變壓器運行維護(hù)與故障解決方法

劉明玉

（神木市潔能綜合利用發(fā)電有限公司，陜西 神木 719300）

0 引 言

變壓器和電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)系密切。在日常運行中，如果變壓器出現(xiàn)故障會直接導(dǎo)致電力系統(tǒng)癱瘓，不僅影響用戶的正常用電，增加一定的投訴率，還會影響電力企業(yè)的聲譽(yù)，從而降低電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，電力企業(yè)必須采用合理的維護(hù)措施和故障解決方法。

1 電力變壓器的用途與分類

在時代的快速革新下，電氣設(shè)備的類型愈來愈多樣化，不同類型電氣設(shè)備具有的額定電壓也不同。通常，電壓并不是由發(fā)電廠直接提供給人們使用，因為電能傳輸中會存在熱損耗，導(dǎo)致電能利用率降低，因此需應(yīng)用變壓器提升電能電壓的傳輸。一般來說，升壓變壓器可以穩(wěn)定傳送電壓，提升電廠輸出的電壓質(zhì)量。結(jié)合變壓器冷卻方式的差異性，它可分為充氣式變壓器、干式變壓器、油浸風(fēng)冷變壓器以及油浸自冷變壓器等；結(jié)合線圈結(jié)構(gòu)，它可分為多線圈變壓器、三線圈變壓器、雙線圈變壓器以及單線圈變壓器等；從用途方面，它可分為調(diào)壓器、特種變壓器以及電力變壓器等。為了保證變壓器的穩(wěn)定運行，不僅要做好變壓器的運行維護(hù)，還要科學(xué)合理地解決其存在的故障，以保證電能的穩(wěn)定傳輸。

2 變壓器的運行維護(hù)

變壓器作為電網(wǎng)傳輸中不可缺少的組成部分，可以為用戶提供更加穩(wěn)定和安全的電能。充分調(diào)節(jié)電壓不僅能避免由電壓過低或過高損害用戶電器所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)財務(wù)損失，還能滿足用戶對電能的不同使用需求。實際工作開展中，做好變壓器的運行維護(hù)工作非常有必要。通過采取科學(xué)合理的維護(hù)方法，可及時并有效地解決變壓器存在的問題，從而保障電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

2.1 合理制定維護(hù)計劃并定期檢查

維護(hù)變壓器前應(yīng)制定合理科學(xué)的維護(hù)計劃，以作為指導(dǎo)維護(hù)工作的依據(jù)。電力企業(yè)有關(guān)人員需要結(jié)合變壓器的自身特點和具體運行狀況進(jìn)行合理制定維護(hù)計劃，科學(xué)分配維護(hù)人員崗位，確保進(jìn)一步提升變壓器的供電質(zhì)量[1]。此外，應(yīng)定期檢查變壓器，在沒有發(fā)生故障前加強(qiáng)對變壓器的維護(hù)，防止出現(xiàn)設(shè)備老化現(xiàn)象。

2.2 變壓器耗損的處理

變壓器的工作環(huán)境具有一定的特殊性，長時間處于高負(fù)荷狀態(tài)極易發(fā)生耗損。變壓器的損耗在一定程度上會嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)，導(dǎo)致出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定的情況，甚至?xí)?yán)重影響到居民的正常生活。因此，變壓器的耗損處理應(yīng)納入變壓器的運行維護(hù)工作，根據(jù)損耗的不同程度，采取合理的處理方式[2]。對于不嚴(yán)重的損耗可應(yīng)用維修技術(shù)進(jìn)行解決，若出現(xiàn)嚴(yán)重的損耗需要立即更換部件，以保證變壓器質(zhì)量。變壓器本身屬于一種消耗相對較高的物品，購買時要盡量選擇高性價比的設(shè)備，從而從源頭降低變壓器的故障發(fā)生率。

2.3 變壓器各個元件的維護(hù)

變壓器的長時間工作，使內(nèi)部元件常常負(fù)載嚴(yán)重而易導(dǎo)致變壓器故障。為有效保障變壓器運行的穩(wěn)定性，需要加強(qiáng)對變壓器內(nèi)部元件的維護(hù)?，F(xiàn)階段，變壓器的元件相對較多，維護(hù)作業(yè)難度較大，具體可從以下3個方面入手。首先，消除變壓器的接縫滲漏現(xiàn)象。相關(guān)人員需要改變其密封程度，通過開展維護(hù)和清理等相關(guān)作業(yè)操作，全面解決變壓器的泄漏現(xiàn)象。其次，在長時間運行過程中變壓器油質(zhì)會發(fā)生氧化，因此需重視其密封性。另外，相關(guān)人員可使用油枕解決氧化現(xiàn)象。最后，在為變壓器加油時應(yīng)該合理控制速度，從而更好地維護(hù)變壓器，保證其正常運行[3-5]。

