電力變壓器常見故障分析及預防

保定供電公司 張 　昆

電力變壓器常見故障分析及預防

保定供電公司 張 昆

電力變壓器是電力系統中最為重要的設備之一，它能否安全穩定的運行直接關系到整個電網的安全運行。因此對電力變壓器故障進行分析、預防以及在線監測，不僅可以提高變壓器運行穩定性，還對整個電網的安全穩定性提高有著重要的意義。本文首先對電力變壓器可能出現的各種故障類型進行了分析，并歸納總結出了每種故障的特點，給出了相應的預防措施。

電力變壓器；故障預防；故障預防

1　 研究背景及意義

變壓器是電力系統中最重要的設備，用途非常廣泛，升壓、降壓及配電等都要用到變壓器，電力變壓器是電力系統中的一個重要組成部分。從當前來看，我國電力系統正發生著巨大的變化，電壓等級不斷升高，電網規模不斷擴大，作為電能運輸樞紐的電力變壓器更是發揮著重要和關鍵的作用。

由于電力變壓器價格昂貴，結構復雜，其運行環境和安全與電力系統的安全性息息相關，一旦出現故障可能會給電力系統和電力用戶帶來重大的影響，所以在日常對變壓器故障的預防及診斷顯得尤為重要。為了保證電力變壓器的正常運行，除了日常的維護保養和巡視外，還需要運用高科技技術手段對變壓器的故障進行有效的預防、診斷與監測，以便及時發現故障，及時進行故障維修處理，以保證變壓器乃至整個電力網絡正常安全運轉。

2　 變壓器故障類型

2.1 絕緣故障

2．1．1 絕緣故障分析

電力變壓器在日常運行中，其絕緣材料在高熱、氧化、電磁、機械受力等因素的影響下會逐步失去原有的機械強度和良好的電氣性能，變得沒有彈性，脆弱，顏色發黑等。若在此時，老化的絕緣層產生過大的振動或人為破壞，就很容易造成機械損壞、短路等問題，也極易發生繞組匝間短路故障，從而引起變壓器故障，電網停運中斷等問題。

目前生產生活中，較為廣泛使用變壓器的絕緣和冷卻的方式主要是油浸式，所以絕緣油的老化問題是重中之重，不能忽視。變壓器運行過程中，空氣會與由相接觸，空氣中所含的水分會逐步被絕緣油所吸收，變壓器的絕緣油和冷卻油也極易吸收溶解大量空氣，加之變壓器油通常工作在很高的工作溫度下，會在油中通過化學反應產生各種酸性的氧化物，這不僅僅會使得油變質加劇，還會讓一些金屬部件加速被腐蝕損壞。絕緣油一旦老化變質，很容易使變壓器發生故障的幾率大為升高，影響變壓器乃至整個電網的運行安全。

2．1．2 絕緣故障解決及預防措施

為降低因絕緣的老化原因而造成變壓器發生意外事故的幾率，最大限度使變壓器的使用命延長，提高整個電網投資的高效性，必須嚴格將變壓器的運行溫度控制在一個安全的范圍內。就目前而言，采用的方法主要是使用溫度計來監測變壓器的頂層油溫度。當氣溫很高的時候，由于用電設備的增加，變壓器往往會超載運行，這時便有必要加強監測的力度，密切關注油溫的上升速度及趨勢，掌握住變壓器負載的變化，如果在長期的高負荷運的轉狀態下，就要采取有效措施避免因為變壓器過熱而造成故障。再者，采用合適方法有力確保變壓器的散熱風扇、循環水泵等部件始終處于良好的運行狀態是十分重要的。

在條件允許的情況下，還可以利用紅外熱成像技術等高新技術，對運行了多年的超載變壓器，進行紅外技術進行診斷分析，以掌握變壓器的運行溫度變化趨勢分布，及早的發現變壓器異常的征兆，從而有效的減少各類事故造成絕緣老化的幾率。

預防變壓器的絕緣油和冷卻油油質劣化的措施，主要是測量變壓器的介質損耗，再利用諸如氣相色譜法等方法分析變壓器潛伏性故障的存在。氣相色譜法是一種不需要設備停運情況下就能靈敏得監測出故障隱患的方法，常常被認為是監測充油變壓器是否正常運行的重要手段之一。

2.2 鐵芯故障

2．2．1 鐵芯故障分析

由于聲音不正常、油變質、溫度升高，變壓器內部的問題，有輕微的噼啪聲。產生這種現象的原因主要是由于鐵芯迭片的絕緣或者核心導電材料的表面遭到某種原因的破壞，并導致鐵芯出現損壞。除此之外，變壓器鐵芯中的缺片因素，鐵芯的油道內或者夾件下面發生松動，鐵芯的緊固零件不牢而松動，都會產生出不正常的噪聲。這些原因的產生往往是由于在制造不精或檢修過程中沒有裝配質量很高的元器件，例如接地夾子沒有完全夾到位或者接地不良等。

