變壓器運行實踐中的異常問題檢修與防護策略分析

羅秀琴

摘 要：在變電和配電系統中變壓器是非常重要的設備，同時也具有非常重要的作用，與其他的電氣設備比較而言變壓器的故障率比較低，但是一旦在運行中出現異常問題，對電力系統的穩定運行造成很大的危害，由于變壓器故障一般都會造成較大范圍的停電，且故障處理的時間相對較長，對用戶供電會造成很大的影響，從而會給發電企業、供電企業以及用戶帶來經濟上的損失和社會效應的負面影響。在發生故障前，變壓器會發生異常問題，這些異常問題會造成相應的故障。因此電力運行人員必須要重視變壓器的檢查及運行工況的分析工作，及時發現異常問題加以處理，檢修人員要通過定期試驗及定期檢修維護，及時發現變壓器的缺陷通過檢修來進行消除，以保證變壓器安全正常運行，進而保證整個電力系統的有效安全運行。

關鍵詞：變壓器；運行實踐；異常問題檢修；防護策略

變壓器是變電站和發電廠的重要組成設備，它的安全正常運行可以有效保護電力用戶用電的權益。變壓器的功能是多方面的，電網中的升降壓環節都必須要有變壓器，多種用途可以滿足用戶多方面的需求。變壓器的運行狀況直接決定著輸變電系統的運行和供電系統的穩定性，一旦發生故障造成的損失非常嚴重。因此在實踐中，要做好對變壓器檢查、運行工況的運行以及異常問題的檢修工作，及時發現異常問題，找出故障根源，通過防護措施來保證其安全正常運行。

1 變壓器運行中異常問題的檢修

1.1 聲音異常問題

變壓器在正常運行時聲音是均勻連續而低沉的，一旦產生的聲音不均勻或有其他特殊的響聲，就應視為變壓器運行不正常，可根據聲音的不同查找出故障，進行及時處理。主要分為以下幾種：

（1）如果變壓器的內部發出很大且比較雜的聲音時，可以初步的判定這是由于內部夾件或者螺釘松動造成的。如果變壓器內部發出雜亂無章的聲音時，如果電壓和電流沒有異常，那么就可以判斷是變壓器內部器件松動造成鋼硅片的震動加劇。

（2）如果變壓器內部發出間斷性的雜音，監視儀表指針左右搖晃，聲音的音調高音量大，這時可以判斷是變壓器在額定狀態外工作，造成負載壓力大，在諧波作用下發出異常聲音。

（3）變壓器內瞬間發生異常的間歇聲，監視測量儀表指針發生擺動，且音調高、音量大，這時可判斷是變壓器過載運行，負荷變化大，加上有諧波產生。

（4）若變壓器內部局部放電或接觸不良，則會發出“吱吱”或“噼啪”聲，這時，應立即對變壓器停電檢查。

（5）如果變壓器運行時溫度過高且上升過快，同時油位也快速上升，這時可以判斷是變壓器內部的繞組發生問題，嚴重時會發生著火，這時必須立即停止運行，進行全面的檢修工作。

（6）如果運行時發出刺耳的聲音，很可能是變壓器發生過電壓的問題，如果電網出現單相接地或者電磁共振，就會發出刺耳聲音。可以通過讀取電壓表數據來進行分析判斷。

1.2 外部放電問題

變壓器外部套管有污垢或絕緣破損就容易發生放電問題，發生放電問題會引起各種嚴重的故障。套管放電會產生很多熱能，造成部件溫度升高，引起部件絕緣損壞、老化等隱患，甚至發生爆炸；套管的污垢還會引起電暈，進而發出臭氧味道。

1.3 通過油溫判斷異常問題

一般情況下，變壓器的運行溫度是根據環境溫度及所帶負荷的大小不同而發生變化的，但主變壓器允許上層油溫一般不得超過95℃，溫升一般不得超過55℃，為防止變壓器油劣化過速，上層油溫不宜經常超過85℃。變壓器正常運行時，內部油溫和內部構件的溫度是差不多的，一旦油溫超出常溫很多，一定發生了故障。故障可以由兩個方面的異常問題引起：一是內部構件發生故障導致溫度過高，二是冷卻系統發生問題導致溫度過高。通過溫度的異常變化可以斷定變壓器哪部分發生故障。如果變壓器在冷卻裝置運行正常的情況下油溫比平時高出10攝氏度以上或負載不變而溫度不斷上升，則可判斷為變壓器內部出現異常。變壓器內部故障主要有變壓器繞組匝間或層間短路，線圈對地放電、內部引線接頭發熱、鐵芯多點接地使渦流增大過熱，零序不平衡電流等漏磁通過與鐵件油箱形成回路而發熱等。冷卻器運行不正常或發生故障，如風扇損壞、循環油泵故障、散熱器管道積垢、冷卻效果不佳、散熱器閥門沒有打開、等諸多因素引起溫度升高，應對冷卻器系統進行維護和沖洗，以提高其冷卻效果。