3 電力變壓器故障檢修技術(shù)

變壓器作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其安全可靠的運行至關(guān)重要。目前，我國電力系統(tǒng)中的大部分變壓器已使用很長時間，極易出現(xiàn)功能老化問題。此外，因為變壓器需要連接整個電力電網(wǎng)，系統(tǒng)中任何設(shè)備出現(xiàn)問題都會增加電壓器的故障風(fēng)險，所以變壓器運行過程中的檢修工作極為重要[6]。

3.1 變壓器油質(zhì)分析

變壓器油作為電力變壓器中極其重要的冷卻介質(zhì)，應(yīng)用范圍廣泛。結(jié)合近年來相關(guān)電力變壓器的檢修數(shù)據(jù)可以看出，大部分變壓器的故障或異常運行，都對變壓器油產(chǎn)生不同程度的影響。因此，在對變壓器進(jìn)行故障檢修過程中應(yīng)檢測變壓器油的質(zhì)量，即檢測油中的氣體含量。通常采用氣體色譜圖分析的方法檢測變壓器油中異常氣體的種類和各自的混入量。因為變壓器油本身是變壓器的一部分，所以在變壓器出現(xiàn)故障時必然會導(dǎo)致變壓器油自身的質(zhì)量發(fā)生變化。通過檢修電力變壓器的運行狀態(tài)，可獲取變壓器油中氣體的含量和種類，進(jìn)而判斷故障的位置和原因。

3.2 局部放電量測試

電力變壓器具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、密封嚴(yán)密以及絕緣性好等顯著特點。出現(xiàn)故障時直接拆解變壓器查找原因極為不妥，但只觀察變壓器的整體不一定能夠找到故障原因，因此必須尋找一種簡單易行的檢修方法。電測法可用于檢測變壓器的局部放電信號，將其應(yīng)用于變壓器故障檢測工作，能很好地從側(cè)面反映變壓器發(fā)生異?；蚬收蠁栴}的位置，利于相關(guān)人員掌握變壓器的運行狀況，明確故障的具體位置。

3.3 物理變化檢測

變壓器檢修最直觀的檢測方法是觀察變壓器各個位置是否出現(xiàn)局部變形或位置移動等問題，確定其是否能夠自行恢復(fù)。變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，電力設(shè)備的配置精密度越來越高，物理變化很有可能導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)問題或故障。因此，在電力變壓器運行和維護(hù)過程中，應(yīng)該注意自身的物理變化情況。另外，檢測變壓器表面溫度的變化情況，應(yīng)及時查找與分析溫度異常故障問題，從而保證變壓器可靠運行。

4 變壓器常見故障的成因

4.1 變壓器超常負(fù)荷

放電故障、分接頭開關(guān)故障、繞阻故障以及鐵芯故障等是變壓器的常見故障。導(dǎo)致這些故障出現(xiàn)的因素較多，需要針對變壓器內(nèi)容開展相關(guān)的分析和研究。一般來說，變壓器超常負(fù)荷是導(dǎo)致電力變壓器故障的首要原因。變壓器長期工作在超負(fù)荷狀態(tài)，導(dǎo)致其內(nèi)部連接件和相關(guān)零件過熱，但冷卻裝置的冷卻效果需要一定時間才能達(dá)到，從而容易發(fā)生故障造成部分零件損壞[7]。最常見的是分接頭故障和鐵芯故障，當(dāng)變壓器內(nèi)部零件過熱時會損壞局部零件，溫度過高時分接頭開關(guān)的連接件和鐵芯零件的絕緣體會超過正常運轉(zhuǎn)負(fù)荷而出現(xiàn)故障。

4.2 使用維護(hù)操作不當(dāng)

如果工作人員使用電力變壓器的方法不正確，不能及時有效處理發(fā)生的故障問題，且不重視日常設(shè)備的保養(yǎng)與維護(hù)，必將加快變壓器絕緣體的老化速度。絕緣體可保護(hù)繞阻和鐵芯等零件，但在實際運轉(zhuǎn)過程中如果變壓器受到損害，那么絕緣體保護(hù)作用也將消失。部分零件在濕度或溫度過度情況下也會發(fā)生故障現(xiàn)象，從而影響變壓器的正常運行。

4.3 變壓器線路故障

除上述兩種原因外，變壓器線路的相互干擾也是最常見的故障原因，大多數(shù)故障都是受到線路間的相互干擾而產(chǎn)生的。合閘時的過電壓和低負(fù)荷階段的電壓峰值在線路干擾時會出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，從而導(dǎo)致變壓器發(fā)生故障。

