電力變壓器常見故障分析及預(yù)防措施

劉強(qiáng) 龐昊然

摘要：伴隨科學(xué)技術(shù)和電力行業(yè)的發(fā)展，電力變壓器設(shè)備不斷更新升級(jí)，不管設(shè)備如何變化，故障是不可能百分之百消除的，是不可能百分之百避免的，但故障診斷技術(shù)方法是不斷改進(jìn)的，這些技術(shù)方法能夠最大限度地起到及時(shí)發(fā)現(xiàn)查找故障區(qū)域的作用，幫助相關(guān)人員分析故障原因，為故障的解決提供極大的方便，為診斷策略的實(shí)施提供有效的指導(dǎo)。本文就此展開了探究。

關(guān)鍵詞：電力故障;變壓器故障;故障診斷技術(shù)

引言：

電力變壓器在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)各種異常情況，對(duì)常見故障進(jìn)行總結(jié)和記錄，有利于檢修工作的針對(duì)性開展，提高檢修效率，保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)變壓器常見故障進(jìn)行分析，并給出預(yù)防措施。

1電力變壓器常見故障類型

1.1過熱故障

受到熱應(yīng)力影響，變壓器絕緣部件發(fā)生老化問題，使得過熱故障由此從中發(fā)生。這種故障分成低溫、中溫和高溫過熱這三種類型，分成300和700攝氏度，結(jié)合不完全統(tǒng)計(jì)可知由于分接開關(guān)接觸問題帶來的過熱故障占據(jù)了所有故障原因的50%以上的比例。

1.2滲漏油故障

變壓器滲漏油是眾多變壓器故障中最為常見的。油浸式變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)運(yùn)行故障后，油箱中的油由液體變成氣體，壓力也就增大，油氣從壓力釋放閥中溢出，出現(xiàn)滲油、漏油的現(xiàn)象。這種故障不僅僅出現(xiàn)滲漏油，更可怕的是會(huì)使得油箱內(nèi)壓力變大，有可能導(dǎo)致油箱出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，更為嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)油箱爆裂事故。另外，變壓器的制造粗糙、密封不嚴(yán)、密封膠條老化等也可能造成變壓器滲漏油。

1.3異響故障

變壓器在正常運(yùn)行時(shí)的聲音不會(huì)出現(xiàn)高低起伏，且運(yùn)行聲音應(yīng)是均勻連續(xù)的。若變壓器運(yùn)行聲音忽高忽低或突然變長(zhǎng)，或是有節(jié)奏地出現(xiàn)某種特定聲音，或是伴隨有其他聲響等，這都說明變壓器出現(xiàn)了故障。這些聲音的不同，對(duì)應(yīng)的故障也不同。

1.4變壓器出口短路故障

80%以上的變壓器損壞是變壓器發(fā)生了出口短路故障，進(jìn)而受到大電流沖擊造成的。套管老化后，其絕緣性能降低，套管表面有灰塵，遇到潮濕空氣，就容易發(fā)生放電現(xiàn)象，使得變壓器出口短路。

1.5過負(fù)荷故障

線路短時(shí)間少量的過負(fù)荷通常是允許的，但長(zhǎng)時(shí)間過負(fù)荷則會(huì)構(gòu)成危害。由于負(fù)載電流屬于長(zhǎng)期且又持續(xù)的，會(huì)讓回路內(nèi)絕緣材料等溫度增高且?guī)頁p害，嚴(yán)重過負(fù)荷現(xiàn)象能夠在短期內(nèi)直接引起短路甚至導(dǎo)致火災(zāi)出現(xiàn)。像照明插座等回路如果接入設(shè)備太多，過負(fù)荷現(xiàn)象持續(xù)地進(jìn)行多個(gè)小時(shí)，就被判定為非正常過負(fù)荷，過負(fù)荷保護(hù)電器應(yīng)有效動(dòng)作，這需要加以重視，并做好防范。

2電力變壓器出現(xiàn)故障的原因

2.1絕緣老化

絕緣老化故障的出現(xiàn)多是因?yàn)樽儔浩魇褂眠\(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，這使絕緣性能受到影響。如果想要使變壓器設(shè)備運(yùn)行更穩(wěn)定，就要使絕緣性能得以保障，否則會(huì)因?yàn)檩^差的絕緣效果使各種問題得以出現(xiàn)。通常來說要掌握其設(shè)備運(yùn)載量的承受程度，以使其運(yùn)行處于正常的狀態(tài)，避免在超負(fù)荷的情況下持續(xù)工作，以保持絕緣材料性能，維持變壓器使用壽命。

2.2遭受雷擊

因?yàn)樽儔浩鞴δ艿奶厥庑?，很多情況下其安裝使用是在室外進(jìn)行的，也就是在露天環(huán)境運(yùn)行，周圍環(huán)境很容易對(duì)其性能產(chǎn)生影響，這其中就包括雷擊影響，所以要對(duì)防雷設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的布控，避免雷雨天氣使變壓器發(fā)生故障。

2.3沒有做好維護(hù)工作

科學(xué)有效管理維護(hù)電力系統(tǒng)對(duì)其系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的保障意義，變壓器是一種重要的電力系統(tǒng)設(shè)備，該設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行具有重要影響，因此要認(rèn)真做好其設(shè)備的檢查維護(hù)工作。實(shí)際上不到位的檢查維護(hù)工作在一些地區(qū)是存在的，對(duì)老化問題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，不能及時(shí)替換其設(shè)備，降低了絕緣性能，使得故障從中發(fā)生。

2.4操作不當(dāng)

