淺析電力變壓器故障原因分析及處理措施

陳林

（大唐平羅發(fā)電有限公司，寧夏 平羅 753409）

電力變壓器是電力系統(tǒng)當(dāng)中的主要的裝置，可應(yīng)用于眾多領(lǐng)域中，是整個(gè)電網(wǎng)當(dāng)中的一個(gè)主要構(gòu)成部分。目前我國(guó)輸電線(xiàn)路電壓等級(jí)變化巨大，由高壓220kV逐步邁入超高壓330～750kV、特高壓1000kV交流、±800kV直流以上門(mén)檻， 電位差級(jí)別進(jìn)一步提升，對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)提出更嚴(yán)格的要求。

因?yàn)殡娏ψ儔浩鲀r(jià)格較高，其構(gòu)造也相對(duì)復(fù)雜，電力變壓器正常運(yùn)行就顯得尤為關(guān)鍵。為了確保電力變壓器的安全運(yùn)行，不僅平時(shí)要進(jìn)行定期的檢修保養(yǎng)與巡查，還應(yīng)當(dāng)利用先進(jìn)的技術(shù)措施對(duì)電力變壓器的故障實(shí)施行之有效的預(yù)防措施、排查及檢測(cè)，可以在第一時(shí)間找出故障，并且對(duì)存在的故障做出維修處理，用來(lái)保障變壓器，讓電力系統(tǒng)中各種電壓的變電設(shè)備整體安全可靠運(yùn)行。

1 變壓器故障類(lèi)型

1.1 絕緣故障

（1）絕緣故障分析。電力變壓器在正常的工作過(guò)程中，受到銅、鐵耗產(chǎn)生的熱量、電磁力、氧化反應(yīng)等因素的影響，變壓器內(nèi)絕緣油、絕緣材料在熱和電的作用下，會(huì)逐步老化、原來(lái)具備的電氣、機(jī)械及化學(xué)特性隨老化程度而改變，絕緣材料出現(xiàn)失去彈性、易碎易折、顏色發(fā)黑等情況。假設(shè)在這個(gè)時(shí)候，老化的絕緣層因電動(dòng)力引起振動(dòng)幅度過(guò)大以及人為損壞的情況發(fā)生，將特別容易產(chǎn)生設(shè)備損壞、短路等情況，也還很容易出現(xiàn)繞組匝間短路的問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)故障，電網(wǎng)出現(xiàn)停止運(yùn)行甚至?xí)兄袛嗟默F(xiàn)象出現(xiàn)。

對(duì)于大型電力變壓器，現(xiàn)如今大多數(shù)采用油進(jìn)行絕緣與散熱，發(fā)電廠(chǎng)應(yīng)用大型變壓器（廠(chǎng)高變、主變、聯(lián)變、電抗器）的絕緣及冷卻基本都采用油浸式強(qiáng)迫油循環(huán)或自然循環(huán)方式，因此絕緣油、絕緣材料的老化情況是亟待解決的難題，應(yīng)當(dāng)予以高度重視。變壓器油與油里面的固態(tài)樹(shù)脂與合成樹(shù)脂（熱塑性樹(shù)脂和熱固性樹(shù)脂）在正常運(yùn)行過(guò)程中由于電、熱、氧化以及局部電弧等各個(gè)原因作用會(huì)慢慢變質(zhì)，分解成碳與氫各為四價(jià)及一價(jià)原子及CO2、CO等氣體大多數(shù)在變壓器油里面進(jìn)行溶解；在變壓裝置里面有著潛伏性太熱與放電情況將提高產(chǎn)氣的速度，伴隨著安全隱患的逐漸出現(xiàn)，分解出來(lái)的氣體產(chǎn)生泡在油里面通過(guò)擴(kuò)散，將會(huì)逐漸與油融為一體。把變壓器油拿到實(shí)驗(yàn)室里面實(shí)施色譜分析，不但不遭到現(xiàn)場(chǎng)繁瑣電磁場(chǎng)的影響，同時(shí)能夠找到油裝置里面許多用介損與部分放電方式所無(wú)法造成的部分過(guò)熱等劣勢(shì)，能夠給電力變壓器狀態(tài)檢修提供決策依據(jù)和輔助分析。

