變壓器常見故障及處理辦法

陳云萍

遼寧省新民市遼河油田電力集團公司沈陽供電工區,遼寧新民 110316

0 引言

電力變壓器是輸配電系統中極其重要的電氣設備，因此其安全可靠性是保障電力系統可靠運行的必備條件。電力變壓器運行過程中發生故障時，運行值班人員應根據故障現象正確地判斷事故的原因和性質，迅速果斷地進行處理，以防止事故擴大，影響正常供電。

電力變壓器在運行中常見的故障是繞組、套管和分接開關的故障，而鐵芯、油箱和其它附件的故障較少。

1 繞組故障

繞組故障主要有匝間短路、線圈接地、相間短路、斷線及接頭開焊等。

1.1 故障產生的原因

1）在制造和檢修時，局部絕緣受到損害，遺留下缺陷；2）在運行中因散熱不良或長期過載，線圈內有雜物落入，使溫度過高或絕緣老化；3）制造工藝不良，壓制不緊，機械強度不能經受住短路沖擊，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）絕緣油內混入水分使其劣化或空氣接觸面積過大，使油的酸價過高絕緣水平下降或油面太低，部分線圈露在空氣中未能及時處理。

1.2 故障分析處理

1）繞組匝間短路：匝間短路時，變壓器的溫度比正常運行時高，一般瓦斯繼電器的氣體呈灰色或藍色，跳閘回路動作；嚴重時，差動保護或電源側過電流保護動作，高壓熔斷器熔斷。繞組匝間短路故障一般可用測量繞組直流電阻與以往的數值做比較的方法發現。發生繞組匝間短路時空載電流和空載損耗顯著增加，因此，可測量空載電流和空載損耗，并測量繞組的直流電阻和進行油的色譜分析來綜合判斷。查找故障點時，應將變壓器器身吊高檢查，如不易找到，可對繞組施加10%～20%的額定電壓，（在空氣中）這時匝間短路處會發生冒煙現象；2）繞組對接地部分短路：事故時，一般都是瓦斯繼電器動作、防爆管噴油，如果變壓器的中性點接地，則差動和過電流保護也會動作。一般情況下，測量繞組的對地絕緣電阻即可發現是否存在繞組接地；3）繞組相間短路：繞組匝間短路或接地故障時，由于電弧及融化了的銅粒四散飛濺，使事故蔓延擴大，可能發展為相間短路。發生相間短路時，強大的短路電流將產生猛烈燃燒的電弧。此時，瓦斯、差動和過流保護都會動作，防爆管嚴重噴油，油溫劇增。測量絕緣電阻及測量繞組的直流電阻和變壓比，即可判斷出繞組的損壞情況；4）繞組和引線斷線：由于連接不良或短路應力使導線斷裂；導線內部焊接不良、匝間短路使線圈燒斷。斷線處發生電弧引起繞組接地和相間短路；油分解促使氣體繼電器動作。處理時可進行吊芯檢查，用電橋測量繞組直流電阻，判斷故障相，重繞繞組。

2 套管故障

這種故障常見的是套管炸毀、閃絡和漏油等。

2.1 故障原因

1）由于滲油使之積灰臟污、噴水冷卻的影響等；2）呼吸器裝置不當或者吸入水分未及時處理；3）密封不良，絕緣受潮劣化。

2.2 故障分析處理

變壓器瓷套表面臟污時，由于臟污吸收水分，導致絕緣降低，不僅容易引起瓷套管的表面放電，還可能使其泄露電流增加，造成套管發熱。瓷套管表面臟污，使其閃絡電壓降低，當線路有過電壓現象時，就會引起瓷套管的閃絡放電，導致斷路器跳閘，另外由于瓷套管表面放電，導致它的表面瓷質損壞，這是絕緣擊穿的另一個重要因素。若變壓器的瓷套管發生裂紋也會使其絕緣強度降低。因為瓷套管裂紋中充滿空氣，空氣的介電系數小，致使裂紋中的電場強度增大，當增大到一定數值時，空氣就被游離，引起瓷套管的局部放電，使瓷套管裂紋中進水結冰時，還會使瓷套管脹裂。

以上的幾種故障均會造成套管閃絡和爆炸事故、套管對地或套管間放電時外部保護裝置動作。為了防止上述事故的發生，應利用檢修停電的機會擦拭變壓器套管表面；當發現套管表面有裂紋時，應停電及時更換變壓器套管。

3 分接開關故障

3.1 有載分接開關故障

3.1.1 故障現象

值班人員檢查變壓器時，如發現變壓器油箱內上部有“吱吱”的放電聲，電流表隨著響聲發生擺動，瓦斯保護發出信號，油的閃點急劇下降，此時可初步判斷分接開關故障。

3.1.2 故障原因

1）輔助觸頭中的過程電阻在切換過程中被擊穿燒斷，在燒斷處發生閃絡，引起觸頭間的電弧越拉越長，并發出異常聲音；2）分接開關由于密封不嚴而進水，造成相間閃絡；3）由于分接開關滾輪卡住使分接開關停在過渡位置上，造成相間短路而燒壞；4）調壓分接開關油箱不嚴密，造成油箱內與主變壓器油箱內的油連通，而使兩個油位計的油位指示相同，使分接開關的油位指示器出現假油位，造成分接開關油箱內缺油，危及分接開關的安全運行。所以大型有載調壓變壓器的油枕上，裝有兩個油位指示器，一個是指示有載分接開關油箱內的油位，另一個是指示變壓器油箱內的油位，兩個油箱是隔離的，所以這兩個油位指示器是不同的，在運行中應注意檢查。

3.1.3 故障處理

值班人員應監視變壓器的運行情況，如電流、電壓、溫度、油位、油色和聲音的變化，試驗人員應立即取油樣進行氣相色譜分析。當鑒定為分接開關故障時，值班人員應將分接開關切換到完好的檔位上運行。

3.2 無載分接開關故障

1）故障現象同有載分接開關。

2）故障原因。

（1）分接開關觸點彈簧壓力不足，滾輪壓力不均，使有效接觸面積減少，以及鍍銀層機械強度不夠而嚴重磨損等引起分接開關在運行中被燒壞；（2）分接開關接觸不良，引出線連接和焊接不良，經受不起短路沖擊而造成分接開關故障；（3）在倒換分接頭時，因分接頭位置切換錯誤，引起分接開關燒壞；（4）由于相間絕緣距離不夠，或者絕緣材料的電氣絕緣強度低，在過電壓的情況下絕緣擊穿，造成分接開關相間短路。

3）故障處理同有載分接開關故障處理方法。

4 結論

當變壓器發生故障時，值班人員應根據自己掌握的相關知識沉著冷靜、迅速、準確地判斷和分析故障的性質，及時處理，盡快限制事故的發展，消除事故根源并解除對人身和設備的危害。用一切可能的方法保護變壓器的繼續運行，以保證對重要用戶不間斷的供電。

[1]廖自強，余正海.變電運行事故分析及處理[M].北京：中國電力出版社，2004：112-120.

[2]徐緒椿，姜善國.廠礦農村電工實用技術（上冊）[M].昆明：云南科技出版社，1999：126-127.