超高壓電力變壓器運(yùn)行故障及原因分析

張德銘　桂學(xué)祥

摘要：隨著我國電網(wǎng)系統(tǒng)的覆蓋范圍越來越大，對電力輸送方面的需求也越來越高，特高壓電力變壓器作為電力傳輸?shù)闹匾淮卧O(shè)備，對于保障電能的安全傳輸以及終端企業(yè)和居民用電上起著至關(guān)重要的作用。特高壓電力變壓器的功能是多方面的：它具有調(diào)節(jié)電壓的功能，它可以根據(jù)用電需要，通過增加電壓將電力傳遞到用電區(qū)域。如果變壓器在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，不僅會(huì)對企業(yè)產(chǎn)生影響而且還會(huì)對生產(chǎn)生活造成極大的損失和影響，所以其相關(guān)的運(yùn)行故障及故障診斷分析就變得越來越重要。對于此，本文簡要概述了特高壓電力變壓器的作用，分析了變壓器的運(yùn)行故障，探討了故障診斷分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：變壓器;運(yùn)行故障;故障診斷;故障檢修

1引言

特高壓電力變壓器的正常運(yùn)行，決定了整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)輸工作的好壞，它是相關(guān)電力輸送企業(yè)在發(fā)展過程當(dāng)中非常重要的一項(xiàng)電氣設(shè)備，電力變壓器，不僅控制著我們生活中必要的用電設(shè)備，還在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全問題，產(chǎn)生了巨大影響，所以相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員要對電力變壓器有足夠的重視。在實(shí)際生產(chǎn)操作中電力變壓器非常容易受到環(huán)境中一些細(xì)節(jié)問題的影響，實(shí)際運(yùn)營中一些微小的參數(shù)的改變，都會(huì)對電力變壓器的正常運(yùn)行產(chǎn)生巨大影響，所以相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員一定要重視電力變壓器的維護(hù)工作，對于出現(xiàn)問題的一些電力變壓器，一定要用合理的操作來維修和維護(hù)其正常的運(yùn)行，這樣才能合理地保證日常人們生活的正常電力輸送，才能保證我們生活中用電的最大安全。

2變壓器的運(yùn)行故障

2.1變壓器滲油

變壓器油泄漏不僅會(huì)給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失、破壞環(huán)境，影響設(shè)備的正常運(yùn)行，造成停電甚至損壞變壓器，給生產(chǎn)用戶造成經(jīng)濟(jì)損失，給居民的生活帶來不便。因此，有必要解決變壓器油的泄漏問題。油箱平面的漏油可以直接進(jìn)行焊接修復(fù)。對于拐角及加強(qiáng)筋處的滲漏情況，其漏點(diǎn)一般很難發(fā)現(xiàn)，或者在維修后的焊接點(diǎn)質(zhì)量較差再次泄漏。對于這種泄漏，鐵板可用于修復(fù)焊接。兩面連接處可以使用橢圓形鐵板可用于焊縫修復(fù)。在三面的交界處，鐵板可以轉(zhuǎn)換成三角形用于修復(fù)，或根據(jù)修理焊接的實(shí)際位置進(jìn)行焊接。對于高壓套管升高座或進(jìn)人孔法蘭滲油，這些部件主要是由于橡膠墊片不正確安裝造成的，可以使用密封膠對法蘭之間的縫隙進(jìn)行密封：橡膠塞完全固化后，把螺釘移除，在螺釘孔處將密封膠注入法蘭之間的縫隙，直到法蘭螺釘?shù)拿芊鈩┍粩D出即可。低壓側(cè)套管滲漏的原因是，母線拉伸和低壓側(cè)引線引出偏短，膠珠壓在螺紋上受母線拉伸時(shí)，可以根據(jù)規(guī)定使用補(bǔ)償器將母線用伸縮節(jié)鏈接，即可解決滲油。

