500kV主變壓器的常見故障分析與防范措施

摘 要：對變壓器在不同條件下的運行狀態(tài)進行檢查和數據分析，有助于維護人員判斷變壓器的運行狀態(tài)是否正常，以便于我們能及時的處理變壓器存在的安全隱患，從而保障變壓器的安全運行。本文針對500KV變壓器的常見故障，分析原因，提出解決相關故障的防治措施，旨在保證變壓器的正常運行及供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

關鍵詞：500kV主變壓器；故障分析；防范措施

0 引言：

變壓器作為當前供電系統(tǒng)中的一個重要組成部分，是電能的傳輸樞紐，其運行故障對廣大用戶和電網安全穩(wěn)定有重大影響。電力運行事故頻發(fā)已經引起電力企業(yè)的高度重視，如果變壓器存在的安全隱患處理不及時，將會對電網運行造成毀滅性的破壞以及對電力企業(yè)的經濟效益造成巨大影響。

1 主變壓器的油化數據異常分析及防范措施

1.1 主變壓器油的色譜數據分析

500kv變壓器油中乙炔含量注意值為1uL/L，總烴含量的注意值為150 uL/L，如果超出了相應的注意值，則說明變壓器存在故障。乙炔主要由以下幾種原因引起：⑴存在低溫過熱現(xiàn)象，乙炔在500℃下會少量生成；⑵變壓器內有放電、拉弧、閃絡現(xiàn)象；持續(xù)關注乙炔含量的變化，如果乙炔含量持續(xù)升高，則說明變壓器內有放電、拉弧、閃絡現(xiàn)象。而如果在發(fā)現(xiàn)乙炔后，乙炔含量相對穩(wěn)定，則乙炔應該是第一和第三中情況引起的。總烴的含量升高或超標，原因主要是：油或紙過熱、油紙絕緣中局部放電、油和紙中電弧和閃絡放電、局部低能量放電等。持續(xù)檢測總烴含量，如持續(xù)升高，則說明有可能是主變內部或潛油泵電機處有持續(xù)放電現(xiàn)象。如比較穩(wěn)定，則說明是某一段時間內溫度過高引起的。

1.2 主變壓器油的含氣數據分析

500KV主變壓器運行中油中含氣量不能大于3%，如果油中含氣量超標或者持續(xù)上升，則說明變壓器存在故障。油中含氣量升高主要原因是：⑴變壓器內部有放電現(xiàn)象，將絕緣油分解；⑵變壓器本體及管路各個法蘭面有滲油現(xiàn)象，導致空氣進入油箱內。

1.3 防范措施

配備油色譜在線監(jiān)測裝置，監(jiān)測變壓器油中總烴的含量（CH4、C2H6、C2H4、C2H2）和H2、CO、CO2的含量，分析和判斷各氣體組分的含量，對預防變壓器的故障發(fā)生有著重要的作用。同時，我們也要定期取油樣檢測，做好數據的比對和分析。

2 變壓器中的鐵芯與夾件故障分析及防范措施

目前，變壓器的鐵芯和夾件故障主要是由于鐵芯和夾件沒有接地或多點接地等原因引起的。變壓器在正常運行時，帶電的繞組與引線與油箱間構成的電場為不均勻電場，鐵芯和夾件等金屬構件處于該電場中，由于電容分布不均勻，場強各異，如果鐵芯和夾件不可靠接地，則會產生很高的電容，形成懸浮電位，產生充放電現(xiàn)象，損壞固體絕緣及油的電強度。而鐵芯和夾件如果多點接地的話，則會在鐵芯和夾件上形成環(huán)流，造成鐵芯和夾件溫度升高，造成絕緣性能下降，最終形成短路。

造成鐵芯多點接地的原因有：鐵芯螺桿絕緣管損壞、夾件與鐵軛間絕緣塊下移或松脫、鐵芯片位移或松脫等都可能造成變壓器鐵芯的多點接地。

造成夾件多點接地的原因有：定位螺栓絕緣件損壞，有載分接開關與開關托架之間絕緣受損或水平方向有接觸現(xiàn)象；夾件接地引線發(fā)生絕緣受損；下節(jié)油箱加強鐵上紙槽、墊腳絕緣移位、損壞或油槽內有雜質。

防范措施：⑴變壓器中的鐵芯與夾件必須單點接地，同時要在接地扁鐵或銅牌處加裝電流傳感器，實時監(jiān)測鐵芯與夾件的接地電流，一般電流不超過100mA；⑵每年都要定期測量鐵芯對夾件及地、夾件對鐵芯及地的絕緣電阻。