2．2．2 鐵芯故障的解決及預防措施

可以采用測量鐵心對地面的絕緣電阻的大小的方法，看絕緣墊子的大小是否符合規定，然后再對外觀做一次細致檢查，看是否存在明顯開裂等物理缺陷，也可采取加直流電壓的測量方法來測量絕緣電阻。此外，做負載測試，測量空載損耗是否過大。操作人員從變壓器運行聲音盡快找到一個類似的問題，檢查測試，防止形成接地短路事故。

2.3 套管的短路故障

2．3．1 套管的短路故障分析

套管由于損壞，裂縫，漏油等原因，容易造成短路故障。套管在外力的作用下造成損傷，或者由于套管的密封不嚴，絕緣受潮都會引發套管的短路故障發生，套結垢嚴重，或套管操作過程中遭受人為破壞，也將造成套管的短路故障。

2．3．2 套管短路故障解決及預防措施

對套管進行外部檢查是一種很好的方法，目的在于觀察是否瓷套出現裂縫，縫隙中是否存在污穢結垢。此外還可以用搖表檢查測量套管的絕緣電阻的值，對比阻值是否滿足相應要求。對于檢查出套管出現了裂紋等故障時，應及早進行治療。對于受損十分嚴重的地方，可以采用安裝套管外套，避免人為投擲雜物造成的破壞。對于套管受潮應防患于未然及早對套管進行干燥處理，破損十分嚴重已無法使用的套管應及時更換新套管，經過密封性，機械性檢查合格后，方可安裝。安裝時要注意各個觸點螺絲要緊固，防止接觸不良。此外，還要監測變壓器絕緣油油位的變化，絕對不允許出現少油甚至無油運行。

2.4 分接開關故障

2．4．1 分接開關故障分析

分解開關故障主要是由于分解開關位置不準確或者接觸不良造成的，這會導致分接開關接觸表面受熱或灼傷而產生放電現象。一旦分接開關出現局部過熱，或者局部放電都會產生嚴重的后果。分解開關由于在結構和裝配上出現缺陷，例如彈簧的壓力不足等原因同樣也會引起故障的發生。

2．4．2 分接開關故障解決及預防措施

可以用搖表測量絕緣電阻的阻值，若出現電阻值很大，則證明出現了故障。也可以將電阻值和出廠值或者有記錄的前幾次電阻值進行對比，如果差別很大，則很有可能出現了觸頭故障。如果檢測出輸出電壓及電流不穩定或者分解開關嚴重過熱，應及時進行維修檢測和重新試驗。

2.5 小結

變壓器的運行、維修、檢測、日常維護過程中，我們不應該錯過任何細節，并盡可能發現和消除缺陷。并進行記錄和分析，總結各類變壓器故障及其處理方法，不斷總結經驗，提高水平，以確保變壓器的修理和維護，變壓器長期，安全，高效，穩定運行。不僅要嚴格按照有關規定與技術標準做好變壓器運行前的檢查與試驗，防患于未然。還要有良好的定期運行維護，其運行維護主要包括：1)保持瓷套管及絕緣子清潔。定期清理變壓器上的污垢，檢查套管有無閃絡放電，接地是否良好，有無斷線、脫焊、裂紋等現象。2)檢查冷卻系統和變壓器油。檢查散熱器有無滲漏、生銹，同時應檢查變壓器油位，油色。3)保證電氣連接良好。4)對變壓器線圈、套管及避雷器的介質損耗角進行檢測。5)每年檢查避雷器接地可靠性，檢查接地電阻阻值、引線用符合規定，無短股現象。6)變壓器定時大、小修，在運行中發生異常情況時，可以及時大修。應考慮將在線監測系統應用于最關鍵的變壓器上，同時在線監測系統應與專家系統結合起來對變壓器絕緣進行預測、把變壓器故障消滅于萌芽階段

[1]王長昌,李福祺,高勝友．電力設備的在線檢測與故障診斷．電力設備的在線監測與故障診斷[M]．清華大學出版社,2008．

[2]林海．500KV變壓器故障診斷分析與預防[J]．科技與生活,2012(23)．

[3]劉輝．電力變壓器故障分析與診斷預防措施[J]．中國電子商務,2012(19)．

張昆（1990-），男，天津人，主要從事電氣設備絕緣監督工作。