2.2鐵芯接觸地面

變壓器的正常觸地點(diǎn)是鐵芯，只有1個(gè)接觸點(diǎn)。如果有2個(gè)以上的點(diǎn)，將形成多點(diǎn)觸地。而變壓器鐵芯的多點(diǎn)觸地會(huì)引起鐵芯觸地故障，這將會(huì)對變壓器的運(yùn)行產(chǎn)生影響。遇到這種問題時(shí)需要及時(shí)消除直流電流的沖擊，并將鐵芯觸地線移除，在變壓器鐵芯和油箱之間，進(jìn)行大電流沖擊3～5次。這樣可以燃燒掉鐵芯的多余觸地點(diǎn)。另外，如果變壓器蓋子上的定位銷翻轉(zhuǎn)和拆除導(dǎo)致了多點(diǎn)觸地，必須翻轉(zhuǎn)定位銷或者拆除損壞的夾件墊腳與鐵扼間的絕緣紙板。根據(jù)絕緣規(guī)范的要求，有必要更換一定厚度的新紙板。

2.3連接器過熱

連接器接頭是變壓器本身及電力系統(tǒng)連接的重要部分。如果接頭處出現(xiàn)連接不良，就會(huì)造成短路發(fā)熱導(dǎo)致其熔斷，對變壓器的正常運(yùn)行和電網(wǎng)的安全供電造成影響。所以出現(xiàn)接頭過熱的問題就要檢修。變壓器電纜的末端由銅制成，主要用在室外和潮濕的地方，鋁導(dǎo)線不能固定到銅端，當(dāng)銅和鋁的接觸表面滲入含有溶解鹽的水分時(shí)（電解質(zhì)），在電耦合作用下發(fā)生電解反應(yīng)。鋁被強(qiáng)烈腐蝕，觸點(diǎn)迅速損壞，產(chǎn)生熱量并可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故。為避免這種情況，當(dāng)鋁導(dǎo)體和銅作為導(dǎo)線需要進(jìn)行裝置的連接時(shí)，應(yīng)采用一端由鋁制接頭和另一端由銅制成的特殊過渡接頭。

2.4絕緣事故

由于外部不利因素的干預(yù)，電力變壓器在工作過程中容易發(fā)生絕緣事故。電力變壓器的運(yùn)行是在自然環(huán)境中進(jìn)行的，它長時(shí)間暴露在風(fēng)雨中，雨水會(huì)逐漸滲入至裝置內(nèi)部，使得電力變壓器內(nèi)的部件處于相對潮濕的狀態(tài)。在這種工作環(huán)境中運(yùn)行，最終會(huì)發(fā)生電力變壓器絕緣的故障。此外，雷暴通常發(fā)生在夏季。如果電力變壓器的防雷效果不是很好，可能會(huì)引起雷擊事故，從而損壞電力變壓器的絕緣。

2.5線路損壞

如果電源變壓器的負(fù)載過大或運(yùn)行時(shí)間過長，則電源線容易形成老化損壞，影響電源變壓器的正常運(yùn)行。線路損壞會(huì)對電力變壓器造成內(nèi)部線圈變形并且形成線路短路，導(dǎo)致電力變壓器的故障。

3變壓器的故障診斷分析

3.1電力變壓器故障診斷的基礎(chǔ)理論

變壓器油色譜分析是反映油浸式變壓器故障狀況最重要、最直觀的診斷方法，可以為變壓器的故障判斷提供可靠的依據(jù)。許多變壓器故障診斷試驗(yàn)都是在變壓器油色譜分析的基礎(chǔ)之上進(jìn)行拓展和延伸的。通過測量變壓器油中溶解的各種氣體成分和濃度的變化情況，就可以發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部可能存在的潛在故障，以便在變壓器故障早期就能夠及時(shí)進(jìn)行維修。合格的變壓器油是澄清透明的礦物油，無雜質(zhì)沉淀及固體懸浮物。如果變壓器油在循環(huán)過程中受到污染或使用過久已經(jīng)老化，變壓器油色就會(huì)由澄清漸變?yōu)闇\紅色直至變?yōu)樯詈稚?，并伴有沉淀物和絮凝物質(zhì)產(chǎn)生。通常，變壓器油呈淺棕色時(shí)就應(yīng)該及時(shí)更換新油。當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，變壓器油的顏色也會(huì)發(fā)生變化。常見的變壓器油變質(zhì)現(xiàn)象中，若變壓器油呈乳濁狀，說明油中含水量過高;油色發(fā)暗，說明變壓器油老化變質(zhì);油色發(fā)黑并帶有異味，則說明變壓器內(nèi)部存在故障。在進(jìn)行故障診斷時(shí)，通過對變壓器油的外觀、PH值、含水量、水溶性酸、閃點(diǎn)、油中氣體組分含量、界面張力、凝點(diǎn)、體積電阻率等各個(gè)物理和化學(xué)性質(zhì)的檢測，就可以推斷出變壓器運(yùn)行狀態(tài)的異常變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并采取相應(yīng)的措施消除設(shè)備故障，防止劣化的變壓器油繼續(xù)損害設(shè)備，保證變壓器的正常運(yùn)行。