1.4 通過油位判斷異常問題

變壓器在運行過程中對油位的巡視和檢查也是一項重要工作，我們可以通過油位的異常進行變壓器故障情況，如油標管堵塞；油枕吸管器堵塞；防爆管道氣孔堵塞容易出現假油位，我們可以通過變壓器油溫及油位相結合來判斷此故障。再如變壓器嚴重漏油；氣溫過低且油量不足，或是油枕容量偏小等都有可能出現低油位，此時我們應時間消除漏油點，并根據不同情況進行補充加油。

2 運行故障的種類

根據不同的性質，變壓器運行故障可以分為電磁故障和電路故障，電磁故障又可分為鐵芯絕緣故障、鐵芯接地不良故障等，電路故障主要包括各種短路、過電壓、過負荷及分接開關接觸不良故障等。

2.1 鐵芯絕緣故障

變壓器鐵芯由硅鋼片疊裝而成，硅鋼片之間有絕緣漆膜，再通過各硅鋼片間的銅片連接到夾件再連接地螺栓進行鐵芯一點接地。由于硅鋼片緊固不好造成絕緣漆膜破壞，或鐵芯的夾緊螺桿和穿心桿很容易產生絕緣損壞，這時兩者會發生連接，以及變壓器內殘留有鐵屑或焊渣等情況，使鐵芯短路或兩點接地及多點接地，都會在鐵芯內部產生渦流而引起局部發熱甚至是過熱，會造成絕緣漆膜的老化和絕緣油分解由老化等，對變壓器的安全健康運行極為不利。解決的辦法是定期檢測鐵芯接地電流，根據《電力設備預防性試驗規程》中油浸式電力變壓器關于鐵芯及夾件絕緣電阻的要求：運行中變壓器鐵芯接地電流一般不應大于0.1A。

2.2 鐵芯接地不良故障

變壓器在正常運行情況下，內部金屬部件會產生一定懸浮電位，如果變壓器鐵芯接地不良，會發生連續放電的問題，導致電壓不斷升高，甚至會造成繼電器的異常工作。針對這種問題要定期對鐵芯片進行檢查，還要及時更換損壞了的鐵芯片。

2.3各種短路故障

各種短路問題，通常是因為變壓器內的油受潮以后會發生絕緣老化或者強度變低，如果變壓器繼續運作，會造成繞組匝發生短路，短路時，繞組匝之間會有很大的電流，使得內部溫度急劇升高。解決辦法是定期進行變壓器預防性試驗及絕緣油試驗，必要時還應進行變壓器吊芯檢查和大修，并根據情況更換變壓器絕緣油等。

2.4 過電壓故障

變壓器在遭受雷擊或進行操作分合閘時會產生大氣過電壓或操作過電壓，操作過電壓的數值一般為額定電壓的2-4.5倍，而大氣過電壓則可達到額定電壓的8-12倍，對變壓器的絕緣影響很大。解決的辦法是為了防止大氣過電壓應做好防雷措施，如裝設避雷針、避雷線和避雷器；為了減小操作過電壓的危害應在變壓器上加裝靜電屏、靜電極，采用糾結式線圈等改善匝間電容，盡量減小操作過電壓。

2.5 過負荷

如果變壓器長期處于過負荷情況，變壓器的絕緣會由于過負荷時變壓器的運行溫度過高而加速老化，降低絕緣水平，從而影響變壓器的使用壽命和抗沖擊能力。解決的辦法是讓變壓器的在正常工況下運行。

2.6 分接開關接觸不良故障

由于分接開關是彈簧靠壓力接觸，時間長了就會出現彈簧壓力不足，使開關連接部分的有效接觸面積減小，以及接觸部分鍍銀層磨損脫落，引起分接開關在運行中發熱損壞。分接開關接觸不良，經受不住短路電流的沖擊而造成分接開關燒壞而發生故障；在有載調壓的變壓器，分接開關的油箱與變壓器油箱一般是互不相通的。若分接開關油箱發生嚴重缺油，則分接開關在切換中會發生短路故障，使分接開關燒壞。解決的辦法是定期測量各相絕緣的直流電阻，進行比較分析，必要時應對分接開關進行檢修或更換部件等。

