電力變壓器故障缺陷原因分析及措施

馬兆民

【摘? 要】電力變壓器是電力工業(yè)中不可或缺的重要組成部分，在發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和電能消耗等各個(gè)環(huán)節(jié)起著至關(guān)重要的作用，電力變壓器的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定。因此，為了保證電力變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)行分析出現(xiàn)故障的原因，并且提出相應(yīng)的措施予以解決是非常有必要的。

【關(guān)鍵詞】電力變壓器;故障缺陷;原因分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TM411文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

1變壓器異常響聲

1.1變壓器有較大而嘈雜的聲音

1.1.1原因

可能是變壓器鐵心夾件的松動(dòng)問(wèn)題。夾件或壓緊鐵心的螺釘松動(dòng)時(shí)，電壓及電流儀表一般指示正常，絕緣油的溫度、絕緣油顏色、儲(chǔ)油柜油位也沒(méi)有多大變化。

1.1.2措施

應(yīng)將變壓器停止運(yùn)行，并進(jìn)行檢修。

1.1.3案例

某年7月11日，某變電站35kV1號(hào)主變（SF7-10000/35/6.3型），在檢修一個(gè)月后發(fā)現(xiàn)運(yùn)行聲音有“噠噠”的異常。將該異常現(xiàn)象上報(bào)后，上級(jí)決定再次停電解體檢修。將變壓器吊心后檢查發(fā)現(xiàn)，由于檢修人員工作疏忽，B相壓板頂碗處有2個(gè)螺釘松動(dòng)。如果在此狀態(tài)下長(zhǎng)期運(yùn)行，受電磁力的影響，變壓器繞組會(huì)變形;或在增加負(fù)荷時(shí)，變壓器抗短路能力下降，嚴(yán)重時(shí)燒毀變壓器[1]。

1.2變壓器運(yùn)行聲音中夾有水的沸騰聲并發(fā)出氣泡逸出聲

1.2.1原因

可能是變壓器繞組有較嚴(yán)重的相間短路或匝間短路故障，使其附近的零件嚴(yán)重發(fā)熱使絕緣油氣化。分接開(kāi)關(guān)的接觸不良、局部點(diǎn)有嚴(yán)重過(guò)熱或變壓器匝間短路等，都會(huì)發(fā)出這種聲音。也可能是兩相繞組同時(shí)有接地故障。

1.2.2措施

應(yīng)立即停止變壓器運(yùn)行，進(jìn)行檢修。

1.2.3案例

某年10月10日，某變電站35kV2號(hào)主變（SF7-8000/35/6.3型），運(yùn)行時(shí)有“咕嚕咕?！睔馀菀莩雎?。經(jīng)測(cè)量及吊心檢查發(fā)現(xiàn)，高壓B相繞組2擋分接線與換位處有匝間短路故障，如圖1所示。繞組重繞后，變壓器恢復(fù)正常運(yùn)行[2]。

1.3變壓器運(yùn)行時(shí)夾有不均勻“啪啪”的爆炸聲

1.3.1原因

可能是變壓器器身主絕緣及縱絕緣有擊穿現(xiàn)象，即繞組內(nèi)部發(fā)生短路放電崩燒。

1.3.2措施

應(yīng)將變壓器停止運(yùn)行，通過(guò)測(cè)量各種技術(shù)參數(shù)判斷變壓器是否需要大修。

1.3.3案例

某年5月15日，某變電站35kV2號(hào)主變（SF9-8000/38.5/6.3型），因油枕補(bǔ)油孔處密封不嚴(yán)而長(zhǎng)時(shí)間積水，最終造成C相縱絕緣短路放電。

1.4變壓器運(yùn)行聲音異常并夾有放電的“嘶嘶”聲

1.4.1原因

可能是變壓器器身或套管發(fā)生表面局部放電現(xiàn)象。如果是套管的問(wèn)題，在氣候惡劣或夜間時(shí)，可通過(guò)紅外夜視儀也可用眼睛直接觀察電暈輝光或藍(lán)色小火花[3]。

1.4.2措施

通過(guò)紅外夜視儀觀察，控制接點(diǎn)溫升，發(fā)現(xiàn)異常，將變壓器停止運(yùn)行，清理套管表面的臟污，再涂上硅油或硅脂等涂料。檢查鐵心對(duì)地絕緣及各帶電部位對(duì)地的距離是否符合要求。

1.4.3案例

某年6月21日，某變電站35kV1號(hào)主變（SZ9-6300/38.5/6.3型）35kV系統(tǒng)B相接地，A、C相電壓升高，變壓器35kV側(cè)套管爆炸，引線著火，隨即停電。故障后檢查發(fā)現(xiàn)，套管內(nèi)變壓器油大量溢出并著火。故障發(fā)生的原因是導(dǎo)電桿與引線焊接處嚴(yán)重脫焊，運(yùn)行時(shí)過(guò)熱，瓷套管高溫，加之母線過(guò)短，導(dǎo)電桿過(guò)多受力。

