油浸式變壓器常見故障現(xiàn)象與成因分析

熱孜完·阿曼

（烏魯木齊鐵路運輸學(xué)校，新疆 烏魯木齊830011）

變壓器作為一種能量轉(zhuǎn)換器，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟各部門、各領(lǐng)域。尤其是在電力系統(tǒng)中由于使用了變壓器，使得發(fā)電機、傳輸電力的電網(wǎng)以及用電設(shè)備都有可能選擇最合適的工作電壓，安全而經(jīng)濟地運行。目前使用的變壓器有油浸和干式兩種，而油浸式變壓器因成本低，維護方便，適用范圍廣，而得到普遍使用。但其故障現(xiàn)象也是紛繁復(fù)雜，成因也是多方面的。本文闡述了變壓器常見故障現(xiàn)象的成因分析和處理，對加深對變壓器的認識、維護，從而保障電力系統(tǒng)的正常運行具有重要意義。

1 油浸式變壓器的特點

油浸變壓器的應(yīng)用范圍很廣。可以在戶內(nèi)，也可以在戶外。特別適合于戶外，油浸變對周圍環(huán)境沒有特別的要求，當然不能有火險的地方。油浸變壓器工業(yè)用的多。如工廠、礦業(yè)、煤業(yè)。一般容量在800kVA 以上的變壓器多采用油浸式。浸式變壓器采用全充油的密封型。波紋油箱殼體以自身彈性適應(yīng)油的膨脹是永久性密封的油箱，油浸式變壓器已被廣泛地應(yīng)用在各配電設(shè)備中。相對于干式變壓器，油浸式變壓器呈現(xiàn)出一下特點：

（1）式變壓器低壓繞組除小容量采用銅導(dǎo)線以外，一般都采用銅箔繞抽的圓筒式結(jié)構(gòu)；高壓繞油組采用多層圓筒式結(jié)構(gòu)，使之繞組的安匝分布平衡，漏磁小，機械強度高，抗短路能力強。

（2）鐵心和繞組各自采用了緊固措施，器身高、低壓引線等緊固部分都帶自鎖防松螺母，采用了不吊心結(jié)構(gòu)，能承受運輸?shù)念嵳稹?/p>

（3）線圈和鐵心采用真空干燥，變壓器油采用真空濾油和注油的工藝，使變壓器內(nèi)部的潮氣降至最低。

（4）油箱采用波紋片，它具有呼吸功能來補償因溫度變化而引起油的體積變化，所以該產(chǎn)品沒有儲油柜，顯然降油浸低了變壓器的高度。

（5）由于波紋片取代了儲油柜，使變壓器油與外界隔離，這樣就有效地防止了氧氣、水份的進入而導(dǎo)致絕緣性能的下降。

（6）根據(jù)以上五點性能，保證了油浸式變壓器在正常運行內(nèi)不需要換油，大大降低了變壓器的維護成本，同時延長了變壓器的使用壽命。

2 變壓器異常運行和常見故障成因分析

（1）油溫異常。正常負荷及正常冷卻情況下，變壓器的油溫不斷升高，其主要原因有：①由于渦流或夾緊鐵芯用的穿芯螺栓絕緣損壞，使變壓器油溫升高，渦流使鐵芯長期過熱而引起硅鋼片間壞后，使穿芯螺栓與硅鋼片短接，這時有很大的電流通過穿芯螺栓，使螺栓發(fā)熱，也使變壓器的油溫升高。②繞組局部層間或匝間短路，內(nèi)部接點有故障，接觸電阻加大，二次線路上有大電阻短路等，均會使油溫升高。③過負載、環(huán)境溫度過高，冷卻風扇和輸油泵故障，散熱器閥門忘記打開，滲漏油引起油量不足等原因都會造成變壓器溫度不正常。

當發(fā)現(xiàn)變壓器油溫較高時，而其油溫所應(yīng)有油位顯著降低時，應(yīng)立即加油。加油時應(yīng)遵守規(guī)定。如因大量漏油而使油位迅速下降時，應(yīng)將瓦斯保護改為只動作于信號，必須迅速采取堵塞漏油措施，并立即加油。變壓器油位因溫度上升而逐漸升高時，若最高溫度時油位可能高出油位指示計，則應(yīng)放油，使油位降至適當高度，以免溢油。

