變壓器運行中常見異常及故障處理

趙春梅 南充電業局順慶供電局生技科 637000

變壓器運行中常見異常及故障處理

趙春梅 南充電業局順慶供電局生技科 637000

變壓器是發電廠和變電站的主要設備之一，變壓器在電力系統中的主要作用是變換電壓，以利于功率的傳輸。變壓器在運行過程中由于使用環境條件的限制、運行維護不但及變壓器固有的遺留缺陷等，產生故障是難以避免的。如果處理不及時將造成故障的擴大，甚至變壓器燒毀的重大事故。通過對變壓器在運行中的常見異常及故障現象的分析，提出了對故障的正確判斷和處理方法。

變壓器；異常；故障；判斷；處理

1、變壓器常見異常

變壓器在運行中的常見異常有:聲音異常、過負荷、上層油溫過高、油位異常等。

1.1 變壓器常見異常的處理

1.1.1 變壓器內部發出異常聲音

變壓器在正常運行時，內部發出的聲音是均勻的“嗡嗡”聲，如有下列情況之一，應確認變壓器內部有故障，必須立即向調度和主管總工程師匯報；若認為情況較為嚴重，可立即停用；若有備用變壓器，亦可先將其投入運行，然后向調度匯報。

1）聲音較大而嘈雜，強烈而不均勻的“噪聲”時，可能是鐵芯的穿心螺絲夾的不緊，使鐵芯松動而造成的。

2）變壓器內部發出“吱吱”或“劈啪”的放電聲時，這是由于內部接觸不良或有絕緣擊穿。

3）聲音中還夾有水的沸騰聲時，可能是繞組有較嚴重的故障，使其附近的零件嚴重發熱；也可能是分接開關的接觸不良，而局部點嚴重過熱。

4）聲音中夾有爆裂聲，既大又不均勻時，可能是變壓器的器身絕緣有擊穿現象。

5）變壓器內發出很高而且沉重的“嗡嗡”聲，這是因過負荷引起的，可以從電流表的指示判斷出來。

6）由于鐵磁諧振，使變壓器內發出“嗡嗡”聲和尖細的“哼哼”聲，這聲音忽而變粗，忽而變細，電流表測量指示擺動較大，一般是系統低頻率的諧振所致。若是操作引起，則應立即用斷路器停用剛才所操作的設備。

7）變壓器帶有大動力設備（如大型軋鋼機、電弧爐等），因負荷變化較大而造成五次諧波分量較大，當變壓器瞬間發出“哇哇”的聲音時，應密切監視電壓、電流表的指示，匯報調度，進行處理（如可采用改變電網的運行方式、方法進行處理）。

1.1.2 變壓器過負荷

根據變電運行管理的有關規定，電力變壓器允許事故過負荷持續運行時間如下表:

表1 變壓器允許事故過負荷能力表

從上表可知，當變壓器過負荷電流為額定電流的2倍時，持續運行時間不得超過10分鐘。否則，將造成變壓器嚴重過熱、甚至燒毀的事故。有的變壓器裝設了變壓器過負荷跳閘保護，當過負荷電流值達到保護跳閘整定值時，過負荷保護動作，仍將造成變壓器跳閘事故。

因此，當變壓器發出過負荷信號，首先應立即匯報調度，并根據調度命令及時調減負荷；同時應嚴密監視變壓器的上層油溫和冷卻器的運行情況，隨時注意負荷變化情況，及時匯報調度進行處理。

1.1.3 上層油溫過高

當變壓器發出油溫過高信號時，應進行以下檢查，并根據具體情況進行相應的處理:

1）檢查溫度計本身是否失靈。如遙測溫度裝置的電源是否中斷；變壓器左右側溫度計是否指示一樣；強油循環水冷變壓器的冷卻器前、后的溫升，冷卻水溫和油溫是否正常等。

2）檢查冷卻系統。冷卻器表面有無積灰堵塞；閥門有無打開；管道有無堵塞；風扇、油泵、水泵運轉是否正常數量是否合適，分布是否合理，油、水等冷卻介質溫度是否正常，流量是否足夠等。

