干式變壓器常見故障分析及處理方法

張雪松 張楊俊 任彥東

摘 要：干式變壓器作為電力系統(tǒng)中常用的裝備，在使用過程中應(yīng)定時(shí)定期進(jìn)行維護(hù)，保證變壓器正常工作。干式變壓器在使用過程中，因線路老化、檢修不及時(shí)等硬性原因，會(huì)出現(xiàn)各種問題，影響人們正常生產(chǎn)生活?，F(xiàn)針對(duì)干式變壓器的應(yīng)用，闡述了幾種常見故障及其處理方式，以期為干式變壓器檢修和維護(hù)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：干式變壓器;常見故障;處理方法

0? ? 引言

干式變壓器屬于變流變壓器，由鐵芯和線圈組成，鐵芯材料以硅鋼片為主，線圈材料以環(huán)氧樹脂為主，由環(huán)氧樹脂澆筑而成，環(huán)氧樹脂具有絕緣性和不可燃性，因此變壓器在使用過程中不會(huì)出現(xiàn)漏液、助燃等問題，相比其他變壓器維護(hù)工作量較小。在電廠運(yùn)行過程中，應(yīng)定期維護(hù)干式變壓器，檢查其工作狀態(tài)，防止因變壓器長(zhǎng)時(shí)間做功和內(nèi)部零件損壞而影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1? ? 干式變壓器常見故障、故障原因及處理方式

1.1? ? 鐵芯過熱

以某電廠為例，該電廠干式變壓器24B（參數(shù)如表1所示）于2018年4月投入運(yùn)行，次年4月在進(jìn)行紅外線檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)該變壓器鐵芯存在過熱現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)鐵芯最高溫度達(dá)到111 ℃。為及時(shí)了解鐵芯溫度變化情況，采取了紅外線跟蹤監(jiān)測(cè)，2020年10月調(diào)取紅外線檢測(cè)數(shù)據(jù)（表2），數(shù)據(jù)顯示鐵芯最高溫度達(dá)137 ℃。隨后進(jìn)行停電檢查，發(fā)現(xiàn)鐵芯表面絕緣漆破裂，甚至出現(xiàn)脫落情況（圖1）。

1.1.1? ? 原因分析

干式變壓器鐵芯過熱通常由以下幾種原因引起：

（1）變壓器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行摩擦生熱導(dǎo)致鐵芯過熱。

（2）硅鋼片質(zhì)量問題也是導(dǎo)致鐵芯過熱的原因之一，劣質(zhì)的硅鋼片會(huì)使變壓器在工作狀態(tài)時(shí)做功增大，過度摩擦導(dǎo)致鐵芯過熱。

（3）散熱器出現(xiàn)故障，變壓器做功時(shí)無法正常散熱導(dǎo)致鐵芯過熱。

（4）變壓器在設(shè)計(jì)運(yùn)行過程中會(huì)設(shè)置額定電壓，若在實(shí)際運(yùn)行中電壓過大則會(huì)導(dǎo)致鐵芯過熱。

根據(jù)以上可能導(dǎo)致鐵芯過熱的原因進(jìn)行排查，經(jīng)檢驗(yàn)，該電廠干式變壓器24B所帶負(fù)荷僅為額定負(fù)荷的75%，不存在超負(fù)荷運(yùn)行情況;針對(duì)干式變壓器材料問題，咨詢了硅鋼片的生產(chǎn)廠家，結(jié)果顯示該批次的硅鋼片嚴(yán)格按照干式變壓器制作要求生產(chǎn)，材料質(zhì)量等級(jí)較高;后又對(duì)變壓器散熱器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)散熱器正常運(yùn)行，沒有出現(xiàn)散熱器不正常運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象;又檢查了干式變壓器銘牌，顯示該變壓器額定電壓為36 750 V，但電廠運(yùn)行過程中，變壓器實(shí)際是在最低電壓為37 000 V的狀態(tài)下運(yùn)行，嚴(yán)重超過額定電壓，導(dǎo)致變壓器鐵芯飽和度增加，鐵芯耗損加大，從而引起鐵芯過熱，影響干式變壓器使用壽命。

1.1.2? ? 處理措施

綜上所述，導(dǎo)致干式變壓器鐵芯過熱的原因?yàn)樽儔浩鲗?shí)際運(yùn)行電壓超過額定電壓。針對(duì)該問題，電廠應(yīng)啟動(dòng)備品備件采購計(jì)劃，及時(shí)采購需要的備件，充分考慮電廠實(shí)際運(yùn)行中的最高電壓情況，對(duì)干式變壓器額定電壓重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，并試運(yùn)行一段時(shí)間，采用紅外線持續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)，觀察鐵芯溫度是否處于正常水平。

