煤礦變壓器常見故障分析及其預(yù)防措施

常永祥，張春龍

（潞安化工集團(tuán)李村煤礦，山西 長治 046600）

引言

潞安化工集團(tuán)李村煤礦鰲泉110 kV 變電站擔(dān)負(fù)著全礦的用電分配，安設(shè)CSC326 型變壓器。變壓器作為煤礦最為主要的電氣設(shè)備之一，關(guān)系到整個礦井的安全生產(chǎn)工作，對煤礦地面變壓器的維護(hù)保養(yǎng)、故障排除工作至關(guān)重要。掌握變壓器的常見故障，并在故障初期及時消除，保障變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行是保障安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。本文以分析煤礦變壓器的常見故障為基礎(chǔ)，總結(jié)了煤礦變壓器的事故預(yù)防措施。

1 變壓器常見故障

1.1 變壓器聲音異常

變壓器聲音異常是判斷變壓器故障的主要依據(jù)，變壓器常規(guī)下電磁聲音均勻穩(wěn)定。若出現(xiàn)異響，則證明該變壓器已經(jīng)帶病工作。聲音異常故障包括：

1）變壓器“嗡嗡”聲沉重不清脆，需注意負(fù)載情況，需先查明是否有大功率設(shè)備啟動，若無此情況則為變壓器超負(fù)荷嚴(yán)重；

2）“嗡嗡”聲尖銳刺耳，說明設(shè)備處于諧振過電壓或者單項(xiàng)接地情況，需檢查電網(wǎng)設(shè)備情況；

3）發(fā)出間歇性的“咕嘟”聲音或者轟鳴聲，表明變壓器處于匝間短路狀態(tài)[1-2]；

4）變壓器發(fā)出“吱吱”噪音且處于由遠(yuǎn)及近音量變化較大時，表明變壓器內(nèi)部絕緣擊穿導(dǎo)致接觸不良；

5）變壓器“噼啪”響聲，說明用電設(shè)備接地或短路，需檢查用電設(shè)備狀態(tài)；

6）時有風(fēng)吹聲音且不均勻、不穩(wěn)定，需注意變壓器自身鐵芯是否發(fā)生松動，需檢查壓緊件。

1.2 變壓器油溫過高

1）冷卻器問題：如冷卻排氣扇故障停運(yùn)、散熱器管路不暢通、循環(huán)油泵故障停運(yùn)都會導(dǎo)致油溫過高，冷卻問題是油溫過高的最常見原因。

2）穿芯螺絲絕緣損壞問題：導(dǎo)致穿芯螺絲過電流，導(dǎo)致發(fā)熱，該位置熱量不易散失，導(dǎo)致變壓器油溫不斷升高。

3）繞組匝間短路或絕緣摔壞問題：接觸點(diǎn)電阻加大導(dǎo)致漏磁發(fā)熱現(xiàn)象，該問題多伴隨著差動保護(hù)動作。

1.3 變壓器油位異常

變壓器油位異常情況主要包括油位虛假和油位低。

1）虛假油位：通氣小孔堵塞造成油位失真，油表管堵塞造成油位顯示不實(shí)，油枕吸管器堵塞造成油位顯示誤差[3]。

2）變壓器油位低：加油不及時造成油品損耗后未能及時得到補(bǔ)充，變壓器故障漏油導(dǎo)致油位急劇降低，工作人員誤操作放油或放油后未及時補(bǔ)充。

1.4 變壓器顏色氣味異常

1）套管故障：套管污損產(chǎn)生電磁造成油泵、風(fēng)扇的燒損產(chǎn)生燒焦味、臭氧味等異味；套管的閃絡(luò)放電造成絕緣層的燒損，產(chǎn)生異味和顏色異常；套管接線部位發(fā)熱造成接觸面氧化、表面鍍層的氧化失去光澤。套管故障需及時進(jìn)行檢查維護(hù)，以免發(fā)生套管爆炸事故[4]。

2）防爆管問題：防爆管的損壞或防爆膜的老化破損造成油品乳化，變壓器的絕緣等級降低。

3）其他原因：油室浸水、潮氣太重造成吸濕劑的吸潮變色。

1.5 變壓器漏電故障

變壓器正常時三相電對地電流相等。在發(fā)生單向接地時（以A 相接地為例），電流流向如下頁圖1所示，A 相和大地相位差為零。A 相電壓為零，BC 兩相電壓遠(yuǎn)超過變壓器線圈絕緣耐壓水平，導(dǎo)致漏電故障。

圖1 A 相接地三線電路

1.6 分接開關(guān)故障

分接開關(guān)故障的常見表現(xiàn)：變壓器油箱發(fā)出放電“呲呲”聲音并且電流表指針隨著該聲音規(guī)律地?cái)[動。

故障原因：

1）分接開關(guān)觸頭接觸不良導(dǎo)致的開關(guān)燒損。表現(xiàn)為觸點(diǎn)壓力不足、壓力分配不均造成接觸面積降低；鍍鋅層嚴(yán)重磨損導(dǎo)致接觸不良；短路電流沖擊導(dǎo)致觸頭的熱損。另外，分接開關(guān)部分觸頭未用部分長期浸油，該部分在氧化作用下產(chǎn)生氧化膜也可導(dǎo)致分接觸頭的接觸不良問題[5-6]。