3）檢查變壓器的負荷和冷卻介質的溫度，并與以往同樣負荷及冷卻條件比較，若高出10℃而又無冷卻器及溫度表異常，則認為變壓器內部出現了異常。應該匯報調度，根據調度命令對變壓器作停電檢查。

1.1.4 油位異常

1.1.4.1 油位過高

運行中的變壓器油位高出油位計的頂端、并且無其它異常時，為了防止變壓器油溢出，則應放油到正常高度，同時還應注意油位計、吸潮器和防爆管是否堵塞；對于隔膜密封式儲油柜，若發現油位上升過高，應先檢查膠囊呼吸是否暢通、儲油柜氣體是否排盡等，以避免油位虛假而造成誤判斷。

1.1.4.2 油位過低

1）若變壓器無漏油現象，油位明顯低于當時油溫下應有的油位，應盡快補油（不能從變壓器下部閥門補油，防止底部沉淀物沖入繞組內），在補油前要將重瓦斯保護由跳閘改接信號位置。補油后，要及時根據氣體繼電器的指示，排除變壓器內的氣體。

2）變壓器大量漏油造成油位迅速下降時，應立即采取措施制止漏油（此時不得將重瓦斯保護改接信號位置）。若不能制止漏油，并且低于油位計指示限度時，應立即報告調度，要求緊急停運變壓器。

2、變壓器常見故障及處理

變壓器在運行中有:線圈、套管、電壓分接開關、鐵芯等常見故障。

2.1 線圈故障

變壓器的線圈故障主要有匝間短路、線圈接地、相間短路及接頭開焊等。產生這些故障的原因有以下幾點:

1）在制造或檢修時，因局部絕緣受到損害而遺留下的缺陷；

2）在運行中因散熱不良或長期過載，或線圈內雜物落入使溫度過高絕緣老化；

3）制造工藝不良，使線圈變形絕緣損壞；

4）線圈受潮、絕緣膨脹堵塞油道，引起局部過熱；

5）絕緣油內混入水分而劣化，使油的酸性過高絕緣水平下降，部分線圈露在空氣中而未能及時處理。

變壓器在運行中若出現線圈絕緣擊穿，就會因線圈匝間短路而引起更為嚴重的單相接地故障或相間短路故障。輕微的匝間短路可以引起瓦斯保護動作，嚴重時差動保護或電源側的過流保護也會動作。發現匝間短路應及時進行處理。

2.2 套管故障

套管的常見故障是套管爆炸、閃爍、漏油，其原因有:

1）因密封不良，絕緣受潮劣化；

2）套管內吸入水份未及時處理；

3）由于滲油使之積灰臟污，噴水冷卻的影響等。

發現套管故障應安排檢修處理，必要時應更換套管。

2.3 有載調壓裝置的常見故障及處理

2.3.1 有載調壓分接開關的常見故障及處理

有載調壓分接開關在進行分接變換操作中發生下列故障，應進行處理或及時匯報安排檢修。

1）操作中發生連動時，應在分接開關分接位置指示盤上出現第二個分接位置時立即切斷操作電源，終止操作；如有手搖機構，則用手搖操作到正確分接位置。

2）在進行遠方電氣控制操作時，如計數器及分接位置指示正常，而電壓表和電流表又無相應變化，應立即切斷操作電源，終止操作，查明原因并及時處理。

3）當分接開關發生拒動、誤動；電壓表和電流表變化異常；電動機構或傳動機械故障；分接位置指示與變壓器實際檔位不一致，內部切換產生異聲；過壓力的保護裝置動作；看不見油位或大量噴油和危及分接開關和變壓器安全運行的其他異常情況時，應立即禁止或終止操作。

