變壓器常見事故及防治措施的分析和研究

夏志剛

[摘要]隨著電網規模的日益擴大，電力變壓器單機容量也在逐漸增加，一旦發生故障，將會給經濟和社會造成巨大的損失。在這種背景下，我們必須加強對變壓器運行中異常現象的分析和研究，對各種常見事故進行防治，堅持“預防為主，加強維護管理”，將變壓器事故的發生率降至最低。

[關鍵詞]變壓器；事故；預防措施

[中圖分類號]TF762+.6 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0215-01

作為電力系統的主要設備之一，電力變壓器是電能轉換和傳輸的核心，一旦其發生故障，將會給電網造成極大的經濟損失，同時還會影響到人們的正常生活。變壓器在運行中常見的故障主要包括絕緣故障、短路故障和放電故障等，每種故障的引發因素和表現都不一樣，這就要求我們對它們進行深入的分析，并制定科學合理的防治措施，確保變壓器的安全和穩定運行。

1 變壓器故障的綜合判斷方法

在對大中型電力變壓器的故障進行判斷時，常用的方法主要有以下幾種：判斷絕緣老化進行的試驗、變壓器的振動及噪聲異常時的檢測、根據油色譜數據來分析是否有異常、判斷變壓器絕緣受潮所進行的試驗、變壓器出口短路后所進行的試驗。

在對中小型電力變壓器的故障進行判斷時，常用的方法主要有以下三種：（1）檢測絕緣電阻的方法。可以用絕緣電阻表測量各繞組間的電阻值和吸收比，也可以同時測量繞組對地間的絕緣電阻值和吸收比，然后分析測量數據，判斷各側繞組的絕緣受潮情況，還可以分析各繞組間以及對地有誤擊穿和閃絡的可能等。（2）檢測直流電阻的方法。用電橋直流電阻，要注意觀察其相間值是否平衡，要和出廠的數據進行比對，看是否符合出廠數據；如果測不出相電阻，那么可以測一下線電阻。（3）對絕緣油進行簡化試驗的方法。可以利用閃點儀器來判斷絕緣油的閃點是否下降，還可以觀察到絕緣油中有無紙屑等雜質，同時注意油樣中有無焦臭味。

2 變壓器常見事故的分析

2.1 變壓器絕緣故障的分析

變壓器內部線圈都包有絕緣物質，而內部絕緣故障主要指匝絕緣損傷。電力變壓器的大部分故障都是由于絕緣性能不好而引起的，水分等對絕緣的破壞作用是變壓器最懼怕的，因此要確保變壓器出廠時絕緣的優質，并且適時監控和檢測，變壓器的絕緣故障主要可分為絕緣損傷和介損超標。一般說來，影響變壓器絕緣性能的因素主要包括：溫度、油保護方式、雷電過電壓、操作過電壓、油流帶電和外部出口短路電動力。

2.2 變壓器短路故障的分析

（1）短路電流引起的絕緣過熱故障。一旦發生短路故障，將會導致變壓器的高、低繞組同時通過非常大的短路電流，該電流可能會是額定電流數十倍以上，如果變壓器的熱穩定性和承受能力較差，那么很可能會產生損毀和擊穿現象。

（2）短路電動力引起的繞組變形故障。變壓器繞組在發生出口短路故障時，變壓器將會受到很大的軸向和輻向電動力作用。軸向電動力會影響到繞組匝間絕緣，對繞組的匝間絕緣造成損傷；而輻向電動力會使得絕緣體失去穩定性，最終造成相間絕緣損壞。

2.3 變壓器放電故障的分析

變壓器的放電故障主要包括以下幾種：（1）局部放電。局部放電是指在電壓作用下，變壓器絕緣結構內部的氣隙、油膜或導體的邊緣發生非貫穿性的放電現象。（2）火花放電。火花放電主要有兩種，一種是懸浮電位引起火花放電，懸浮電位產生的原因是某些金屬部件與其他部件接觸不良而斷開，如果斷開之后的部位又是處于高壓與低壓這樣具有很大電位差的情況下，該金屬部件上產生的相對于地的電位成為懸浮電位；第二種是油中雜質引起火花放電。（3）電弧放電。電弧放電常見于繞組層間絕緣擊穿，其最顯著特征就是放電能量密度非常大，產氣速率急劇。