3 變壓器中的繞組出現(xiàn)的問題分析及防范措施

導致繞組出現(xiàn)故障的主要原因基本上都是由于較長時間承載過大的負荷、絕緣能力遭到破壞以及線圈受潮等都會出現(xiàn)線圈故障。這些故障主要表現(xiàn)為短路、斷路以及溫度過高等。造成繞組短路的原因有以下幾種：首先，繞組和鐵芯之間的絕緣物質是紙質的，這種物質具有較高的吸水性能。如果變壓器長期處于水分較高的環(huán)境中就會出現(xiàn)由于受潮而使得絕緣性能受到極大影響。在絕緣性能下降的情況下就會出現(xiàn)例如局部放電或接地等情況。繞組出現(xiàn)斷線的情況也是常見故障之一，出現(xiàn)這種情況的主要原因是由于在進行焊接過程中出現(xiàn)虛焊的情況，在長時間運轉之后出現(xiàn)的這種故障。

防范措施：每年定期對變壓器的繞組直阻進行測量，測量值與之前的數據比較，變化不能超過2%。

4 變壓器滲漏油的問題分析及防范措施

變壓器滲漏油問題也是變壓器常見的故障之一。滲漏油如果很嚴重而不能及時加以處理的話，將會造成變壓器油位降低，低油位保護動作報警，然后出現(xiàn)輕瓦斯和重瓦斯動作，斷路器斷開的事故，從而產生非常嚴重的后果。

變壓器滲漏油的主要原因有：⑴焊縫處有砂眼或裂痕；⑵波紋管壁薄，受到外力的撞擊后破裂；⑶法蘭面密封圈老化；⑷磁場的影響。關于磁場的影響，主變低壓側的大電流會產生很強的磁感應強度，另外交流電流一直在改變，那么交流電流產生的磁感應強度也在不斷的隨之變化，所以磁通量也在隨之變化。

其次，主變低壓側升高座的下端通過螺栓與主變本體相連接，如果螺栓的表面有油漆，或者螺栓孔內有變壓器絕緣油的話，則螺栓就與地不導通，它就是一個孤立的個體，一個閉合回路。

根據法拉第定律，產生感應電流的兩個條件是：⑴存在閉合回路；⑵穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。所以在螺栓上會產生環(huán)形電流，而且電流還比較大，于是螺栓會發(fā)熱，長時間的發(fā)熱勢必會加快密封圈的老化，從而發(fā)生滲漏油的現(xiàn)象。

防范措施：在主變壓器運行期間，尤其是汛期的發(fā)電高峰期，我們要定期對主變進行熱成像巡檢，如果發(fā)現(xiàn)哪些螺栓溫度過高，我們一定要及時記錄，并在檢修期及時加以處理。另外對一些重點部位做好防護。

5 變壓器套管故障分析及防范措施

500KV電壓等級的變壓器分別設有高壓套管、低壓套管和中性點套管。高壓套管也就是油氣套管一般為環(huán)氧樹脂浸紙電容式套管；低壓套管一般為導桿式套管；中性點套管一般為油紙電容式套管。

高壓套管故障主要有：套管內部受潮。它的受潮主要還是由末屏引起的，末屏密封圈損壞或末屏保護罩損壞，都會導致套管內部受潮。如果處理不及時，則套管內部導體對地電容值會越來越低，最后會處于一個基本接地的狀態(tài)，將產生嚴重的后果。

低壓套管的主要故障有：電暈放電、閃絡、末屏受潮。如果橡皮套密封不是很嚴，雨水就會流進去，套管表面臟污吸收水分后，會使絕緣電阻降低，從而產生套管導體的電暈放電和閃絡放電現(xiàn)象，嚴重時會擊穿套管。

中性點套管發(fā)生故障的原因和低壓套管差不多，只是當套管頂部密封不良時可能導致進水使絕緣擊穿，下部密封不良時使套管滲油，導致油面下降，絕緣性能大大降低。

防范措施：定期對套管進行預試，檢查套管的介損值及絕緣情況，同時做好套管表面的清潔以及防雨工作。

6 總結

變壓器的安全隱患存在的地方有很多，我們只有在工作中腳踏實地，不麻痹大意，才能將安全隱患給排除在外。

參考文獻：

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[2] 代建強 ， 賴穎 ， 韋海治 ， 梁睿 .500kV 變壓器運行維護與故障分析處理 [J]. 大科技 ，2014（36）：231-232.

作者簡介：

柯?。?984-），男，漢，湖北鄂州，大專，助理工程師，主要負責水電站電氣一次設備的維護工作。