電力系統(tǒng)變壓器故障原因分析及處理方法研究

摘 要：在電力系統(tǒng)中，變壓器是重要的電力設(shè)備。變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行是保障電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，變壓器出現(xiàn)故障將嚴(yán)重影響供電的可靠性和電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通過對(duì)電力系統(tǒng)變壓器故障的早期判斷，能夠有效地減少由于變壓器故障引起的停用，防止電力系統(tǒng)安全事故的發(fā)生。因此，了解變壓器故障類型與特點(diǎn)，在日常巡檢與例行檢查中有針對(duì)性地對(duì)變壓器情況進(jìn)行檢查，以免故障進(jìn)一步擴(kuò)大，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文主要闡述電力系統(tǒng)變壓器的常見故障及產(chǎn)生的原因，常用的診斷方法以及處理方法等問題。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；變壓器；故障；原因；處理

中圖分類號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在電力系統(tǒng)中，變壓器是重要的設(shè)備，變壓器的作用是多方面的，不僅能升高電壓把電能送到用電地區(qū)，還能把電壓降低為各級(jí)使用電壓，以滿足用電的需要。總之，升壓與降壓都必須由變壓器來完成。在電力系統(tǒng)傳送電能的過程中，必然會(huì)產(chǎn)生電壓和功率兩部分損耗，在輸送同一功率時(shí)電壓損耗與電壓成反比，功率損耗與電壓的平方成反比。利用變壓器提高電壓，減少了送電損失。變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行是保障電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，變壓器出現(xiàn)故障將嚴(yán)重影響供電的可靠性和電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通過對(duì)電力系統(tǒng)變壓器故障的早期判斷，能夠有效地減少由于變壓器故障引起的停用，防止電力系統(tǒng)安全事故的發(fā)生。因此，了解變壓器故障類型與特點(diǎn)，在日常巡檢與例行檢查中有針對(duì)性地對(duì)變壓器情況進(jìn)行檢查以免故障進(jìn)一步擴(kuò)大，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 變壓器常見故障及產(chǎn)生原因

變壓器的常見故障按變壓器本體可分為內(nèi)部故障和外部故障；按故障發(fā)生的部位可分為鐵芯故障、分接開關(guān)故障、繞組故障、絕緣故障；按發(fā)生故障的性質(zhì)可分為熱性故障和電性故障；按故障發(fā)生的回路可分為：電路故障、磁路故障和油路故障；按變壓器的結(jié)構(gòu)可分為繞組故障、鐵芯故障、油質(zhì)故障和附件故障等。

1.1 絕緣故障和密封不良

變壓器油和絕緣紙、板以及絕緣件構(gòu)成了變壓器油-紙絕緣系統(tǒng)，絕緣故障主要表現(xiàn)形式及其產(chǎn)生原因如下：（1）變壓器油受到污染，絕緣強(qiáng)度下降進(jìn)而導(dǎo)致變壓器整體絕緣性能下降是目前變壓器運(yùn)行中的常見故障。（2）有些變壓器采用薄絕緣、小油道的設(shè)計(jì)制造，這些變壓器往往在投運(yùn)后不久就發(fā)生故障。

1.2 繞組和引線故障

繞組故障主要是指發(fā)生在變壓器線圈、縱絕緣和端子中的故障。繞組故障主要由以下原因引起：（1）持續(xù)過載可在整臺(tái)變壓器中引起高溫，造成線圈絕緣變脆、脫落，引起繞組匝間短路，導(dǎo)致變壓器損壞。（2）由于運(yùn)行中的變壓器遭受嚴(yán)重的外部短路時(shí)，在電動(dòng)力和機(jī)械力的作用下，變壓器繞組的尺寸或形狀將發(fā)生不可逆的變化。（3）變壓器線圈的接頭因焊接過程中質(zhì)量控制不嚴(yán)導(dǎo)致質(zhì)量欠佳，線圈引出線和套管導(dǎo)電桿連接不好會(huì)致使變壓器在運(yùn)行中接頭過熱從而導(dǎo)致局部絕緣劣化。（4）變壓器線圈的絕緣中滲入水分或器身干燥處理不夠徹底，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行中的變壓器發(fā)生匝間短路。（5）雷電沖擊、對(duì)地弧光放電等瞬變過程都可能會(huì)造成變壓器繞組薄弱處發(fā)生絕緣損壞乃至擊穿。

1.3 磁路部分故障

磁路故障就是指發(fā)生在變壓器的鐵芯、鐵軛及夾件中的故障。磁路故障產(chǎn)生的原因主要有：（1） 鐵芯疊片之間的絕緣或與鐵軛夾件之間的絕緣產(chǎn)生損壞會(huì)產(chǎn)生很大的循環(huán)渦流，產(chǎn)生大量的熱量，危及鐵芯和線圈的絕緣，變壓器的鐵損也會(huì)隨之增加。（2）運(yùn)行中的電力變壓器鐵芯形成多點(diǎn)接地，輕則發(fā)生局部過熱，重則導(dǎo)致變壓器跳閘甚至造成變壓器直接損壞。