3 變壓器常見事故的防治措施

3.1 變壓器出口短路事故的防治措施

變壓器短路事故的防治措施主要有以下幾種，具體可以根據變壓器的實際情況和運行環境來采用：對于10kV的線路，變電所出口在范圍2km內可以采用絕緣導線，從而減少近區短路的次數；盡量選擇通過短路試驗的產品，并且盡量減少不必要的調壓分節抽頭；繼電保護裝置的動作時間非常關鍵，它應與變壓器承受能力試驗的持續時間相匹配；如果變壓器是并列運行的，那么可以考慮加上保護自投裝置；如果電纜的長度占架空線路比較重，那么不適宜采用重合閘；為了減少變壓器低壓側出口短路的幾率，可在母線橋中相上裝設絕緣熱縮套；加強對低壓母線以及低壓母線所鏈接設備的維護和管理，同時提高繼電保護及其自動裝置的正確動作率；按照供電區域污穢等級調整外絕緣爬距，采取噴RTV涂料、加裝增爬閃裙等手段，做好變電站、線路相關設備防污等級；短路電流較大的負荷在用戶端加裝電抗器。

3.2 變壓器絕緣擊穿事故的防治措施

（1）防止水分空氣進入變壓器。確保變壓器在運輸和存放的過程中密閉良好，并且在整個安裝過程中都采用有效的措施來防止變壓器進水；對于有些項目的檢測是需要做預防性試驗的，如水冷卻冷油器和潛油泵，在安裝前需要安裝廠家的安裝說明書對每臺進行檢漏的試驗。

（2）防止雜物進入變壓器。變壓器在安裝后要進行檢查，避免殘留物遺留在吊罩內，并且清除吊罩內的一切雜物；在安裝變壓器前，要盡可能將油管路、冷油器和潛油泵的內部清理干凈并用油沖洗后再進行安裝；安裝凈油器時要特別注意，避免凈油器的活性氧化鋁或硅膠沖入到變壓器內。

（3）防止絕緣受傷。在變壓器吊罩的時候，特別要注意內部絕緣距離本身就較為緊湊的變壓器，千萬不能使鐘罩碰傷引線和支架；在安裝高壓套管時應該注意不能使引線扭轉，如果扭轉，要進行相應的處理；對于已經出現了缺陷的變框器，應該考慮對缺陷進行及時的檢修；裝檢修中如果發現有部件需要更換，必須采用已經試驗合格的材料或部件。

（4）防止過電壓擊穿事故。要對變壓器的避雷器進行定期檢查，保證避雷器裝有動作記錄器，并且確定次數；如果系統是屬于中性點接地系統，那么必須保證它的中性點要接地；如果變壓器是改造或新造的，必須根據實際的性能需求保證各加工工序的質量。

3.3 其他事故的防治措施

（1）套管閃絡爆炸事故的防治措施。定期對套管進行清掃，保持其清潔；安裝時要認真檢查套管各部件的密封情況，并設法檢漏；運行和檢修中應該注意檢查套管引出線端子的發熱情況，防止因接觸不良或引線開焊過熱而引發套管爆炸；對110kV及以上的套管應定期作介質損失角和電容量的測量，如發現問題可結合大修進行解體檢查。

（2）引線事故的防治措施。修復或安裝吊罩時，應注意保持足夠的引線間及對地的絕緣距離，必要時予以校正；各引線接頭應焊接良好；在線圈下面水平排列的裸露引線，如果處在強油循環進油口之下，應加包絕緣。

（3）分接開關事故的防治措施。變壓器安裝后投入運行前，必須測量各分接位置的電壓比、直流電阻，以確保接觸良好準確；無載分接開關在改變分接位置時，為了消除觸頭接觸部分的氧化膜及油污等，應將觸頭轉運多次；安裝及檢修中，應對分接開關進行認真檢查，對有載調壓開關應按出廠說明書對操作機構、選切開關及過渡電阻等進行全面檢查和調試。

（4）變壓器油劣化的防治措施。加強變壓器油的管理監督工作，保持變壓器油質良好；已裝有薄膜密封的大容量變壓器，注油時應注意防止出現假油位和進入空氣；改善變壓器散熱條件，避免變壓器高溫下運行。

參考文獻

[1]姜益民，變壓器運行中短路損壞的常見部位及原因分析[J]變壓器，2005（4）

[2]鐘洪壁等，電力變壓器檢修與試驗手冊[M]，中國電力出版社，2000