淺談電力變壓器常見故障及檢測維修方法

孫希凱 胡瑞琪

摘要：隨著當前國民經濟的快速發展，各個行業對于電力的需求猛增，而電力變壓器作為電能傳輸和配送的重要設備之一，同時更是維持電網運行穩定的基礎。為保證電力變壓器日常運行成效，必須對其運行狀態進行監測，了解和采集電力變壓器運行狀況及運行信息，然后據此對設備故障進行預判，通過科學、高效的方法對其進行診斷和檢測，提前將各類問題消除在萌芽狀態，確保設備能夠高效、健康運行。論文分析了電力變壓器常見故障及其原因，簡單敘述了電力變壓器的檢修方法。

關鍵詞：電力變壓器;常見故障;分析;檢修方法

1引言

電力變壓器作為電網系統的核心設備，其運行狀態的好壞，直接關系到電網系統的安全、穩定運行。由于電力變壓器結構較為復雜，運行過程中還需要面對各種類型的環境因素，所以我們需要通過科學、高效的方法對其進行診斷和檢測，提前發現問題和解決問題。電力變壓器故障分析判別涉及多個學科，且電力變壓器故障種類繁多，其表現存在較大差異，需要充分掌握和了解電力變壓器結構原理、運行條件、設備特點等內容，才能保證電力變壓器在運行中穩定、可靠。

2 電力變壓器常見故障及其原因分析

2.1 電力變壓器線圈故障分析

電力變壓器線圈故障主要包括：線圈對地擊穿、匝間（或層間）短路、線圈相間短路等。其中，造成電力變壓器線圈對地擊穿的主因多是線圈與鐵心間絕緣不良，另外，在雷擊或短路過程中出現的電磁力可能造成電力變壓器線圈形變甚至損毀，最終體現為線圈對地擊穿故障;匝間（或層間）短路是因為電力變壓器線圈導線及層間絕緣出現破壞的區域，這部分區域絕緣會降低，并且運行使用到一定程度，會出現匝間（或層間）的短路情況，如果出現這種問題，電力變壓器內部會出現短路線圈，造成這部分線圈及原線圈電流迅速增加，電流造成的溫升會導致油裂解和分解變壓器絕緣材料，造成氣體繼電器報警。電力變壓器不同線圈間的絕緣損壞造成的短路成為電力變壓器的相間短路，這種情況類似于線圈對地擊穿，或者引線、磁套管之間出現短路都有可能[1]。

2.2 電力變壓器鐵芯故障分析

在電力變壓器日常運行過程中存在的“嗡嗡”聲，即為變壓器鐵芯內部的磁力線因周期性變化引起自身振動而出現的。當電力變壓器鐵芯或零件松動時，就會出現異響。電力變壓器空載運行、帶負荷運行時的響聲也存在明顯差異，特別是當電力變壓器發生故障時，其異響可以作為判斷故障的重要依據，如電力變壓器電源側超壓“嗡嗡”聲會加劇。在電力變壓器鐵芯硅鋼片表層涂覆絕緣漆，保證內部絕緣效果，同時將內部渦流限制在硅鋼片當中，若硅鋼片間絕緣降低，會導致渦流損耗增加，損壞處的溫升較快，造成周邊絕緣老化速度增加，從而引發故障問題的擴大，甚至出現片間短路或局部熔化等問題。

2.3 電力變壓器滲油故障分析

電力變壓器若出現滲油故障，會造成不必要的停機事故。一般情況下電力變壓滲油主要包括以下三種情況：油箱焊接滲油、低壓側套管滲油、高壓套管升高座或進入孔法蘭滲油。油箱焊接處漏油的情況主要是因為油箱平面接縫處漏油，所以解決措施就是直接對接縫處再焊接，但是對于拐角、加強筋處的滲漏點來說，容易在內應力作用下出現二次滲油問題，這種情況焊接時建議將鐵板分割成紡錘狀再進行補焊，對于三面連接的情況可以根據實際需要把鐵板分割成三角形再進行補焊;對于低壓側套管出現滲油問題，主要是母線拉伸、低壓側引線引出較短，膠珠壓在螺紋上等情況造成的[2]，針對這些問題，可以根據相關標準加裝母線軟連接，若低壓引出線較短可以重新進行調整，如果調整不了，就在膠珠密封的平面上加一些封膠，也可以用銅質壓力帽替代瓷質壓力帽。對于高壓套管升高座或者檢修孔法蘭漏油的情況，可以往法蘭空隙里灌入密封膠，看見法蘭螺絲帽有膠冒出就可以了。

2.4 電力變壓器接頭過熱故障

電力變壓器各處存在大量接頭，若這部分接頭出現問題，會造成局部過熱，甚至燒毀，嚴重影響電力變壓器及電網的安全運行。

對于電力變壓器的接頭來說，日常需要關注是否存在銅鋁連接情況，電力變壓器引出線為銅制，若是在室外或潮濕環境中將鋁導體與銅端頭進行連接必然會造成不利影響。這主要由于銅鋁接觸面有溶解的鹽水份滲入，再在電耦合的影響下會發生電解反應，鋁會有比較強的電腐蝕現象發生，因此破壞了觸頭。為避免此類問題，需要使用特殊過渡接頭;對于電力變壓器的普通連接來說，平面接頭需要將平面雜質及時清理干凈，并將導電膏涂抹均勻，保證接頭位置接觸良好。