（2）絕緣故障防治作業(yè)與解決對(duì)策。為了科學(xué)合理的降低因?yàn)榻^緣的老化原因而產(chǎn)生的重大事故，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格將電力變壓器的溫度掌握在一個(gè)規(guī)定的范疇里面。就現(xiàn)如今的實(shí)踐狀況而言，采取的方法重點(diǎn)是安全的壓力方法、同心式和交疊式溫度計(jì)來(lái)測(cè)量電力變壓器的頂部油溫，聯(lián)啟備用冷卻裝置投入運(yùn)行，降低變壓器溫度。在環(huán)境氣溫過(guò)高時(shí)，引起變壓器溫度較高，這個(gè)時(shí)候一定要強(qiáng)化監(jiān)測(cè)的強(qiáng)度，觀察油溫的上漲速率與態(tài)勢(shì)，牢牢把握變壓器負(fù)載的變化情況，假設(shè)在長(zhǎng)時(shí)間的高負(fù)荷工作運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況下，就應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)合理的策略規(guī)避由于變壓器太熱而出現(xiàn)的故障。其次，采取行之有效的方式有力保障變壓器的冷卻裝置、潛油泵等設(shè)備一直處在良好的工作狀態(tài)是特別關(guān)鍵的，例如在低負(fù)荷段對(duì)冷卻裝置進(jìn)行沖洗、檢修等。

目前國(guó)內(nèi)新投運(yùn)的大型變壓器已陸續(xù)安裝變壓器油氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其是一種不需要變壓器停止運(yùn)行就可以靈活計(jì)算檢測(cè)出安全隱患的方式，通過(guò)在線(xiàn)檢測(cè)、收集油中氫氣，一氧化碳、乙炔和乙烯等主要特征氣體綜合值，獲取完善、連續(xù)的變壓器油中氣體數(shù)據(jù)，可反映絕緣油、絕緣材料在電、熱作用下的老化后油中產(chǎn)生的氣體數(shù)值變化趨勢(shì)，還可利用計(jì)算機(jī)建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)變壓器絕緣老化狀態(tài)、趨勢(shì)進(jìn)行對(duì)比分析、評(píng)判，對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估，制定出更加合理的檢修策略。

1.2 鐵芯故障

（1）鐵芯故障分析。因?yàn)槁曇襞c平時(shí)有所不同、油變質(zhì)、溫度上升，變壓器內(nèi)部的問(wèn)題，設(shè)備運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)磕碰聲。造成上述情況的因素重點(diǎn)是因?yàn)殍F芯迭片的絕緣和核心導(dǎo)電材料的表面收到許多因素的影響，同時(shí)使得鐵芯造成損耗甚至損壞。另外，變壓器鐵芯里面的缺片原因，鐵芯潤(rùn)滑油進(jìn)入油孔的通道里面和夾件下方出現(xiàn)松動(dòng)情況，鐵芯緊固連接的機(jī)械零件不牢固而產(chǎn)生松動(dòng)情況，都將出現(xiàn)非正常的噪聲。上述情況的出現(xiàn)通常是因?yàn)樵谏a(chǎn)過(guò)程中安裝、檢修工藝水平不高或采用了質(zhì)量不高的元器件引起，比如接地夾尚未徹底夾到位還有接地較差等。

（2）鐵芯故障防治作業(yè)與解決對(duì)策。能夠運(yùn)用測(cè)量鐵芯對(duì)絕緣電阻值大小的方式，檢查絕緣部件規(guī)格是否符合標(biāo)準(zhǔn)、外觀有無(wú)出現(xiàn)裂紋或開(kāi)裂等物理情況發(fā)生，還能夠采用加直流電壓的檢測(cè)方式來(lái)檢測(cè)絕緣電阻。針對(duì)箱體里面的異常物品、其中絕緣發(fā)霉與破損、油箱里面積累油泥、鐵芯多點(diǎn)接地種類(lèi)的安全隱患，能夠經(jīng)由定時(shí)檢測(cè)鐵芯接地電流來(lái)測(cè)量，接地電流一般應(yīng)控制在100mA以下。除此之外，進(jìn)行負(fù)載檢測(cè)，檢測(cè)由于空載所造成的損耗是否超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)從電力變壓器運(yùn)行時(shí)發(fā)出的聲響在第一時(shí)間找出差不多的問(wèn)題，接著對(duì)其實(shí)施檢查測(cè)試，防止造成接地短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。

1.3 套管的短路故障

（1）套管的短路故障分析。電力變壓器套管是變壓器外部的關(guān)鍵絕緣裝置，變壓器某一電壓值相對(duì)應(yīng)的電氣線(xiàn)路的一組線(xiàn)匝的引出線(xiàn)應(yīng)當(dāng)穿過(guò)絕緣套管。因電壓等級(jí)不同，絕緣套管有純瓷套管、硅橡膠套管、充油套管和電容套管等形式。套管因?yàn)槠茡p，開(kāi)裂、漏油等因素，可能會(huì)出現(xiàn)短路問(wèn)題。套管在外力的作用下產(chǎn)生破損，或套管塑封性較差，絕緣受潮將產(chǎn)生套管的內(nèi)部短路問(wèn)題的出現(xiàn)，套管外表面污穢、結(jié)垢現(xiàn)象不斷趨于嚴(yán)重化，并且在套管控制過(guò)程當(dāng)中由于存在人為因素的損壞，此外，還將致使套管外部造成短路的現(xiàn)象。

