變壓器運(yùn)行實(shí)踐中的異常問題檢修與防護(hù)策略分析

羅秀琴

摘 要：在變電和配電系統(tǒng)中變壓器是非常重要的設(shè)備，同時(shí)也具有非常重要的作用，與其他的電氣設(shè)備比較而言變壓器的故障率比較低，但是一旦在運(yùn)行中出現(xiàn)異常問題，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成很大的危害，由于變壓器故障一般都會(huì)造成較大范圍的停電，且故障處理的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，對(duì)用戶供電會(huì)造成很大的影響，從而會(huì)給發(fā)電企業(yè)、供電企業(yè)以及用戶帶來經(jīng)濟(jì)上的損失和社會(huì)效應(yīng)的負(fù)面影響。在發(fā)生故障前，變壓器會(huì)發(fā)生異常問題，這些異常問題會(huì)造成相應(yīng)的故障。因此電力運(yùn)行人員必須要重視變壓器的檢查及運(yùn)行工況的分析工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常問題加以處理，檢修人員要通過定期試驗(yàn)及定期檢修維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器的缺陷通過檢修來進(jìn)行消除，以保證變壓器安全正常運(yùn)行，進(jìn)而保證整個(gè)電力系統(tǒng)的有效安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：變壓器；運(yùn)行實(shí)踐；異常問題檢修；防護(hù)策略

變壓器是變電站和發(fā)電廠的重要組成設(shè)備，它的安全正常運(yùn)行可以有效保護(hù)電力用戶用電的權(quán)益。變壓器的功能是多方面的，電網(wǎng)中的升降壓環(huán)節(jié)都必須要有變壓器，多種用途可以滿足用戶多方面的需求。變壓器的運(yùn)行狀況直接決定著輸變電系統(tǒng)的運(yùn)行和供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一旦發(fā)生故障造成的損失非常嚴(yán)重。因此在實(shí)踐中，要做好對(duì)變壓器檢查、運(yùn)行工況的運(yùn)行以及異常問題的檢修工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常問題，找出故障根源，通過防護(hù)措施來保證其安全正常運(yùn)行。

1 變壓器運(yùn)行中異常問題的檢修

1.1 聲音異常問題

變壓器在正常運(yùn)行時(shí)聲音是均勻連續(xù)而低沉的，一旦產(chǎn)生的聲音不均勻或有其他特殊的響聲，就應(yīng)視為變壓器運(yùn)行不正常，可根據(jù)聲音的不同查找出故障，進(jìn)行及時(shí)處理。主要分為以下幾種：

（1）如果變壓器的內(nèi)部發(fā)出很大且比較雜的聲音時(shí)，可以初步的判定這是由于內(nèi)部夾件或者螺釘松動(dòng)造成的。如果變壓器內(nèi)部發(fā)出雜亂無章的聲音時(shí)，如果電壓和電流沒有異常，那么就可以判斷是變壓器內(nèi)部器件松動(dòng)造成鋼硅片的震動(dòng)加劇。

（2）如果變壓器內(nèi)部發(fā)出間斷性的雜音，監(jiān)視儀表指針左右搖晃，聲音的音調(diào)高音量大，這時(shí)可以判斷是變壓器在額定狀態(tài)外工作，造成負(fù)載壓力大，在諧波作用下發(fā)出異常聲音。

（3）變壓器內(nèi)瞬間發(fā)生異常的間歇聲，監(jiān)視測(cè)量?jī)x表指針發(fā)生擺動(dòng)，且音調(diào)高、音量大，這時(shí)可判斷是變壓器過載運(yùn)行，負(fù)荷變化大，加上有諧波產(chǎn)生。

（4）若變壓器內(nèi)部局部放電或接觸不良，則會(huì)發(fā)出“吱吱”或“噼啪”聲，這時(shí)，應(yīng)立即對(duì)變壓器停電檢查。

（5）如果變壓器運(yùn)行時(shí)溫度過高且上升過快，同時(shí)油位也快速上升，這時(shí)可以判斷是變壓器內(nèi)部的繞組發(fā)生問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生著火，這時(shí)必須立即停止運(yùn)行，進(jìn)行全面的檢修工作。

（6）如果運(yùn)行時(shí)發(fā)出刺耳的聲音，很可能是變壓器發(fā)生過電壓的問題，如果電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地或者電磁共振，就會(huì)發(fā)出刺耳聲音?？梢酝ㄟ^讀取電壓表數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析判斷。

1.2 外部放電問題

變壓器外部套管有污垢或絕緣破損就容易發(fā)生放電問題，發(fā)生放電問題會(huì)引起各種嚴(yán)重的故障。套管放電會(huì)產(chǎn)生很多熱能，造成部件溫度升高，引起部件絕緣損壞、老化等隱患，甚至發(fā)生爆炸；套管的污垢還會(huì)引起電暈，進(jìn)而發(fā)出臭氧味道。

1.3 通過油溫判斷異常問題

一般情況下，變壓器的運(yùn)行溫度是根據(jù)環(huán)境溫度及所帶負(fù)荷的大小不同而發(fā)生變化的，但主變壓器允許上層油溫一般不得超過95℃，溫升一般不得超過55℃，為防止變壓器油劣化過速，上層油溫不宜經(jīng)常超過85℃。變壓器正常運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部油溫和內(nèi)部構(gòu)件的溫度是差不多的，一旦油溫超出常溫很多，一定發(fā)生了故障。故障可以由兩個(gè)方面的異常問題引起：一是內(nèi)部構(gòu)件發(fā)生故障導(dǎo)致溫度過高，二是冷卻系統(tǒng)發(fā)生問題導(dǎo)致溫度過高。通過溫度的異常變化可以斷定變壓器哪部分發(fā)生故障。如果變壓器在冷卻裝置運(yùn)行正常的情況下油溫比平時(shí)高出10攝氏度以上或負(fù)載不變而溫度不斷上升，則可判斷為變壓器內(nèi)部出現(xiàn)異常。變壓器內(nèi)部故障主要有變壓器繞組匝間或?qū)娱g短路，線圈對(duì)地放電、內(nèi)部引線接頭發(fā)熱、鐵芯多點(diǎn)接地使渦流增大過熱，零序不平衡電流等漏磁通過與鐵件油箱形成回路而發(fā)熱等。冷卻器運(yùn)行不正?；虬l(fā)生故障，如風(fēng)扇損壞、循環(huán)油泵故障、散熱器管道積垢、冷卻效果不佳、散熱器閥門沒有打開、等諸多因素引起溫度升高，應(yīng)對(duì)冷卻器系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和沖洗，以提高其冷卻效果。

1.4 通過油位判斷異常問題

變壓器在運(yùn)行過程中對(duì)油位的巡視和檢查也是一項(xiàng)重要工作，我們可以通過油位的異常進(jìn)行變壓器故障情況，如油標(biāo)管堵塞；油枕吸管器堵塞；防爆管道氣孔堵塞容易出現(xiàn)假油位，我們可以通過變壓器油溫及油位相結(jié)合來判斷此故障。再如變壓器嚴(yán)重漏油；氣溫過低且油量不足，或是油枕容量偏小等都有可能出現(xiàn)低油位，此時(shí)我們應(yīng)時(shí)間消除漏油點(diǎn)，并根據(jù)不同情況進(jìn)行補(bǔ)充加油。

2 運(yùn)行故障的種類

根據(jù)不同的性質(zhì)，變壓器運(yùn)行故障可以分為電磁故障和電路故障，電磁故障又可分為鐵芯絕緣故障、鐵芯接地不良故障等，電路故障主要包括各種短路、過電壓、過負(fù)荷及分接開關(guān)接觸不良故障等。

2.1 鐵芯絕緣故障

變壓器鐵芯由硅鋼片疊裝而成，硅鋼片之間有絕緣漆膜，再通過各硅鋼片間的銅片連接到夾件再連接地螺栓進(jìn)行鐵芯一點(diǎn)接地。由于硅鋼片緊固不好造成絕緣漆膜破壞，或鐵芯的夾緊螺桿和穿心桿很容易產(chǎn)生絕緣損壞，這時(shí)兩者會(huì)發(fā)生連接，以及變壓器內(nèi)殘留有鐵屑或焊渣等情況，使鐵芯短路或兩點(diǎn)接地及多點(diǎn)接地，都會(huì)在鐵芯內(nèi)部產(chǎn)生渦流而引起局部發(fā)熱甚至是過熱，會(huì)造成絕緣漆膜的老化和絕緣油分解由老化等，對(duì)變壓器的安全健康運(yùn)行極為不利。解決的辦法是定期檢測(cè)鐵芯接地電流，根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中油浸式電力變壓器關(guān)于鐵芯及夾件絕緣電阻的要求：運(yùn)行中變壓器鐵芯接地電流一般不應(yīng)大于0.1A。

2.2 鐵芯接地不良故障

變壓器在正常運(yùn)行情況下，內(nèi)部金屬部件會(huì)產(chǎn)生一定懸浮電位，如果變壓器鐵芯接地不良，會(huì)發(fā)生連續(xù)放電的問題，導(dǎo)致電壓不斷升高，甚至?xí)斐衫^電器的異常工作。針對(duì)這種問題要定期對(duì)鐵芯片進(jìn)行檢查，還要及時(shí)更換損壞了的鐵芯片。

2.3各種短路故障

各種短路問題，通常是因?yàn)樽儔浩鲀?nèi)的油受潮以后會(huì)發(fā)生絕緣老化或者強(qiáng)度變低，如果變壓器繼續(xù)運(yùn)作，會(huì)造成繞組匝發(fā)生短路，短路時(shí)，繞組匝之間會(huì)有很大的電流，使得內(nèi)部溫度急劇升高。解決辦法是定期進(jìn)行變壓器預(yù)防性試驗(yàn)及絕緣油試驗(yàn)，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行變壓器吊芯檢查和大修，并根據(jù)情況更換變壓器絕緣油等。

2.4 過電壓故障

變壓器在遭受雷擊或進(jìn)行操作分合閘時(shí)會(huì)產(chǎn)生大氣過電壓或操作過電壓，操作過電壓的數(shù)值一般為額定電壓的2-4.5倍，而大氣過電壓則可達(dá)到額定電壓的8-12倍，對(duì)變壓器的絕緣影響很大。解決的辦法是為了防止大氣過電壓應(yīng)做好防雷措施，如裝設(shè)避雷針、避雷線和避雷器；為了減小操作過電壓的危害應(yīng)在變壓器上加裝靜電屏、靜電極，采用糾結(jié)式線圈等改善匝間電容，盡量減小操作過電壓。

2.5 過負(fù)荷

如果變壓器長(zhǎng)期處于過負(fù)荷情況，變壓器的絕緣會(huì)由于過負(fù)荷時(shí)變壓器的運(yùn)行溫度過高而加速老化，降低絕緣水平，從而影響變壓器的使用壽命和抗沖擊能力。解決的辦法是讓變壓器的在正常工況下運(yùn)行。

2.6 分接開關(guān)接觸不良故障

由于分接開關(guān)是彈簧靠壓力接觸，時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)出現(xiàn)彈簧壓力不足，使開關(guān)連接部分的有效接觸面積減小，以及接觸部分鍍銀層磨損脫落，引起分接開關(guān)在運(yùn)行中發(fā)熱損壞。分接開關(guān)接觸不良，經(jīng)受不住短路電流的沖擊而造成分接開關(guān)燒壞而發(fā)生故障；在有載調(diào)壓的變壓器，分接開關(guān)的油箱與變壓器油箱一般是互不相通的。若分接開關(guān)油箱發(fā)生嚴(yán)重缺油，則分接開關(guān)在切換中會(huì)發(fā)生短路故障，使分接開關(guān)燒壞。解決的辦法是定期測(cè)量各相絕緣的直流電阻，進(jìn)行比較分析，必要時(shí)應(yīng)對(duì)分接開關(guān)進(jìn)行檢修或更換部件等。

3 異常問題的防護(hù)措施

3.1 選擇合理的變壓器

選擇變壓器時(shí)應(yīng)根據(jù)其用途、電壓等級(jí)以及容量等，科學(xué)合理的進(jìn)行選擇，并應(yīng)選擇正規(guī)廠家的節(jié)能型產(chǎn)品，配備好相應(yīng)的變壓器保護(hù)裝置或裝設(shè)高壓熔絲，高壓熔絲不能過大或過小，禁止用其他的金屬絲來替代高壓熔絲。選擇安裝位置時(shí)也要做到合理謹(jǐn)慎，配電變壓器要安裝在負(fù)荷的中心位置，禁止在易燃、易爆以及地勢(shì)很低的地帶安裝，還要確保高壓進(jìn)線端跟低壓出線端能夠方便引線、易于施工維護(hù)。

3.2 做好投運(yùn)之前的準(zhǔn)備工作

在變壓器運(yùn)行之前要做好周密檢查，油枕上的油位計(jì)應(yīng)完好，油位應(yīng)正常；蓋板、套管、油位計(jì)、排油閥等處應(yīng)密封良好，無滲漏油現(xiàn)象；瓦斯繼電器應(yīng)打開，無氣體；防爆管的防爆膜應(yīng)完好；呼吸器的吸潮劑應(yīng)有效；變壓器的外殼接地應(yīng)牢固可靠；變壓器一、二次出線套管及與導(dǎo)線的連接應(yīng)良好；變壓器保護(hù)應(yīng)正常投入等。并應(yīng)在變壓器絕緣油試驗(yàn)，測(cè)量繞組連同套管的直流電阻，測(cè)量所有分接頭的電壓比，檢查變壓器的三相接線組別和單相變壓器引出線的極性，測(cè)量與鐵心絕緣的各緊固件及鐵心絕緣電阻，套管試驗(yàn)，有載調(diào)壓切換裝置的檢查和試驗(yàn)，測(cè)量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比或極化指數(shù)，測(cè)量繞組連同套管的介質(zhì)損耗角正切值tanδ，測(cè)量繞組連同套管的直流泄漏電流，繞組連同套管的交流耐壓試驗(yàn)；繞組連同套管的長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)電壓試驗(yàn)帶局部放電試驗(yàn)，額定電壓下的沖擊合閘試驗(yàn)等試驗(yàn)合格后方可投入運(yùn)行。另外投運(yùn)前還應(yīng)檢查變壓器的消防設(shè)施及消防器材配備是否齊全完備，事故油池及其管路是否暢通等。

3.3 定期維護(hù)、試驗(yàn)及檢修

變壓器正常運(yùn)行時(shí)需要較好的外部環(huán)境，如果有灰塵堆積，要立即清除掉，保證其內(nèi)部空氣的流通。如果在灰塵量很多的地方，每年需要徹底清掃至少兩次，還要用壓縮空氣把通風(fēng)道內(nèi)灰塵清除掉。如果不能及時(shí)清除灰塵，會(huì)影響到變壓器的散熱功能，甚至發(fā)生絕緣紙擊穿的后果。還要定期做好除銹工作，預(yù)防鐵芯發(fā)生銹蝕破壞，如果發(fā)生銹蝕問題，直接減少變壓器的壽命，大大增加變壓器損耗量，使效率嚴(yán)重下降，所以要定期做好除銹工作，避免鐵芯發(fā)生銹蝕問題。變壓器還應(yīng)根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的要求開展定期試驗(yàn)工作及根據(jù)《電力變壓器檢修導(dǎo)則》的要求開展檢修工作。

3.4 加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視

變壓器開始工作后，要做好對(duì)其的運(yùn)行監(jiān)視工作，特別應(yīng)監(jiān)視其運(yùn)行的電壓、電流、溫度等參數(shù)，保證各環(huán)節(jié)工作正常進(jìn)行，一旦發(fā)現(xiàn)異常狀況，立即采取措施進(jìn)行處理。運(yùn)行監(jiān)視工作可以起到很好的監(jiān)督作用，保障變壓器的順利運(yùn)行。

3.5 注重巡視檢查

變壓器運(yùn)行過程中，應(yīng)注重其巡視檢查工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的各種問題，及時(shí)加以控制和采取措施進(jìn)行處理。變壓器的巡視檢查工作主要包括：油位和溫度應(yīng)正常，油枕油位應(yīng)與溫度相對(duì)應(yīng)，各部位無滲油、漏油；套管油位應(yīng)正常，套管外部無破損裂紋、無嚴(yán)重油污、無放電痕跡及其他異?，F(xiàn)象；運(yùn)行聲音應(yīng)正常；各冷卻器手感溫度應(yīng)相近，冷卻系統(tǒng)工作正常；吸濕器完好，吸附劑干燥（硅膠潮解變色部分不超過總量的1/2）；母線與套管的接頭有無發(fā)熱、變色跡象或其它異常現(xiàn)象； 壓力釋放閥應(yīng)完好無漏油、噴油；氣體繼電器內(nèi)應(yīng)無氣體； 鐵芯接地引下線牢固，接地引下線樁頭無異常，變壓器外殼接地良好等。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的用電需求越來越高，用電安全問題得到越來越多的重視。變壓器在電力系統(tǒng)中占有非常重要的作用，其正常運(yùn)行直接關(guān)系到供電的質(zhì)量和安全問題。為了滿足人們的用電需求，提高人們的生活質(zhì)量，各電力單位必須要保證變壓器的正常運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常問題，避免故障發(fā)生，還要做好防護(hù)工作，保證變壓器的正常安全運(yùn)行。

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