3 異常問題的防護措施

3.1 選擇合理的變壓器

選擇變壓器時應根據其用途、電壓等級以及容量等，科學合理的進行選擇，并應選擇正規廠家的節能型產品，配備好相應的變壓器保護裝置或裝設高壓熔絲，高壓熔絲不能過大或過小，禁止用其他的金屬絲來替代高壓熔絲。選擇安裝位置時也要做到合理謹慎，配電變壓器要安裝在負荷的中心位置，禁止在易燃、易爆以及地勢很低的地帶安裝，還要確保高壓進線端跟低壓出線端能夠方便引線、易于施工維護。

3.2 做好投運之前的準備工作

在變壓器運行之前要做好周密檢查，油枕上的油位計應完好，油位應正常；蓋板、套管、油位計、排油閥等處應密封良好，無滲漏油現象；瓦斯繼電器應打開，無氣體；防爆管的防爆膜應完好；呼吸器的吸潮劑應有效；變壓器的外殼接地應牢固可靠；變壓器一、二次出線套管及與導線的連接應良好；變壓器保護應正常投入等。并應在變壓器絕緣油試驗，測量繞組連同套管的直流電阻，測量所有分接頭的電壓比，檢查變壓器的三相接線組別和單相變壓器引出線的極性，測量與鐵心絕緣的各緊固件及鐵心絕緣電阻，套管試驗，有載調壓切換裝置的檢查和試驗，測量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比或極化指數，測量繞組連同套管的介質損耗角正切值tanδ，測量繞組連同套管的直流泄漏電流，繞組連同套管的交流耐壓試驗；繞組連同套管的長時感應電壓試驗帶局部放電試驗，額定電壓下的沖擊合閘試驗等試驗合格后方可投入運行。另外投運前還應檢查變壓器的消防設施及消防器材配備是否齊全完備，事故油池及其管路是否暢通等。

3.3 定期維護、試驗及檢修

變壓器正常運行時需要較好的外部環境，如果有灰塵堆積，要立即清除掉，保證其內部空氣的流通。如果在灰塵量很多的地方，每年需要徹底清掃至少兩次，還要用壓縮空氣把通風道內灰塵清除掉。如果不能及時清除灰塵，會影響到變壓器的散熱功能，甚至發生絕緣紙擊穿的后果。還要定期做好除銹工作，預防鐵芯發生銹蝕破壞，如果發生銹蝕問題，直接減少變壓器的壽命，大大增加變壓器損耗量，使效率嚴重下降，所以要定期做好除銹工作，避免鐵芯發生銹蝕問題。變壓器還應根據《電力設備預防性試驗規程》的要求開展定期試驗工作及根據《電力變壓器檢修導則》的要求開展檢修工作。

3.4 加強運行監視

變壓器開始工作后，要做好對其的運行監視工作，特別應監視其運行的電壓、電流、溫度等參數，保證各環節工作正常進行，一旦發現異常狀況，立即采取措施進行處理。運行監視工作可以起到很好的監督作用，保障變壓器的順利運行。

3.5 注重巡視檢查

變壓器運行過程中，應注重其巡視檢查工作，及時發現運行中的各種問題，及時加以控制和采取措施進行處理。變壓器的巡視檢查工作主要包括：油位和溫度應正常，油枕油位應與溫度相對應，各部位無滲油、漏油；套管油位應正常，套管外部無破損裂紋、無嚴重油污、無放電痕跡及其他異常現象；運行聲音應正常；各冷卻器手感溫度應相近，冷卻系統工作正常；吸濕器完好，吸附劑干燥（硅膠潮解變色部分不超過總量的1/2）；母線與套管的接頭有無發熱、變色跡象或其它異常現象； 壓力釋放閥應完好無漏油、噴油；氣體繼電器內應無氣體； 鐵芯接地引下線牢固，接地引下線樁頭無異常，變壓器外殼接地良好等。

4 結束語

隨著我國社會經濟的快速發展，人們的用電需求越來越高，用電安全問題得到越來越多的重視。變壓器在電力系統中占有非常重要的作用，其正常運行直接關系到供電的質量和安全問題。為了滿足人們的用電需求，提高人們的生活質量，各電力單位必須要保證變壓器的正常運行，及時發現異常問題，避免故障發生，還要做好防護工作，保證變壓器的正常安全運行。

參考文獻

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