3.2變壓器故障在線診斷法

氣相色譜在線檢測技術(shù)的應(yīng)用。氣相色譜儀被廣泛應(yīng)用在各種變壓器的故障檢測中，該方法具有便捷、高效、靈敏等優(yōu)良特點(diǎn)，可以快速檢測變壓器油中所含各種氣體的濃度。氣相色譜在線檢測技術(shù)的核心步驟是油氣分離。目前在實(shí)際工程中應(yīng)用最廣泛的是通過高分子膜來進(jìn)行油氣分離。高分子膜對于不同的氣體分子具有選擇透過性，可以直接過濾出樣品油中需要測定的目標(biāo)氣體，該方法的操作流程相比于振動(dòng)脫氣、鼓泡法等傳統(tǒng)方法更加簡單。

3.3變壓器故障離線診斷法

3.3.1直觀檢查法

技術(shù)人員直接進(jìn)入配電室檢查室內(nèi)基本電器元件和線路是否存在燒損、冒煙、絕緣損壞、異常放電痕跡和設(shè)備爆炸損壞等現(xiàn)象。該方法簡單直觀，但對故障狀況分析的程度不夠深入，往往只能在變壓器發(fā)生故障之后對最為明顯的故障原因進(jìn)行大概的初步判斷，是最基本和簡單的檢查方法。

3.3.2電氣預(yù)防性試驗(yàn)法

電氣預(yù)防性試驗(yàn)法是一種評估電力變壓器性能指標(biāo)是否正常的方法，該試驗(yàn)的方法和種類較多，但實(shí)施流程往往較為繁瑣。有些試驗(yàn)必須要將變壓器拆解之后才可進(jìn)行，有些需要與其他試驗(yàn)項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行，有些則是變壓器投入運(yùn)行之后定期檢查的測試項(xiàng)目，有些需要在特殊環(huán)境下才可進(jìn)行;如交流耐壓試驗(yàn)就是一種破壞性試驗(yàn)，這種試驗(yàn)對變壓器和電力線路的耐壓要求都很高，現(xiàn)場條件一般很難滿足，并且對變壓器設(shè)備進(jìn)行頻繁的拆裝并不利于設(shè)備的維護(hù)。

結(jié)語

超高壓電力變壓器是組成電力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，其安全運(yùn)行直接影響著整個(gè)電網(wǎng)供電的高效性、可靠性、穩(wěn)定性。目前，我國已有很多投入運(yùn)行多年的變壓器，這些多年運(yùn)行的變壓器往往存在如絕緣老化等很多嚴(yán)重的安全隱患，發(fā)生故障的概率會(huì)隨著運(yùn)行年限的延長不斷增大。由于現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)生活對電力的高度依賴，變壓器一旦發(fā)生事故將會(huì)導(dǎo)致該區(qū)域停電停產(chǎn)，有時(shí)甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和政治損失。因此，深入的研究超高壓電力變壓器故障診斷技術(shù)，做到早期檢測和故障診斷，確保整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭斌.電力變壓器高壓試驗(yàn)及其故障處理分析[J].通信電源技術(shù)，2019（6）：220-221.

[2]馮興文.電力變壓器試驗(yàn)和運(yùn)行中故障診斷的專家系統(tǒng)[J].民營科技，2018（1）.

[3]王洋.變壓器運(yùn)行過程中的常見故障分析及維護(hù)探討[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018（13）.

[4]楊志慧.淺談電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)及故障處理[J].科技風(fēng)，2019（9）.