1.4 分接開關(guān)故障

分接開關(guān)故障主要表現(xiàn)為：分接開關(guān)觸頭接觸不良、觸頭間短路或?qū)Φ胤烹姟⒎纸娱_關(guān)引線松動(dòng)等。故障原因有很多，如制造質(zhì)量存在問題；在安裝、運(yùn)行操作及維護(hù)過程中存在不當(dāng)行為造成彈簧壓力不足、接觸不可靠、引線緊固不良、開關(guān)觸頭氧化、分接開關(guān)不到位等現(xiàn)象。

1.5 高壓出線套管故障

套管是電力變壓器內(nèi)繞組與油箱外聯(lián)結(jié)引線的重要保護(hù)裝置，也是電力變壓器與外部電網(wǎng)或設(shè)備連接的橋梁。其長期遭受電場(chǎng)、風(fēng)雨、污染等影響，易使瓷釉龜裂絕緣油老化，是變壓器故障多發(fā)部位。在運(yùn)行中，以下因素易導(dǎo)致套管故障：（1）套管瓷套的表面沉積有灰塵、油污和鹽霧等，常常會(huì)引起套管的污閃；（2）套管與繞組引線聯(lián)接固定銷脫落造成懸浮放電；（3）套管密封不良導(dǎo)致進(jìn)水受潮；（4）套管因漏油致使套管缺油而過熱。

2 電力變壓器故障常用的診斷方法

2.1 觀察法

由于運(yùn)行中的電力變壓器產(chǎn)生故障時(shí)，其聲音、散發(fā)的氣味、氣體顏色以及油溫都會(huì)出現(xiàn)異常。因此，可以通過聞、聽、摸、看等方式來對(duì)變壓器的故障進(jìn)行診斷。

2.2 變壓器油化驗(yàn)

變壓器油化驗(yàn)是一種常見且有效的故障診斷方法。由于充油電氣設(shè)備的潛伏性故障所產(chǎn)生的可燃性氣體大部分會(huì)溶解于油，因此可應(yīng)用監(jiān)測(cè)儀測(cè)定變壓器油中各種故障氣體，連續(xù)測(cè)定因故障釋放而溶解于油中氣體的含量，分析氣體類別及含量來確定變壓器故障的類型。

2.3 變壓器絕緣試驗(yàn)

變壓器的絕緣試驗(yàn)主要包括變壓器的泄漏電流、介質(zhì)損失、絕緣電阻、吸收比、感應(yīng)耐壓、交流耐壓等試驗(yàn)。泄漏電流試驗(yàn)可用于變壓器引線套管缺陷和絕緣部分穿透性缺陷的診斷。對(duì)泄漏電流測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析判斷時(shí)，主要與歷年試驗(yàn)結(jié)果比較各項(xiàng)參數(shù)不應(yīng)有顯著變化。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用兆歐表進(jìn)行測(cè)量，依次測(cè)量各線圈對(duì)地及線圈間的絕緣電阻，并與歷次測(cè)量結(jié)果比較判斷。

3 變壓器故障處理

變壓器斷路器故障跳閘時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)立即清楚、準(zhǔn)確地向值班調(diào)度員報(bào)告情況，匯報(bào)事故發(fā)生的時(shí)間及現(xiàn)象、跳閘斷路器的名稱、編號(hào)、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作情況及表針擺動(dòng)、頻率、電壓、潮流的變化等。并在值班調(diào)度員的指揮下沉著、迅速、準(zhǔn)確地進(jìn)行處理。為加速處理故障，限制故障的發(fā)展，應(yīng)進(jìn)行下列操作：（1）將直接對(duì)人員生命有威脅的設(shè)備停電；（2）將已損壞的設(shè)備隔離；（3）運(yùn)行中的設(shè)備有受損傷的威脅時(shí)，應(yīng)停用或隔離；（4）站用電氣設(shè)備事故恢復(fù)電源；（5）電壓互感器保險(xiǎn)熔斷時(shí)，將有關(guān)保護(hù)停用；（6）現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程中明確規(guī)定的操作，可無須等待值班調(diào)度員命令，運(yùn)行人員可自行處理，但必須向值班調(diào)度員匯報(bào)。

結(jié)語

綜上所述，變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，掌握變壓器常見故障產(chǎn)生的原因和診斷方法以及出現(xiàn)故障時(shí)的處理方法，可以有效地提高變壓器的健康水平，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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