變壓器運行中的異常現象與故障處理

齊劍飛

摘要：變壓器作為電力系統中重要的電能轉換裝置，在供電系統中占有重要地位。變壓器作為變電站中工作時間最長的設備，在運行過程中會出現很多異常狀況和故障，這些故障將直接影響到電網運行的安全性和可靠性。文章對220kV變壓器運行過程中出現的異常現象進行了分析，并針對相關故障提出了應采取的處理措施。

關鍵詞：變壓器；異常現象；故障處理；電力系統；變電站；電力設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM407 文章編號：1009-2374（2015）35-0115-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.057

變壓器作為電力系統運行的重要組成部分，其是否能夠正常運行直接關系到電力系統穩定運行與否。所以變壓器的故障處理以及異常現象問題研究對整個電力系統的穩定運行至關重要。因此，開展電力系統中的變壓器異常故障研究和分析，探討具體故障處理措施，對改善電力系統的安全穩定運行情況具有十分重要的意義。本文采用通過常規的變壓器異常現象分析，然后采用具體實例分析在變壓器運行過程中的故障問題以及處理措施，為相關研究者提供必要參考意見。

1 變壓器故障成因分析

變壓器的結構相對較為簡單，主要包含了鐵芯、散熱器、溫度計等，一旦發生變壓器故障很可能引發電弧放電現象，造成電器燃燒、電力系統短路等問題，所以對變壓器的故障成因分析對故障檢測、故障處理等具有十分重要的作用，主要從下面六點進行變壓器故障成因分析：

1.1 生銹原因

變壓器的線路干擾可以說是一種常見的異常現象，其異常現象主要表現為線路故障、電壓峰值變化等。線路故障作為變壓器運行過程中發生頻率最高的故障之一，必須在日常處理的時候引起足夠的重視，生銹原因是造成線路故障的主要原因，在進行線路檢查的時候必須加強這方面的檢查。一旦變壓器元件生銹，電力運輸很可能出現電路故障。

1.2 雷擊原因

變壓器在運行過程中遭受到雷擊很容易發生保護失效，同時極易發生安全事故。目前雖然遭受的雷擊很少，這也得力于在變壓器上裝置避雷器的結果。

1.3 絕緣老化原因

絕緣老化作為變壓器運行過程中出現異常現象以及故障的重要原因，絕緣老化故障的發生幾率相對較高。變壓器的一般使用壽命為40年，這期間很容易出現絕緣老化，一旦變壓器發生絕緣老化，則會急速縮短使用年限，降低實際使用壽命。

1.4 變壓器質量原因

變壓器的質量和制造工藝是變壓器安全穩定運行的重要保障，高質量的變壓器故障很少，而且很少會出現焊接不良，極少出現線頭松動或者箱內出現殘留異物等問題。對一些質量和制造工藝造成變壓器故障運行異常的幾率較小，但是在實際運行中也應考慮到這一點。

1.5 變壓器超長負荷作業原因

變壓器工作過程中往往存在著超負荷作業問題，變壓器作業承受負荷過載，管理人員在工作中往往出現只要線路穩定傳輸，電力傳輸系統正常運行就沒有必要引起注意。因此這種比較容易忽略的問題造成了變壓器大部分經常承受超負荷作業，并且還會使得整個線路高溫引起絕緣老化。

1.6 設備保護以及維護力度不足

變壓器投入使用之后必須加強維護，因為在高負荷運行狀態下變壓器極易出現安全隱患，很可能出現腐蝕問題或者其他因素的故障報錯問題。那么在進行設備維護的時候，必須進行日常檢修，做好檢修日志，方便故障出現之后維修人員進行故障預判。另外變壓器若在運行的時候出現故障，那么就必須判斷是否出現了鐵芯故障或者繞組故障，檢查的時候應該對吊芯進行全面檢查。

2 變壓器運行的異常現象

2.1 變壓器內部油溫升高超出許可范圍

220kV變壓器的絕緣耐熱等級相對較高，一般來說220kV變壓器線圈絕緣部分能夠達到極限溫度105℃。通常變壓器運行的時候，為了進一步保障絕緣體正常條件下不會過早劣化或者變壞，盡量將溫度控制在85℃左右。正常條件下會出現油溫不斷上升，能夠判定變壓器內部可能產生了故障。產生這種變壓器內部油溫升高主要可能是繞組匝間或者層間出現短路，還可能由于在穿芯螺桿絕緣損壞和硅鋼片短路造成硅鋼片短路或者硅鋼片間絕緣損壞。

2.2 變壓器內部聲音異常現象

變壓器內部的聲音均是非常均勻的，若聲音出現不均勻或者聲音變大，那么這些都屬于變壓器的不正常現象。工作的時候，聲音比較大而且非常嘈雜，很大一部分原因都是鐵芯造成的。變壓器內部還會出現“吱吱”的聲音，主要是由于變壓器內部線圈局部的放電現象。若出現這些現象應該及時停止變壓器工作，檢查鐵芯是否完好，檢查帶電部位對地面距離高度是否符合相應標準。變壓器中若出現不均勻的爆裂聲音，則可能是變壓器內部絕緣部分發生了擊穿現象。此時應該立刻停止運行，若變壓器發出了均勻的“哇哇”聲，很可能是由于電網產生過電壓，如中性點造成了不接地電網出現單相接地或者鐵磁共振。另外也可能由于變壓器過負荷造成，需要根據實際情況來判定電網工作情況和運行方式，若減少變壓器負荷問題或者變壓器損壞問題能夠確保其安全穩定運行。

