油柜噴油或從安全氣道（防爆筒）噴油。（4）大量漏油使油位迅速下降，低至氣體繼電器以下或繼續(xù)下降時。（5）變壓器油色驟然惡化，油內(nèi)出現(xiàn)炭質(zhì)等。（6）套管有嚴重的破損和放電現(xiàn)象。（7）對于導向強迫油循環(huán)水冷卻變壓器，當水油差繼電器的壓差失常時。

1.3 變壓器出現(xiàn)不對稱運行現(xiàn)象

在變壓器運行中，造成其不對稱運行的主要原因有3個方面：（1）由于三相負荷不一樣，造成不對稱運行。例如，變壓器帶有大功率的單相電爐、電氣機車及電焊變壓器等。（2）由3臺單相變壓器組成三相變壓器組，當1臺損壞而用不同參數(shù)的變壓器來代替時，造成電流和電壓的不對稱。（3）由于某種原因使變壓器兩相運行時，引起的不對稱運行。例如，中性點接地的系統(tǒng)中當一相線路故障，以零線代替該相暫時運行，三相變壓器組中1臺變壓器故障暫時以兩相變壓器運行，三相變壓器一相繞組故障；變壓器某側(cè)斷路器的一相斷開，變壓器的分接頭接觸不良等。

變壓器不對稱運行造成的后果：變壓器的容量降低，即可用容量要小于仍在運行的兩相變壓器額定容量之和，并且可用容量的大小和電流的不對稱程度有關(guān)。變壓器發(fā)生不對稱運行時，不僅對變壓器本身有一定的危害，而且因電流、電壓的不對稱運行使用戶的工作受到影響，另外對沿線通信線路的干擾，對電力系統(tǒng)繼電保護工作條件的影響等都不容忽視。因此，在運行中出現(xiàn)變壓器不對稱運行時，應(yīng)分析原因，以盡快消除。

2 變壓器的常見故障分析

2.1 繞組的主絕緣和匝間絕緣發(fā)生故障

變壓器繞組的主絕緣和匝間絕緣是容易發(fā)生故障的部位。其主要原因有：（1）由于長期過負荷運行，或散熱條件差，或變壓器使用年限長久，使變壓器絕緣老化脆裂，抗電強度大大降低。（2）變壓器經(jīng)受過多次短路沖擊，使繞組受力變形，雖然還能運行，但隱藏著絕緣缺陷，一旦遇有電壓波動即有可能把絕緣擊穿。（3）變壓器油中進水，使絕緣強度大大下降，不能耐受允許的電壓而造成絕緣擊穿。（4）在高壓繞組加強段處或低壓繞組部位，因繞組絕緣膨脹使油道堵塞，絕緣由于過熱而老化，發(fā)生擊穿短路。（5）由于防雷設(shè)施不完善，在大氣過電壓作用下，發(fā)生絕緣事故。

2.2 引線處絕緣故障

變壓器引線是靠套管支撐和絕緣，由于套管上端帽罩不嚴而進水，主絕緣受潮而擊穿，或變壓器嚴重缺油而使油箱內(nèi)引線暴露在空氣中，造成內(nèi)部閃絡(luò)，都會在引線處引起故障。

2.3 鐵芯絕緣故障

變壓器鐵芯是用0.35～0.5mm厚的硅鋼片疊成的。硅鋼片之間有絕緣漆膜，若由于緊固不好使漆膜破壞，將因產(chǎn)生渦流而發(fā)生局部過熱。同樣道理，夾緊鐵芯的穿心螺釘、壓鐵等部件若絕緣破壞，同樣會發(fā)生過熱現(xiàn)象。此外，施工粗糙，要求不嚴，殘留焊渣搭接使鐵芯兩點或多點接地，都會造成鐵芯故障。

2.4 套管處閃絡(luò)和爆炸

變壓器高壓側(cè)（110kV及以上）一般使用電容套管，由于瓷質(zhì)不良有沙眼或剃紋，電容芯子制造上有缺陷，內(nèi)部有游離放電，套管密封不好，有漏油現(xiàn)象，套管積垢嚴重等，都可能發(fā)生閃絡(luò)和爆炸。

2.5 分接開關(guān)故障

變壓器分接開關(guān)是變壓器常見的故障部位之一，在運行中多有發(fā)生。變壓器的分接開關(guān)分無載調(diào)壓和有載調(diào)壓2種。

對于無勵磁調(diào)壓分接開關(guān)，故障原因如下：（1）由于長時間靠壓力接觸，會出現(xiàn)彈簧壓力不足，滾輪壓力不勻，使分接開關(guān)連接部分的有效接觸面積減?。贿B接處按觸部分鍍銀層磨損脫落引起分接開關(guān)在運行中發(fā)熱燒壞。（2）分接開關(guān)接觸不良，引出線連接和焊接不良，經(jīng)受不住短路電流的沖擊，從而造成分接開關(guān)在變壓器向外供出瞬間短路電流時被燒壞而發(fā)生故障。（3）為了監(jiān)視分接開關(guān)的接觸好壞和回路的接通情況，變壓器大修后應(yīng)測分接開關(guān)所有位置的直流電阻值，小修后測運行分接頭的直流電阻值，用以與原始情況進行比較，看其數(shù)值是否有大的變化，是否滿足規(guī)程規(guī)定。在試驗與檢修工作中，一定要嚴格核實分接頭位置（分相操作的要各相一致，運行分接頭測直流電阻后一般不再更動），實踐中，由于管理不善，調(diào)亂分接頭，或工作脫節(jié)造成分接開關(guān)故障的事例也有發(fā)生。

對于有載調(diào)壓分接開關(guān)，故障原因如下：（1）有載分接開關(guān)的變壓器，一般切換開關(guān)油箱與變壓器油箱是互不相通的。若切換開關(guān)油箱漏油使之發(fā)生缺油嚴重，則在切換中會發(fā)生短路故障，使分接開關(guān)燒毀。為此，在運行中應(yīng)分別監(jiān)視兩油箱的油位在正常狀態(tài)。（2）分接開關(guān)機構(gòu)故障，由于卡澀使分接開關(guān)停在過渡位置上，造成分接開關(guān)燒毀。（3）分接開關(guān)油箱密封不嚴，滲水漏油，或運行多年不進行油的檢查化驗，油臟污使絕緣強度大大下降，這樣造成的故障也不少見。（4）分接開關(guān)切換機構(gòu)調(diào)整不好，分接頭燒毛，嚴重時部分熔化，進而發(fā)生電弧引起故障。

3 結(jié)語

本文僅對變壓器的聲音、溫度、油位、外觀及其他現(xiàn)象的故障進行了初步綜合歸納、分析，但由于變壓器故障并非某單一因素的反映，而是涉及諸多因素，有時甚至會出現(xiàn)假象。因此，必要時必須進行變壓器的特性試驗及綜合分析，才能準確可靠找出故障原因，判明故障性質(zhì)，提出較完善的處理辦法，確保變壓器的安全運行。

［1］王真威.變壓器的異常運行分析及處理［J］.山西焦煤科技，2009（4）

［2］朱燕，趙文元.變壓器異常運行及其判斷［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟 ，2007（16）