電力變壓器運行中的異常問題與檢查維護策略探討

剛 毅

（河北大唐國際唐山熱電有限責任公司，河北 唐山 063000）

0 引言

隨著現(xiàn)代技術在電力行業(yè)的深入發(fā)展，對電力變壓器的技術要求和安全要求越要越高，因變壓器是發(fā)電廠和變電站的重要設備，對整個電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)有重要影響。一旦電力變壓器在運行中出現(xiàn)故障，就和可能影響整個電力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，甚至可能會導致局部停電事故。因此，保證對變壓器的定期檢查和維修是變電工作中一項最為重要的技能和工作，對電力變壓器運行中的異常問題與檢修策略探討成為了當前電力行業(yè)最重要的課題。

1 電力變壓器運行中的異常問題及其原因

1.1 變壓器溫度過高與油位異常

按照國際電工委員會制定的相關規(guī)范顯示，雖然電力變壓器的運行溫度是根據(jù)其所帶符合大小和身邊環(huán)境溫度變化而定的，但是一般情況下，主變壓器的上層油溫不得超過95℃且不宜經(jīng)常超過85℃，溫升一般不得高于55℃[1]。普遍意義上來講，變壓器正常運行時內(nèi)部溫度和內(nèi)部構件的溫度是相差無幾的，如果溫度比正常溫高出很多的話，就表明已經(jīng)發(fā)生溫度過高故障了。主要原因有：繞組的絕緣體受損引起過熱、導電回路故障引起過熱、鐵芯多點接地引起過熱、冷卻系統(tǒng)異常引起過熱、散熱條件惡劣引起過熱、嚴重漏磁引起油箱、箱蓋等引起過熱等。此外，變壓器絕緣受潮、變壓器超負荷運行以及變壓器制造材料不好等也會引起變壓器溫度升高。

變壓器油位異常主要是指變壓器的油溫正常，而油標管內(nèi)的油位變化不正常。引起油位異常的主要原因是：低溫過低導致油位過低，變壓器嚴重滲油引發(fā)油位異常，防爆管通氣孔堵塞，油枕呼吸器堵塞或有空氣，油標管堵塞，檢修人員未及時注油或未按照標準的油位線注油導致油位不當。

1.2 變壓器聲音異常

正常變壓器在運行時會產(chǎn)生連續(xù)、均勻的低沉聲音，如果發(fā)出一些特殊的響聲或者聲音斷斷續(xù)續(xù)不均勻的話，就表明變壓器出現(xiàn)了聲音異常故障。主要表現(xiàn)及原因為：①變壓器發(fā)出“嗡嗡”聲，這是由變壓器過負荷造成的；②變壓器發(fā)出“噼啪”放電聲，這是變壓器內(nèi)部或表面出現(xiàn)局部放電造成的；③變壓器的聲音比正常情況下大，有明顯的雜音，這是有變壓器鐵心螺栓和夾緊件松動造成的；④變壓器聲音超大，這是由過電壓造成的；⑤變壓器運行聲音夾雜水沸騰的聲音，這是由變壓器繞組短路故障造成的；⑥變壓器的聲音夾雜不均勻的破裂聲，這是由變壓表面或內(nèi)部絕緣體受損造成的。

1.3 鐵芯絕緣和接地不良

按照《電力設備預防性試驗規(guī)程》中油浸式電力變壓器關于鐵芯及其夾件絕緣電阻相關要求顯示，運行中的變壓器鐵芯接地電流一般不應超過0.1A[2]。變壓器的鐵芯是由硅鋼片疊裝形成的，各個硅鋼片之間有層絕緣漆膜，鐵芯的一點接地是通過硅鋼片的銅片與夾件、地螺栓三者之間而成的。一旦硅鋼片沒有固定好就會造成絕緣漆膜受損，鐵芯在接地后內(nèi)部產(chǎn)生一定的渦流使得鐵芯過熱導致鐵芯的絕緣漆膜老化。如果鐵芯接地不良的話，就會導致變壓器產(chǎn)生連續(xù)發(fā)電的問題，使得電壓升高，影響了電壓器的正常運行。

1.4 過電壓和過負荷

過電壓故障是指變壓器在進行操作分合閘時或者被雷擊時產(chǎn)生的操作過電壓或者大氣過電壓，大氣過電壓一般很少出現(xiàn)，因為一般電廠都安裝了避雷針，而操作過電壓出現(xiàn)的概率較大，因變壓器長時間處于超負荷運行工作中。一般而言，操作過電壓的數(shù)值為額定電壓的2-4.5 倍。過負荷是指變壓器長時間運轉(zhuǎn)導致變壓器溫度過高，絕緣體受損，加速了變壓器的老化程度過負荷也是導致過電壓問題的原因之一。如我廠使用的型號為SFP10-370000/220 主變壓器的額定電壓為242/20kV，超過了這個額定電壓的2-4.5 倍，就會導致變壓器出現(xiàn)過電壓故障。

1.5 套管故障

套管的常見故障主要有閃絡放電、炸毀、漏油等，主要原因有：開關觸頭放電使得開關表明出現(xiàn)熔化和灼燒，呼吸器不合理優(yōu)化配置，對呼吸器吸入的水分沒有及時處理，套管的密封效果不好使得絕緣受損，有水分滲入套管使得套管受潮。這其中套管閃絡放電是最常見、最嚴重的套管故障，套管閃絡放電會損害套管絕緣，加劇變壓器的老化程度，甚至導致爆炸事故，主要有套管制造不良、焊接工作不到位導致絕緣體受損以及套管表面不干凈或不光滑導致的。

1.6 滲漏油問題

滲漏油是變壓器最常見的問題，滲油和漏油差別不大，這只是在大小上有所區(qū)別，在變壓器運行中一般變壓器的閥門系統(tǒng)會出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象，主要原因是閥門的材質(zhì)安裝不到位以及放油閥進度不準使得其無法滿足螺紋處滲漏。同時在膠墊接線也會出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象，主要因為小瓷瓶破裂、膠墊的密封性不好以及高壓套管基座流出線樁頭等。此外，變壓器的安裝材質(zhì)不良、制造不精也會導致變壓器出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象。

1.7 其他異常問題

變壓器外觀異常，如防爆管的防爆膜破裂、壓力釋放閥拒動或誤動等，是因防爆膜材質(zhì)不佳、呼吸器堵塞以及閥門系統(tǒng)的密封性不好導致的。顏色、氣味異常問題，如線夾處顏色變暗、套管較臟引發(fā)放電產(chǎn)生大量的臭氧氣味以及呼吸器硅膠受潮變色等，其中呼吸器硅膠變色的原因是空氣濕度大使得吸濕變色大，硅膠玻璃罩有裂痕使得水分進入，油封罩油位過低以及呼吸器容量太小。瓦斯動作問題，這主要是因為其他繼電器中的氣體異常所致，一旦氣體繼電器內(nèi)的氣體過低聚集時，就很可能導致瓦斯動作。

2 電力變壓器運行中對異常問題的檢修維護策略

2.1 電力變壓器的正確安裝及科學操作

正確安裝電力變壓器保障變壓器正常運行的前提，在安裝變壓器過程中要做好變壓器設備的安裝工作，注重對變壓器相關的設備安裝。主要考慮三方面：要在建造標準和設備設計的基礎上選擇合適的安裝地點，確保變壓器安裝地點附件的環(huán)境良好，保證變壓器的負荷設計在合理的范圍內(nèi)[3]。

科學的操作運行是為了防止人為操作不當而引發(fā)的變壓器故障，在很大程度上能保證變壓器的可靠運行。工作人員在操作前要對變壓器的電壓和直流電阻進行測試比較、測試變壓器的短路和空載、檢查變壓器的運行條件是否滿足基本要求等，在操作時要嚴格按照操作規(guī)程，避免錯誤操作導致變壓器出現(xiàn)故障。

2.2 變壓器溫度過高的檢修維護策略

針對繞組過熱而導致的變壓器過熱檢修策略就是采用雙螺旋結構的低壓繞組。針對冷卻系統(tǒng)或者散熱系統(tǒng)異常引起過熱的檢修策略是定期對冷卻器和散熱器進行清潔，確保其不被異物堵塞，我廠利用每次檢修機會都會對冷卻器進行沖洗，以保證變壓器冷卻系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行。檢查變壓器的負載和冷卻介質(zhì)的溫度并進行溫度核對，如果一旦發(fā)現(xiàn)不是冷卻系統(tǒng)或者通風系統(tǒng)引起的變壓器升溫就要立即停運變壓器，并進行全面的維修；如果不能立即停止變壓器運行，值班人員或相應的工作人員要按照規(guī)定調(diào)整變壓器的負載，以確保其能在合理的溫度范圍內(nèi)運行。此外，正確銜接分接開關和引線、加強電力變壓器色譜分析工作、定期展開電力變壓器的遠紅外測溫工作、加大對變壓器運行溫度的測量和監(jiān)控、加強對變壓器的管理、制定嚴格的檢修維護制度、在更換電力變壓器時要選擇損耗參數(shù)低的變壓器等都是檢查維修變壓器溫度過高的有效對策[4]。

2.3 變壓器聲音異常的檢修維護策略

針對變壓器發(fā)出“嗡嗡”聲，要及時對超負荷情況進行簡單并加大監(jiān)管力度；針對變壓器發(fā)出“噼啪”放電聲，要對變壓器進行全面的檢查再做定奪，或者直接停止使用變壓器，讓專業(yè)的技術人員檢修；針對變壓器的聲音比正常情況下大，有明顯的雜音，這種情況一般不是很嚴重，工作人員可酌情處理；針對變壓器聲音超大，要通過對測量儀表計有擺動和是否有接地信號來斷定；針對變壓器運行聲音夾雜水沸騰的聲音，要及時停止使用變壓器，讓專業(yè)的技術人員進行檢修；針對變壓器的聲音夾雜不均勻的破裂聲，要及時停止使用變壓器，讓專業(yè)的技術人員進行檢修。

2.4 變壓器套管問題的檢修維護策略

首先，在天氣好的情況下，定期檢查變壓器的套管，檢查其在端部有沒有密封好，如果一旦發(fā)現(xiàn)沒有密封好就要及時改造。其次，要定期對套管進行清潔，保障套管保持干凈，使用砂紙定期摩擦套管，保持套管的光滑。最后，時刻保持套管干燥，以防水分進入套管，一旦套管受潮的話，就要及時吸干套管的水分，經(jīng)過多年實踐和經(jīng)驗總結，目前保持套管干燥的最有效方法是采用熱油真空霧化干燥處理技術。

2.5 啟動瓦斯保護動作

瓦斯保護動作能夠?qū)ψ儔浩鲀?nèi)部的部分故障提供一些有效的保護，不同于繼電保護動作，一旦變壓器出現(xiàn)故障時，瓦斯保護動作就會啟動，發(fā)出故障信號，緊接著瓦斯動作跳閘，這樣就能有效防止變壓器故障帶來的一連串不利影響。工作人員可以在瓦斯保護動作啟動后就意識到變壓器發(fā)生故障，能夠及時對變壓器進行檢查，從電壓或電流過高、負荷是否過重、油位降低等異常問題一個個排除，最終明確變壓器具體故障。啟動瓦斯保護動作對工作人員的要求較高，當瓦斯動作跳閘時，要綜合考慮故障原因，以明確是否應該停止變壓器運行。如檢查瓦斯繼電器內(nèi)部的氣體是否為可燃氣體，如果是可燃氣體，應立即停止變壓器運轉(zhuǎn)；反之，如果明確了不是可燃氣體，可讓變壓器繼續(xù)運轉(zhuǎn)。

2.6 注重對變壓器的定期檢查維護

防止電力變壓器運轉(zhuǎn)中的異常問題的重要措施一是，按周期完成各項預防性試驗工作，并認真對試驗數(shù)據(jù)進行分析記錄，建立健全試驗記錄臺帳，通過歷史數(shù)據(jù)的對比分析設備有無故障隱患。通過試驗數(shù)據(jù)的變化趨勢，判斷設備健康水平或者設備隱患的劣化趨勢。二是，利用日常點檢機會記錄變壓器油面溫度、繞組溫度等重要的運行數(shù)據(jù)，建立設備在各負荷狀態(tài)下的運行數(shù)據(jù)記錄，通過點檢數(shù)據(jù)的動態(tài)對比來分區(qū)判斷變壓器運行狀態(tài)。三是，充分利用大小修機會對變壓器冷卻系統(tǒng)進行雙電源失電切換試驗和冷卻器清洗維護，對各接頭、連接部位進行檢查，對器身進行漏點檢查消除工作，以保證變壓器以最佳狀態(tài)投入運行。

3 結語

總之，電力變壓器關乎整個電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，必須加強變壓器的日常檢查維護，對產(chǎn)生的故障及時采取有效的措施，從而促進變壓器運行功能的最大化實現(xiàn)，促進我國電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

［1］岳福軍.電力變壓器常見故障處理及預防措施[J].能源與節(jié)能，2012，17(11)：22-23.

［2］馮媛媛，張曉榮.變壓器日常維護及故障處理技術分析[J].科技與企業(yè)，2012，09(20)：11-12.

［3］白寶國.淺談變壓器的運行檢查維護及其故障處理[J].科技信息，2011，19(16)：36-37.

［4］魏巍，宋曉棟.淺談變壓器的運行維護和故障處理方案[J].職業(yè)，2011，23(06)：19-20.