2.3 變壓器向外滲油異常現象

變壓器向外滲油屬于一種非常常見的故障，其原因可能由于膠墊接線樁頭、膠墊不密封且無彈性、高壓套管基座流出線樁頭。另外，變壓器閥門系統還可能存在著墊閥膠材質安裝不良、放油閥精度不高、螺紋位置出現滲漏等問題。

2.4 變壓器內部油溫和油色異常

變壓器出現故障的時候，往往都可能伴有急速的油溫變化和油色變化，同樣的運行狀況下，若溫度較之平常溫度高10℃左右或者出現負載溫度不斷上升，那么則可以判斷是變壓器內部出現異常問題。變壓器油色異常是通過色譜分析法來進行分析和研究，檢查的時候需要開展變壓器放油、吊罩檢查。檢查發現相線圈的鋼壓圈和壓緊螺栓之間的陶瓷出現碎裂，可以發現此處有較為明顯的放電痕跡。另外還可能出現的故障異常為：檢查過程中出現鋼壓圈和鐵芯之間連接紫銅片燒斷；載調壓分接開關和鍍銀接觸頭變黑，在接頭處有明顯的過熱現象；線圈墊塊出現部分位移或者脫落，在箱底部有脫落的絕緣墊。

3 變壓器故障處理策略

3.1 變壓器溫度過高處理

變壓器溫度過高，一方面為繞組過熱造成故障，另一方面由于引線故障造成了變壓器短路或者局部過熱。處理繞組過熱故障時，利用雙螺旋結構替換低壓繞組結構然后達到對繞組保護作用。處理引線故障的時候，應該要分開開關和引線，并且確保引線銜接正確，從而有效避免因為接觸不良而造成連接松動和發熱。

3.2 變壓器鐵芯故障處理

變壓器鐵芯故障造成變壓器內部聲音異常，變壓器的鐵輪夾緊螺桿和鐵芯柱的穿心螺桿絕緣損壞會造成變壓器鐵芯故障。當220kV變壓器發生故障的時候，變壓器的鐵片和螺桿短路，使得鐵片和螺桿之間產生環流熱造成鐵片之間的絕緣材料融化損壞，引起絕緣介質惡劣化。變壓器運行過程中確定為鐵芯故障，那么就必須對故障進行排除。另外還應加強工作過程中的故障檢測，測量變壓器繞組間的電流情況，若繞組間的直流電阻阻值差異較大，則說明繞組之間存在著故障。同時檢測的時候還應加強對鐵芯外觀檢測和測量，測量其絕緣電阻，若出現損毀嚴重則應及時更換鐵芯。

3.3 繞組故障處理

變壓器出現繞組接地、匝間短路、繞組接頭短接故障以及繞組間斷線均屬于變壓器的繞組故障。造成這種故障的原因很多，因此處理繞組故障的時候要根據電力系統運行實際狀況而定。例如變壓器在運行的時候雜物落入繞組里面，則會造成繞組溫度升高，從而導致繞組絕緣部位溫度升高或者出現老化。

3.4 變壓器瓦斯故障處理

日常處理瓦斯事故主要有兩種辦法，針對瓦斯故障處理的時候，必須對故障原因進行分析，然后采取針對性措施給予處理：（1）瓦斯出現報警信號。若變壓器瓦斯繼電器進水或者部分內部元件出現松動則很容易出現保護回路故障，引起輕瓦斯保護出現報警信號。一旦出現故障報警信號，則必須在瓦斯繼電器處采集氣樣，并且將其送往試驗單位進行分析；（2）瓦斯保護動作故障處理。變壓器內部出現嚴重故障，必然會造成變壓器在短時間內分解出大量的氣體。一旦變壓器出現重瓦斯保護動作，立即停用該變壓器，并對其故障問題進行檢修。檢查時，要對出現故障的變壓器外殼進行檢查，檢查是否有外殼損壞，并對焊接處的裂紋情況進行評價。若對變壓器進行詳細檢查，判斷若不屬于內部故障，那么就很可能屬于外部短路故障或者跳閘引起，此時在進行檢查的時候還應加強外部裝置檢查。

4 案例分析以及處理

某220kV變電站，#1主變采用差動保護裝置，其本體重瓦斯出口跳#1主變三側開關。#1主變保護測控屏上發：差動保護信號、本體重瓦斯、本體輕瓦斯、PT回路異常等信號。變壓器經過檢查之后，發現在本體瓦斯繼電器內部有大量的可燃性氣體，判斷結果為主體內部故障引起。結合主變吊罩檢查和油枕進行解體情況檢查，檢查事故主變油、氣采樣化驗結果和電氣試驗結果，綜合多方面的檢查結果進行分析得出：在油枕側面大蓋密封圈的安裝中存在著一定的質量問題，而且還可能存在著油枕密封不嚴密，出現向內部滲水問題，另外針對高壓C相繞組匝間絕緣受潮而造成繞組匝間絕緣擊8穿短路。維修過程中，將對#1主變油枕做出相應改動，并更換油枕的密封圈，然后將密封圈壓實，避免密封圈出現封閉不到位的情況。改造時，由于某些原因造成對油枕不能夠拆蓋檢查，若未及時發現事故則很容易導致事故，要及時進行故障檢查和處理。

5 結語

變壓器故障作為電力系統最為重要的故障，變壓器是否能夠穩定運行直接關系到整個電力系統的安全。針對變壓器故障，維修人員在工作中要加強日常檢查，并制定出相應故障處理對策，從而保障變壓器安全穩定運行。

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（責任編輯：黃銀芳）