（2）油色、油位異常。變壓器內(nèi)部故障及各部件過熱將引起一系列的氣味、顏色的變化：①瓷套管端子的緊固部分松動，表面接觸面過熱氧化，會引起變色和異常氣味。②變壓器漏磁的斷磁能力不好及磁場分布不均，引起渦流，會使油箱局部過熱引起油漆變色。③瓷套管污損產(chǎn)生電暈、閃絡(luò)會發(fā)出奇嗅味，冷卻風扇、油泵燒毀會發(fā)出燒焦氣味。④吸潮過度、墊圈損壞、進入油室的水量太多等原因會造成吸濕計變色。⑤發(fā)現(xiàn)油內(nèi)含有炭粒和水分，油的酸價增高，閃點降低，隨之絕緣強度降低，易引起繞組與外殼的擊穿。

（3）滲漏油。變壓器運行中滲漏油的現(xiàn)象比較普遍，主要原因有：①油箱與零部件聯(lián)接處的密封小良，焊件或鑄件存在缺陷，運行中額外荷重或受到震動等。②內(nèi)部故障使油溫升高，引起油的體積膨脹，發(fā)生漏油或噴油。檢查油質(zhì)，應(yīng)為透明、微帶黃色，由此可判斷油質(zhì)好壞。油面應(yīng)符合周圍溫度標準線，如油面過低應(yīng)檢查變壓器是否漏油等。油面過高應(yīng)檢查冷卻裝置使用情況，是否有內(nèi)部故障。

（4）鐵芯故障。鐵芯故障大部分原因是鐵芯柱穿心螺桿或鐵輪夾緊螺桿絕緣損壞而引起，其后果可能使穿心螺桿與鐵芯迭片造成兩點連接，出現(xiàn)環(huán)流引起局部發(fā)熱，引起鐵芯局部熔毀。也可能造成鐵芯迭片局部短路，產(chǎn)生渦流過熱，引起迭片間絕緣層損壞，使變壓器空載損失增大，絕緣油劣化。

運行中變壓器發(fā)生故障后，如判明是繞組或鐵芯故障應(yīng)吊芯檢查。首先測量各相繞組直流電阻并進行比較，如差別較大，則為繞組故障。然后進行鐵芯外觀檢查，再用直流電壓、電流表法測量片間絕緣電阻。如損壞不大，損壞處涂漆即可。

（5）瓦斯保護故障。瓦斯保護是變壓器主保護，輕瓦斯作用于信號，重瓦斯作用于跳閘。下面分析瓦斯保護動作原因及處理方法：①輕瓦斯保護動作后發(fā)出信號。其原因是：變壓器內(nèi)部有輕微故障；變壓器內(nèi)部存空氣；二次回路故障等。運行人員應(yīng)立即檢查，如未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)進行氣體取樣分析。②瓦斯保護動作跳閘時，可能變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障，引起油分解出大量氣體，也可能是二次回路故障等。出現(xiàn)瓦斯保護動作跳閘，應(yīng)先投入備用變壓器，然后進行外部檢查。檢查油枕防爆門，各焊接縫是否裂開，變壓器外殼是否變形；最后檢查氣體可燃性。

變壓器自動跳閘時，應(yīng)查明保護動作情況，進行外部檢查。經(jīng)檢查內(nèi)部故障外部故障(穿越性故障)或人員誤動作等引起，則可不經(jīng)內(nèi)部檢查即可投入送電。如差動保護動作，應(yīng)對該保護范圍內(nèi)設(shè)備進行全部檢查。

此外，變壓器著火也是一種危險事故，因變壓器有許多可燃物質(zhì)，處理不及時可能發(fā)生爆炸或使火災(zāi)擴大。變壓器著火主要原因是：套管破損和閃落，油油枕壓力下流出并頂蓋上燃燒；變壓器內(nèi)部故障使外殼或散熱器破裂，使燃燒著變壓器油溢出。發(fā)生這類事故時，變壓器保護應(yīng)動作使斷路器斷開。若因故斷路器未斷開，應(yīng)用手動來立即斷開斷路器，拉開可能通向變壓器電源隔離開關(guān)，停止冷卻設(shè)備，進行滅火。變壓器滅火時，最好用泡沫式滅火器，必要時可用砂子滅火。

3 結(jié)語

總之，油浸變壓器的故障不僅僅是某一方面的直觀反映，它涉及諸多因素，有時甚至?xí)霈F(xiàn)假象。因此，只有進行詳細測量和綜合分析，才能準確可靠地找出故障原因，判明事故性質(zhì)，提出較完備的合理的處理辦法，使故障盡快得到消除，進而使變壓器達到健康運行水平。

[1]倉艷玲.變壓器異常運行和常見故障原因分析[J].寧夏機械，2009，（3）.

[2]董其國.電力變壓器故障與診斷[M].北京：中國電力出版社，2001.