1.2? ? 聲音異常

聲音異常是干式變壓器運(yùn)行過程中的常見故障之一，隨著變壓器做功時(shí)間增長(zhǎng)及做功強(qiáng)度加大，變壓器難免超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致其在運(yùn)行過程中處于疲憊狀態(tài)，發(fā)出異常聲音。根據(jù)變壓器不同零件不同程度的受損情況，變壓器也會(huì)發(fā)出不同的聲音。以某電廠電力系統(tǒng)為例，維護(hù)人員在檢查變壓器運(yùn)行過程中聽見變壓器做功時(shí)出現(xiàn)了多種聲音狀態(tài)，說明變壓器出現(xiàn)了故障，維護(hù)人員應(yīng)首先判斷異常聲音部位，再根據(jù)異常聲音位置采取對(duì)應(yīng)的解決措施。

1.2.1? ? 內(nèi)部異常聲音產(chǎn)生原因及處理措施

導(dǎo)致變壓器內(nèi)部聲音異常主要有以下幾方面原因：

（1）干式變壓器分接頭松動(dòng)，導(dǎo)致變壓器做功增大，超負(fù)荷做功導(dǎo)致變壓器發(fā)出“吱吱”聲。

（2）鐵芯夾件松動(dòng)。

（3）鐵芯未接地。

（4）套管表面污漬較多，出現(xiàn)“嘶嘶”聲。

根據(jù)以上可導(dǎo)致干式變壓器內(nèi)部聲音異常的原因進(jìn)行逐個(gè)排查，最終發(fā)現(xiàn)該電廠干式變壓器分接頭松動(dòng)，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致變壓器內(nèi)部聲音出現(xiàn)異常。維修工人應(yīng)先做好自身安全防護(hù)措施，并停電檢查分接頭檔位連接情況以及電阻安全狀況，再根據(jù)檢查結(jié)果恰當(dāng)處理。

1.2.2? ? 外部異常聲音產(chǎn)生原因及處理措施

變壓器除內(nèi)部聲音異常外，也會(huì)出現(xiàn)外部聲音異?，F(xiàn)象，這就要求維護(hù)人員在判斷變壓器聲音異常故障時(shí)，冷靜應(yīng)對(duì)，先判斷出異常聲音部位，若為外部聲音異常，需從以下角度進(jìn)行原因分析：

（1）變壓器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，“疲勞”做功，超負(fù)荷運(yùn)行，使得變壓器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中承受過大壓力，進(jìn)而產(chǎn)生異常聲音。

（2）干式變壓器實(shí)際運(yùn)行電壓與額定電壓不符，實(shí)際運(yùn)行電壓過高容易使變壓器過勵(lì)磁，導(dǎo)致變壓器不正常運(yùn)轉(zhuǎn)，出現(xiàn)外部聲音異常現(xiàn)象，縮短變壓器使用壽命。

（3）缺相運(yùn)行，這是在變壓器工作狀態(tài)下經(jīng)常出現(xiàn)的問題，會(huì)導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)過勵(lì)磁，讓變壓器在正常做功狀態(tài)下發(fā)出十分尖銳的聲音。

（4）低壓側(cè)短路或接地導(dǎo)致變壓器外側(cè)聲音異常。

（5）懸浮電位并不影響變壓器運(yùn)行，但會(huì)使變壓器工作時(shí)產(chǎn)生異常聲音（在該電力系統(tǒng)中，變壓器各個(gè)零部件包括螺栓、拉板等都用漆噴涂，一定程度上影響了各部件之間的接觸，受漏磁場(chǎng)作用影響，極易導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)懸浮電位）。

（6）變壓器共振，維護(hù)人員應(yīng)檢查變壓器安裝位置，如果變壓器安裝位置不規(guī)范，如變壓器安裝部位地板過薄等，都會(huì)因?yàn)樽儔浩靼惭b部位空鼓產(chǎn)生共振，出現(xiàn)噪聲。

經(jīng)檢查，導(dǎo)致干式變壓器外部聲音異常的上述原因全部存在，為有效消除干式變壓器外部聲音異?，F(xiàn)象，制訂出如下應(yīng)對(duì)策略：