電力變壓器中若存在油浸電容式套管，其也可能出現發熱問題。若出現發熱問題，就必須采用定位套把加熱套固定住，然后再拆下將軍帽，檢查引線接頭絲扣是否正常，保證絲扣配合良好，若其中存在問題，需要在定位套、將軍帽間墊截面大小與定位套相同的墊片，然后重新安裝將軍帽，擰緊后將其固定在套管頂部法蘭上，保證引線接頭和將軍帽絲扣公差在合理范圍內，并保證絲扣間壓力，從而降低接觸電阻。

3 電力變壓器診斷檢修的方法

3.1電力變壓器大修、小修周期

按照檢修工作的性質，電力變壓器檢修分為大修和小修。習慣上油浸變壓器凡是需要放油、吊罩、吊芯進行檢修的則稱為大修;如果不需要放油，不吊罩，只在外部檢修或補油、進行油處理稱為小修。運行中的變壓器大修周期按DL/T573-2010《電力變壓器檢修導則》規定如下：（1）變壓器大修周期一般應在10年以上。變壓器在運行中發生故障，或在預防性試驗時發現異常，根據需要提前進行吊芯檢修。（2）根據變壓器的結構特點和制造情況，以及運行中受到穿越性短路故障電流的沖擊情況，以及日常負荷情況和歷次電氣試驗及油化驗分析數據等情況，可酌情安排提前大修或延長大修 間隔時間。例如全密封變壓器一般只在本體嚴重漏油或判定內部有故障時才進行大修。（3）變壓器的有載分接開關達到制造廠規定的操作次數后，或發現存在缺陷時，應對有載分接開關進行大修。

變壓器小修1-3年一次，對安裝在環境惡劣的變壓器可適當增加小修次數。

3.2 日常診斷檢修

在電力變壓器日常運行過程中，一旦出現異常，需要對電力變壓器的空載電流、直流電阻等進行檢查，關注絕緣電阻、油理化性質、油氣相色譜等關鍵要素的檢測，從而掌握電力變壓器實際運行情況。若電力變壓器出現局部放電，要對油箱表面進行溫度檢查，或進行色譜分析，才能更好地確定電力變壓器絕緣是否存在問題。若日常檢修過程中變壓器出現絕緣受潮的情況，必須按照要求進行絕緣試驗，關注電力變壓器絕緣電阻、耐油電壓、介電損耗等多項參數的試驗，確保能夠控制在合理范圍。日常檢修期間要關注變壓器溫度、輔助設備運行情況，嚴格依照標準規范開展日常檢修維護工作，確立科學、高效的檢修操作規程，避免電力變壓器故障隱患的出現[3]。

3.3 在線診斷檢修

電力變壓器在線檢測需要結合所監控的故障類型進行技術選擇。在電力變壓器運行過程中，可以選擇脈沖電流檢測法，檢測變壓器各接地線以及繞組中產生局部放電時引起的脈沖電流，并以此獲得視在放電量;或選擇超聲波檢測技術，對變壓器局部放電產生的超聲波進行接收，將超聲波信號轉化為電信號，從而獲取信息，這種方式能夠有效提升現場檢測檢修水平，同時將電磁影響降至最低;也可以采用超高頻檢測技術，有助提高電力變壓器局部放電測量結果的準確性，還可以實時監測電力變壓器的運行情況;或選擇油中溶解氣體在線監測分析技術，將電力變壓器所產生的氣體收集起來，然后通過特定的手段進行檢測，形成油氣相色譜圖，然后據此對電力變壓器運行情況進行分析評價。其中，由于能夠實時不間斷的對變壓器運行進行監控、結果直觀、 易于現場操作等優點，油中溶解氣體在線監測分析技術已成為一種現場最常用的變壓器在線故障診斷方法。

3.4 保護動作檢修

電力變壓器內部若出現短路，故障位置會因電弧出現高溫，將周圍的絕緣材料分解開來，產生一定量的氣體，且氣體流速較快，會引發相應保護動作。這種情況下，就要對電力變壓器外觀、油枕、油面等進行檢查，確定其是否存在異?，F象。若這些方式無法判斷，需要對電力變壓器進行絕緣測試[4]，檢查變壓器整體絕緣水平，對油樣進行送檢，以及高低壓側引線是否存在短路、燒蝕的問題。

4結語

我國經濟快速發展，也給電力行業創造了良好的發展環境，只有最大程度地減少電力變壓器發生故障的次數才能保證電網系統穩定良好的運行。而對于電力變壓器來說，其始終處于運行狀態，不可避免地會出現各類故障問題，且引發因素較多。因此，必須重視電力變壓器的日常運行狀況，及時解決運行過程中存在的各類故障，做好相應的檢修工作，改善變壓器運行狀況，提升電力傳輸質量及穩定性，為國民經濟發展貢獻力量。

參考文獻

[1]任武杰.故障樹分析法在電力變壓器故障分析中的應用[J].機械管理開發，2020，35（10）：283-284+289.

[2]襲奐毅，石運興，吳旋.火電廠電力變壓器常見故障分析及處理策略[J].現代工業經濟和信息化，2020，10（06）：133-134.

[3]鄧珺.配電變壓器常見故障及維護管理研究[J].科技風，2020（04）：185.

[4]鄭彥鳳，范宸華.電力變壓器故障類型與繼電保護方式研究核心探究[J].科技創新導報，2019，16（35）：21+23.