5 電力變壓器常見故障及處理方法

作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，變壓器能否安全穩(wěn)定運行可直接影響電力的傳輸質(zhì)量與效率。相關(guān)人員必須著重分析電力變壓器的常見故障，不斷總結(jié)工作經(jīng)驗，實現(xiàn)對變壓器故障進(jìn)行更加準(zhǔn)確和快速的判斷。另外，通過采取針對性的處理方法，可盡可能將故障消除在萌芽階段，從而最大程度地發(fā)揮變壓器作用。變壓器常見的故障體現(xiàn)在以下幾個方面。

5.1 電力變壓器內(nèi)部故障

5.1.1 繞組故障及處理方法

繞組是變壓器的電路部分，其在運行過程中出現(xiàn)的故障主要包括匝間和相間等短路故障。發(fā)生短路時，繞組電流將會達(dá)到額定電流的數(shù)十倍甚至更高，會導(dǎo)致繞組溫度快速上升，將會加速絕緣老化。繞組受到較大電磁力的作用會發(fā)生松動和變形，會對其性能和使用造成不良影響[8]。

處理繞組故障時，應(yīng)合理處理繞組松動、變形以及位移等各種缺陷情況。需及時做好相應(yīng)的加固，更換相應(yīng)的撐條和繞組；及時修復(fù)絕緣故障，當(dāng)修復(fù)無法解決問題時，則應(yīng)及時更換損壞的部件。對于電力變壓器在使用過程中出現(xiàn)的匝間短路和繞組斷路等故障，則應(yīng)當(dāng)做好繞組修復(fù)或更換操作。

5.1.2 鐵心故障及處理方法

鐵心是變壓器的磁路部分，故障主要包括鐵心多點接地、接地不良以及鐵心片間短路等，最常見的故障為鐵心多點接地。鐵心多點接地時，多個接地點間會形成閉路產(chǎn)生環(huán)流，從而導(dǎo)致局部出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。

鐵心故障多數(shù)是由鐵心柱的穿心螺桿等部件損壞引起的。在處理過程中采用吊芯檢查法，合理測量各相繞組的直流電阻，檢查鐵心外觀，并測量片間絕緣電阻。處理多點接地故障時，可在鐵心和油箱間加直流電壓，利用大電流進(jìn)行短時間沖擊，燒掉鐵心多余接地點，從而合理處理鐵心多余接地點。

5.2 電力變壓器外部故障

5.2.1 油箱故障及處理方法

變壓器油箱故障時會出現(xiàn)滲油現(xiàn)象，一方面帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，另一方面會影響變壓器運行的安全性，情況嚴(yán)重時可能會引起停運，甚至損壞變壓器。

針對焊接處出現(xiàn)的滲油問題，可通過直接帶油焊接的方式進(jìn)行處理。高壓套管滲油現(xiàn)象大多是由膠墊安裝不合理造成的，可通過更換密封膠墊進(jìn)行處理。低壓側(cè)套管出現(xiàn)的滲漏情況通常是由低壓側(cè)外部連接引線偏短造成的，因此應(yīng)在母線拉伸時依據(jù)相應(yīng)的規(guī)定利用軟銅線連接母線。

5.2.2 引線故障及處理方法

引線出現(xiàn)故障主要是由接頭連接質(zhì)量差、引線絕緣損壞以及螺栓松動等原因造成的。

處理時需要詳細(xì)檢查焊接點和部件連接點的具體情況。如果焊接點出現(xiàn)了脫落情況，則應(yīng)當(dāng)重新對其進(jìn)行焊接，完成相應(yīng)的焊接作業(yè)后清洗焊接表面，保證其表面干凈。發(fā)現(xiàn)存在接觸不良情況，要及時緊固螺栓。

5.2.3 套管故障及處理方法

電力變壓器中的套管在使用過程中出現(xiàn)故障的主要原因是其表面遭受了污染。套管出現(xiàn)故障時會引起表面閃絡(luò)和泄漏電流加大，將導(dǎo)致絕緣套管溫度升高，破壞其絕緣性。

處理該故障則需定期檢查套管表面是否清潔，如果發(fā)現(xiàn)其表面遭受了污染，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行清理。要確保管套表面始終保持清潔以及套管油位正常，從而避免故障的發(fā)生。

6 結(jié) 論

電力是人們賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)性資源，涉及人們生活的方方面面。作為電力系統(tǒng)的重要輸變電設(shè)備，變壓器在我國城市化建設(shè)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有十分重要的作用，受到了社會各界的廣泛關(guān)注。當(dāng)前電力變壓器受其自身材質(zhì)、使用頻繁等相關(guān)因素的影響，導(dǎo)致各類故障層出不窮，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的正常運行。因此，為了提升電力企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，保證人們的用量質(zhì)量，電力企業(yè)必須全面分析變壓器的故障原因，并采取具有針對性的措施，保證電力系統(tǒng)正常運行，從而為我國電力行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。