2）過電壓作用導(dǎo)致短路。常見原因?yàn)榻^緣材料的性能降低、相間距離過近。

3）開關(guān)燒壞。多為倒分接開關(guān)時分頭位置切換錯誤導(dǎo)致。

需注意：倒分接頭前，需消除接觸部分的油污及氧化膜，并且必須測量各分接頭的直流電阻值，三相電阻不平衡相差不得大于2%；倒分接開關(guān)時，需對內(nèi)部接頭連接情況與分接開關(guān)指示器進(jìn)行一一核對。

2 變壓器典型故障預(yù)防措施

2.1 變壓器絕緣擊穿預(yù)防

2.1.1 做好變壓器防水、防潮工作

變壓器進(jìn)場→安裝→調(diào)試→應(yīng)用→維保等各個環(huán)節(jié)需要嚴(yán)格做好防水、防潮工作，確保使用環(huán)境密閉干燥，避免水分進(jìn)入變壓器。調(diào)試前需要進(jìn)行預(yù)防性測試試驗(yàn)，以確保變壓器應(yīng)用環(huán)境的可靠安全。

2.1.2 避免異物進(jìn)入變壓器

在安裝變壓器期間，需做好防護(hù)工作，避免微小雜質(zhì)等異物進(jìn)入變壓器。在安裝前應(yīng)對油經(jīng)過的部位進(jìn)行專業(yè)的清理，避免在安裝過程中帶入更多雜質(zhì)，如油管、潛油泵等部位。在調(diào)試、應(yīng)用變壓器前，需要進(jìn)行變壓器的清理清掃工作[7]。

2.1.3 變壓器絕緣受損預(yù)防

變壓器防護(hù)罩的安裝需注意做好引線、支架、高壓套管的防護(hù)工作，高壓套管的安裝原則上不得扭轉(zhuǎn)引線，如果扭轉(zhuǎn)應(yīng)采取相應(yīng)措施，避免變壓器絕緣層受損導(dǎo)致?lián)舸┦鹿省?/p>

2.1.4 過電壓擊穿預(yù)防

在變壓器使用期間，需按要求定期對避雷器進(jìn)行檢測，測定直流電阻是否滿足要求，另外需做好變壓器各個部件的檢查維護(hù)工作，以免發(fā)生過電壓擊穿事故。

2.2 套管爆炸預(yù)防措施

套管爆炸事故的發(fā)展流程如圖2 所示，套管絕緣缺陷→套管電容屏逐層被擊穿→瓷套內(nèi)壁閃絡(luò)故障→故障電流形成放電通道→套管本體、絕緣油受熱→急劇膨脹→導(dǎo)致上瓷套發(fā)生粉碎性爆炸。

圖2 套管事故發(fā)展過程示意

套管爆炸事故發(fā)生的主要原因是絕緣層缺陷。變壓器進(jìn)場需做好進(jìn)場檢查工作并保持其清潔、密閉完好，在使用過程中要定期檢查套管并做好維護(hù)工作。另外，需注意：新進(jìn)變壓器首次注油，須做好脫氣工作，將變壓器本體進(jìn)行長時間的真空處理；注油排氣需升高油溫、保證真空度，氣體膨脹后利于加速排出；變壓器的安裝需用高密封性不銹鋼真空球閥，防止氣體滲入變壓器油；變壓器靜置期間，儲油箱需做好注氮排氣[8]。

2.3 其他故障預(yù)防措施

2.3.1 分接開關(guān)事故預(yù)防

在變壓器應(yīng)用前，需做好觸點(diǎn)的電壓比和直流電阻監(jiān)測工作，確保接頭接觸良好，并清除接頭部分氧化膜和油污，以免造成分接開關(guān)事故。在日常維保過程中，要對照分接開關(guān)說明書仔細(xì)保養(yǎng)檢查。

2.3.2 變壓器油劣化預(yù)防

優(yōu)化變壓器的放置場所的條件，確保散熱良好，避免變壓器在高溫條件下運(yùn)行；在注油過程中要做好加油記錄工作，及時分析判斷防止出現(xiàn)假油位，以免空氣進(jìn)入導(dǎo)致事故發(fā)生;變壓器油的管理須嚴(yán)格把關(guān)和儲存，保證油品質(zhì)量。

3 結(jié)語

在實(shí)際工作中，有些變壓器故障還需進(jìn)行特性試驗(yàn)才能夠精準(zhǔn)地查明故障的原因、制定相應(yīng)的應(yīng)對措施。文章以分析直接潞安化工集團(tuán)李村煤礦安設(shè)CSC326 型變壓器常見故障為基礎(chǔ)，總結(jié)了變壓器事故預(yù)防的措施，確保變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。