1.5變壓器運(yùn)行聲音伴有規(guī)律且連續(xù)的摩擦或撞擊聲

1.5.1原因

可能是變壓器結(jié)構(gòu)的某些部件因鐵心及內(nèi)部小部件接觸、運(yùn)行的振動(dòng)而造成機(jī)械摩擦或碰撞。此時(shí)，各種測(cè)量表計(jì)指示和溫度均無(wú)異常。這類(lèi)響聲雖然異常，但對(duì)運(yùn)行沒(méi)有多大危害。

1.5.2措施

變壓器不必立即停止運(yùn)行，可在計(jì)劃?rùn)z修時(shí)檢查并排除存在的問(wèn)題，并且加強(qiáng)巡視。

1.5.3案例

我單位降耗改造的變壓器中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鐵心疊片不整齊、松動(dòng)，片與片之間接縫大，空載電流大。經(jīng)試驗(yàn)，證明了這一問(wèn)題。

2變壓器的溫度異常升高

變壓器溫度比原來(lái)同條件時(shí)下的溫度高，并有不斷升高的趨勢(shì)。這屬于變壓器溫度異常升高故障，與超極限溫度升高故障一樣，是變壓器故障特征之一。

2.1原因

（1）變壓器繞組短路故障，如匝間短路、層間短路、相間短路等。

（2）環(huán)境溫度過(guò)高。

（3）漏磁或渦流引起箱體發(fā)熱故障。

（4）長(zhǎng)期過(guò)負(fù)載。

（5）事故過(guò)載。

（6）散熱設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、油泵等故障。

（7）變壓器鐵心局部短路故障[4]。

2.2措施

如果是變壓器內(nèi)部故障引起的，應(yīng)停止運(yùn)行，進(jìn)行檢修。變壓器運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常，應(yīng)根據(jù)不同的原因采取不同的措施予以排除，使溫度恢復(fù)正常。

3變壓器噴油爆炸

3.1原因

（1）絕緣損壞：匝間短路等局部過(guò)熱、雷擊等過(guò)電壓都會(huì)造成絕緣損壞，變壓器進(jìn)水也會(huì)使絕緣受潮損壞。絕緣損壞是導(dǎo)致變壓器內(nèi)部短路故障的基本原因。

（2）斷線產(chǎn)生強(qiáng)弧光：線組導(dǎo)線焊接不良、引線連接松動(dòng)等隱患處在大電流沖擊下可能會(huì)斷路，斷點(diǎn)處產(chǎn)生高溫電弧使油氣化，促使變壓器內(nèi)部壓力迅速升高。

（3）調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)故障：分接開(kāi)關(guān)接觸不良、松動(dòng)等，會(huì)造成分接開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭發(fā)熱，跳火起弧，也會(huì)使調(diào)壓段線圈短路[5]。

3.2措施

平時(shí)應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行巡視檢查制度，故障后應(yīng)及時(shí)報(bào)火警，以保證人員和設(shè)備安全。

3.3案例

某年3月20日，某變電站2號(hào)主變（SFPSLb-40000/38.5/6.6型），因年久失修，色譜化驗(yàn)分析高溫過(guò)熱，絕緣整體老化，發(fā)生噴油爆炸。

發(fā)生短路故障后，變壓器巨大的內(nèi)部短路電流和高溫電弧使變壓器油氣化，油箱內(nèi)壓力急速升高。如果保護(hù)裝置未能及時(shí)快速分?jǐn)嚯娫?，故障較長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)存在，將使箱體內(nèi)部壓力持續(xù)增高，高壓的油氣從防爆管或箱體其他強(qiáng)度薄弱之處噴出形成事故。如果防爆管不能將壓力迅速釋放，強(qiáng)大的電動(dòng)力將會(huì)使器身撕開(kāi)，引起變壓器噴油爆炸燃燒[6]。

結(jié)語(yǔ)

電力變壓器是電力系統(tǒng)主要的設(shè)備之一，主要用于輸配電（即升降壓），在電力長(zhǎng)途傳輸中，變壓器擔(dān)當(dāng)著重要的角色。根據(jù)運(yùn)行維護(hù)規(guī)程，電力變壓器需要定期進(jìn)行檢查維護(hù)，掌握變壓器的運(yùn)行情況，采取有效措施，把故障消除在初始狀態(tài)，保障變壓器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]柴俊嶺.基于關(guān)聯(lián)氣體和優(yōu)化支持向量機(jī)的變壓器故障診斷[D].西安理工大學(xué)，2018.

[2]周妺末.基于DGA分析的電力變壓器多層次分級(jí)故障診斷技術(shù)研究[D].西南交通大學(xué)，2018.

[3]代杰杰.基于深度學(xué)習(xí)的變壓器狀態(tài)評(píng)估技術(shù)研究[D].上海交通大學(xué)，2018.

[4]鄧焱.基于多維信息融合的變壓器狀態(tài)評(píng)估與故障診斷方法研究[D].華南理工大學(xué)，2018.

[5]李云昊.基于紅外成像的嵌入式變壓器故障檢測(cè)技術(shù)的研究[D].重慶理工大學(xué)，2018.

[6]高永利.電力變壓器高壓試驗(yàn)及其結(jié)果缺陷故障探究[J].農(nóng)家參謀，2018（03）：200.

（作者單位：華電滕州新源熱電有限公司）