（2）套管短路故障防治作業(yè)與解決對(duì)策。對(duì)套管實(shí)施外部檢測(cè)，一是依據(jù)電廠(chǎng)所在地區(qū)測(cè)定的環(huán)境污區(qū)等級(jí)，核算套管爬電比距是否大于環(huán)境污區(qū)分級(jí)及外絕緣選擇要求的爬距，在嚴(yán)重污穢地區(qū)運(yùn)行的變壓器，可考慮在瓷套涂長(zhǎng)效防污閃涂料等措施。二是檢查瓷套有沒(méi)有出現(xiàn)開(kāi)裂的情況，在其外表面、縫隙當(dāng)中有沒(méi)有污穢、結(jié)垢。除此之外，還能夠用搖表進(jìn)行檢查測(cè)量套管的絕緣電阻的數(shù)據(jù)，與電阻數(shù)值是否可以達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)相比較。針對(duì)檢測(cè)出套管產(chǎn)生裂縫等安全隱患的時(shí)候，需要在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行修理。針對(duì)遭到損壞特別多的位置，能夠運(yùn)用裝配套管外套，預(yù)防人為隨意將雜物亂丟亂棄所造成的破壞。對(duì)于套管受潮現(xiàn)象需要在禍患出現(xiàn)以前就加以預(yù)防，在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)套管做出干燥，損失現(xiàn)象極其嚴(yán)重已經(jīng)無(wú)法正常運(yùn)用的套管需要在第一時(shí)間內(nèi)替換新的部件，經(jīng)過(guò)密封性、機(jī)械性的檢測(cè)，其結(jié)果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后方可安裝。在安裝的時(shí)候應(yīng)當(dāng)注重所有觸點(diǎn)螺絲應(yīng)該緊固，預(yù)防接觸不良的情況發(fā)生。除此之外，還應(yīng)該檢查套管絕緣油油位的改變，斷然不可以產(chǎn)生缺油以及無(wú)油運(yùn)行的情況。

1.4 分接開(kāi)關(guān)故障分析及處理措施

分接開(kāi)關(guān)故障重點(diǎn)是因?yàn)榉纸娱_(kāi)關(guān)定位有誤、切換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或接觸不良出現(xiàn)的，由此將會(huì)使得分接開(kāi)關(guān)接觸表面過(guò)熱、灼傷而導(dǎo)致出現(xiàn)放電情況，只要分接開(kāi)關(guān)產(chǎn)生過(guò)熱或部分放電均會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的后果。分接開(kāi)關(guān)在結(jié)構(gòu)、制造、安裝、調(diào)試過(guò)程中存在的隱患，例如彈簧的壓力較低等隱患都將會(huì)造成安全事故的出現(xiàn)。使用電橋測(cè)量全程的直流電阻和變比，使用開(kāi)關(guān)測(cè)試儀對(duì)切換順序、時(shí)間進(jìn)行測(cè)定，將測(cè)量數(shù)據(jù)及出廠(chǎng)數(shù)據(jù)以及有記錄的以往的數(shù)據(jù)做出比較，假設(shè)差異較大，那么需要對(duì)彈簧狀況、觸頭表面鍍層及接觸情況、分接引線(xiàn)是否斷裂及緊固件是否松動(dòng)、切換到位情況進(jìn)行檢查，均需要在第一時(shí)間實(shí)施維修、檢測(cè)，重新試驗(yàn)合格后方可投運(yùn)。

1.5 日常保養(yǎng)與維護(hù)

（1）保證瓷套管與絕緣外部的清理整潔。按時(shí)處理變壓器當(dāng)中的污垢，檢測(cè)套管里面是否存在閃絡(luò)放電現(xiàn)象，接地狀況正不正常，有沒(méi)有出現(xiàn)斷線(xiàn)、脫焊、開(kāi)裂等現(xiàn)象。

（2）檢查冷卻散熱設(shè)備是否存在滲漏、生銹的情況發(fā)生，并且需要檢測(cè)變壓器油位，油色、油質(zhì)情況。

（3）確保電氣設(shè)備連接情況正常，無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象。

（4）每年在規(guī)定時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)避雷器接地安全性，檢查接地電阻阻值、引線(xiàn)用達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有短股情況。

2 結(jié)語(yǔ)

變壓器的運(yùn)行、維修、檢測(cè)、日常維護(hù)過(guò)程中，工作人員不可以避免所有細(xì)節(jié)，同時(shí)盡最大努力查找并解決問(wèn)題。同時(shí)做出記錄與分析，梳理總結(jié)所有變壓器故障以及解決措施，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)化能力，用來(lái)保證變壓器的修理與檢測(cè)，變壓器長(zhǎng)期，可靠，高效，平穩(wěn)工作。