2.3.2 有載調壓切換開關的常見故障

1）快速機構的主彈簧、復位彈簧、爪卡變形或斷裂；

2）各觸頭編織軟連接線斷股；

3）切換開關動、靜觸頭燒損；

4）過渡電阻燒損、斷裂。

出現上述情況時，應對切換開關進行解體檢查、清潔、維修與更換零部件，再測試動作順序與測量接地電阻合格后，將切換開關置于起始工作位置。

2.4 鐵芯故障及處理

2.4.1 鐵芯故障的原因

鐵芯故障大部分是鐵芯柱的穿芯螺桿或鐵輪夾緊螺桿的絕緣損壞而引起。它可能使穿芯螺桿與鐵芯疊片造成兩點連接，出現環流引起局部發熱，甚至引起鐵芯的局部燒毀。也可能造成鐵芯疊片局部短路，產生過熱，引起疊片絕緣層損壞，使變壓器空載損耗增大，絕緣油質劣化。主要原因有:

1）鐵芯夾件肢板距離芯柱太近鐵芯鐵軛因某種原因翹起后，觸及到夾件肢板；

2）鐵軛螺桿的襯套過長與鐵軛相碰；

3）鐵芯下夾件墊腳與鐵軛間的絕緣紙板脫落或破損，使墊腳鐵軛處疊片相碰；

4）變壓器安裝竣工后未將油箱頂蓋上運輸用的定位銷去除；

5）變壓器油箱體（或干式變壓器殼體中）落入了金屬異物，使鐵芯疊片和箱體溝通；

6）下夾件與鐵軛間的木墊塊受潮或不清潔，引起絕緣能力降低；

7）運行維護不當，造成多點接地。

2.4.2 鐵芯故障的處理

運行中變壓器如發生線圈或鐵芯故障時，應作吊芯檢查，首先測量各相線圈的直流電阻進行比較，如差別較大，則為線圈故障；然后進行鐵芯外關檢查，并用直流電壓電流法測量片間絕緣電阻，以判斷絕緣損壞情況。如損壞不大，在損壞處涂絕緣漆即可。

3、通過變壓器主要保護裝置動作情況判斷和處理故障

3.1 變壓器瓦斯保護

瓦斯保護能反映變壓器油箱內部的各種故障（如接頭過熱、局部放電等），對變壓器的匝間短路、鐵芯故障和內部進入空氣等是唯一有效的保護方式，是變壓器本體的主保護。

變壓器瓦斯保護動作跳閘后，除按照事故處理規程處理外，還應立即收集氣體、取油樣進行油樣分析和色譜分析，并檢查變壓器是否有故障特征，進行電氣試驗。在確認變壓器無故障，則為電力系統的外部穿越性故障或繼電保護誤動，經過總工程師同意后，可以重新將變壓器投入運行。

3.2 變壓器的差動保護

當出現變壓器引出線及變壓器繞組發生多相短路、單相嚴重的匝間短路和在大電流接地系統中保護線圈及引出線上的接地故障時，變壓器的差動保護動作開關跳閘，切除故障。

變壓器的瓦斯保護或差動保護之一動作跳閘，在檢查變壓器外部無明顯故障，變壓器差動保護范圍內的設備無故障，經檢查氣體繼電器，證明變壓器內部無明顯故障時，在系統急需時可以試送電一次。

變壓器的瓦斯保護及差動保護同時動作跳閘，未經查明原因和消除故障前，不得進行強送電。

4、結束語

掌握了變壓器故障的判斷方法，能及時對變壓器的故障進行正確處理，防止變壓器事故的擴大，提高變壓器的經濟運行率，保證電網的安全運行。本文對其它運行中的變壓器均適用。

[1] 張全元.變電運行現場技術問答（第二版 ）.北京:中國電力出版社.2009年9月；66

[2] 黃政中.變電運行崗位技能培訓教材（110Kv）.北京:中國電力出版社.1998年1月第一版； 17-19

[3] 劉振興.變電運行管理規范實用手冊（中卷）安徽文化音像出版社ISBN 7-88413-229-1 ；624-625

[4] 繼電保護和安全自動裝置技術規程GB/T 14285-2006.北京:中國標準出版社；9-10

[5] 毛錦慶.電力系統繼電保護實用技術問答.北京:中國電力出版社.2005年4月；266

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.11.064

趙春梅 大學本科，工程師。在電力系統從事變電運行及變電檢修技術管理工20多年，有較豐富的變電運行、變電檢修專業知識和管理經驗。