變壓器出現(xiàn)故障，也可能是由于操作不當(dāng)導(dǎo)致的，比如110kV及以上變壓器在斷開主變?nèi)齻?cè)開關(guān)特別是高壓側(cè)沒有合中性點(diǎn)，導(dǎo)致操作過電壓，過電壓會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，勵(lì)磁涌流中含有很高的二次諧波和電動(dòng)力，以至于影響變壓器的諧波制動(dòng)系數(shù)和機(jī)械性能。

3電力變壓器故障診斷技術(shù)

3.1對(duì)油中溶解氣體的分析

如果變壓器故障被檢測(cè)出來，接下來就要對(duì)故障類型進(jìn)行判定，借助對(duì)DGA的應(yīng)用展開初步的分析工作。對(duì)溶解氣體所具有的特點(diǎn)進(jìn)行參照，判定故障周邊變化，周邊烴類氣體與能量密度數(shù)值大小有著重要聯(lián)系，為此要詳細(xì)分析故障，并在表中進(jìn)行記錄，在鑒定故障性質(zhì)與類型以后要對(duì)內(nèi)部特性做出進(jìn)一步的分析，對(duì)故障帶來的溫度變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)產(chǎn)生的氣體成分與比例進(jìn)行了解，對(duì)成分之間的關(guān)系進(jìn)行分析，通過對(duì)三比值法的應(yīng)用，根據(jù)五種氣體比例準(zhǔn)確判定故障。

3.2紅外診斷技術(shù)分析

紅外診斷是利用紅外線原理，通過對(duì)專業(yè)儀器的使用來展開紅外檢測(cè)工作，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果展開分析工作，結(jié)合紅外波長(zhǎng)、故障發(fā)生部位溫度來展開分析，從而對(duì)變壓器故障精準(zhǔn)判定。對(duì)紅外診斷來說是有很多方法的，通常來說在熱故障中的應(yīng)用比較廣泛，分為內(nèi)部熱與外部熱這兩大類熱故障，對(duì)于內(nèi)部熱故障，多發(fā)生在變壓器設(shè)備內(nèi)部，可借助紅外診斷，通過對(duì)熱成像原理的利用來初步判斷分析故障區(qū)域，對(duì)準(zhǔn)確位置深入判斷和研究。

4電力變壓器常見故障的預(yù)防措施

4.1滲漏油預(yù)防預(yù)防措施

（1）選用符合要求、優(yōu)質(zhì)的密封膠墊（條）。對(duì)試驗(yàn)不合格的材料，決不在修理及生產(chǎn)中使用。（2）在密封接觸面上涂黏結(jié)劑或聚氯乙烯清漆等。其作用是：除了能保護(hù)膠墊（條），延長(zhǎng)其使用壽命外，還能堵塞接觸面上的砂眼、微小的裂紋和凹坑等，從而加強(qiáng)密封。（3）油箱箱蓋與箱體連接處的密封膠條是最易滲漏的部位。清理干凈接觸面上的污物，接觸面上不應(yīng)噴面漆，并將膠條（墊）的接縫處黏牢。（4）箱蓋、法蘭或套管等用螺栓連接或固定，其緊固方法直接影響著密封效果。螺栓或螺母的緊固順序應(yīng)是對(duì)稱交替進(jìn)行，且不得一次性擰得過緊。為防止擰得過緊或過松，應(yīng)用力矩扳手進(jìn)行最后緊固。

4.2變壓器異響預(yù)防

（1）變壓器運(yùn)行過程中聲音明顯增大，但比較均勻，這一般是負(fù)荷過大引起的異響。通過測(cè)負(fù)荷或觸摸變壓器外殼溫度即可判定，查明過負(fù)荷原因后，減掉超過允許范圍的負(fù)荷即可。（2）匝間短路會(huì)促使變壓器油局部沸騰并發(fā)出異響，變壓器二次空載電壓將出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡，油溫也將升高，擰開油枕注油孔，會(huì)嗅到焦味。這種故障很難自行修復(fù)，應(yīng)將變壓器停止運(yùn)行送廠檢修。（3）變壓器內(nèi)部鐵心或夾件松動(dòng)引起的運(yùn)行異響，經(jīng)測(cè)試，若變壓器負(fù)荷電流、溫度正常及二次空載電壓基本平衡，則可加強(qiáng)監(jiān)視繼續(xù)運(yùn)行。如聲音不斷增大，則應(yīng)考慮解體檢修。

4.3變壓器出口短路故障預(yù)防措施

（1）出現(xiàn)這種情況后，變壓器不可以帶病運(yùn)行。停電后，清理變壓器套管上的積塵并做好絕緣處理，或者直接更換已經(jīng)老化的套管。（2）如果套管存在油樣不合格、含乙炔氣體等缺陷，應(yīng)對(duì)套管進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，各種試驗(yàn)合格后方可投入運(yùn)行，避免人為因素引起故障。（3）在施工、改造、維修過程中，要注意檢查各部位是否連接或接觸良好，接觸面應(yīng)打磨后涂上導(dǎo)電膏，減小其接觸電阻，從而杜絕過熱現(xiàn)象的發(fā)生。

結(jié)束語：

作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，作為一種重要的設(shè)備，如果運(yùn)行良好對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響是有利的，運(yùn)行不良則產(chǎn)生的影響是不利的，當(dāng)然故障問題的發(fā)生絕不是偶然的，不會(huì)平白無故就會(huì)發(fā)生故障，這對(duì)相關(guān)人員來說要有預(yù)知能力，了解哪些原因會(huì)導(dǎo)致故障的發(fā)生，提前做好措施，排除不利因素，當(dāng)故障發(fā)生后及時(shí)查找故障區(qū)域，查找故障原因，對(duì)癥下藥。

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