干式變壓器常見故障及處理方法

呂曉磊

摘 要：西安地鐵1#2#線均采用西安西變廠家的主變壓器，降壓變電所中負責向220/380V低壓系統供電的動力變壓器。由于處于城市區域的地下或深人城市公共環境中，全部采用干式變壓器。本文介紹了干式變壓器常見的故障及處理方法。

關鍵詞：牽引供電；干式變壓器

我國新建設的地鐵供電系統，擁有自己的主變電所，由主變電所向牽引變電所、降壓變電所和牽引降壓混合所供電，形成完整可靠的供電系統，以確保地鐵系統的安全運行。地鐵供電系統一般采用環氧樹脂澆注式干式變壓器作為動力變壓器和牽引變壓器。了解干式變壓器的故障及處理方法有著重要意義。

一、干式變壓器分類

變壓器一般可按浸漬式干式變壓器、環氧樹脂澆注式干式變壓器、纏繞式干式變壓器進行分類。地鐵供電系統一般采用環氧樹脂澆注式干式變壓器作為動力變壓器和牽引變壓器。

二、變壓器常見的故障及處理

（一）變壓器絕緣電阻下降

1、原因分析。澆注式干式變壓器繞組多是由樹脂澆注而成，導體材料密封在其中，因此其絕緣電阻的下降大多是由繞組表面凝聚水汽、積聚灰塵或者是部分絕緣材料受潮引起。

2、處理方法。清潔繞組表面，表面水蒸氣凝露用干布擦拭，自然風干就可以恢復。可采用白熾燈、加熱器等烘干及加裝風機通風等方法處理。可斷開干式變壓器三相的連接中性線（零排），用兆歐表確定問題出在哪一相，再仔細查找處理。

（二）變壓器鐵心多點接地

1、原因分析。（1）外部因素：鐵心絕緣鐵軛、鐵心穿心絕緣筒等絕緣材料，由于凝露或受潮大大降低絕緣性能導致鐵心出現低阻性多點接地；變壓器在運行中鐵心的漏磁使附近空間產生弱磁性，吸引了周圍的金屬粉末和粉塵，如果長期沒有維護清潔會引起鐵心多點接地的發生；由于運行維護不當，長期過載、高溫運行使硅鋼片片間絕緣老化，鐵心局部過熱嚴重，片間絕緣遭破壞造成多點接地。（2）內在因素：選用的硅鋼片質量有問題，如硅鋼片表面粗糙不光滑，銹蝕嚴重、絕緣漆涂層附著力差而脫落，會造成片間短路，形成多點接地；硅鋼片加工工藝不合理，如毛刺超標，剪切造成片間短路；硅鋼片疊片疊張時壓力過大，損壞了片間絕緣等等。

2、處理方法。從維護方面出發可以分為兩個步聚：（1）根據現場變壓器狀況分析，判斷處理外部因素影響的多點接地故障。干式變壓器因長期停用或沒有密封，積塵、受潮或凝露，可先對鐵心表面進行清理后采用多個太陽燈對鐵軛進行烘烤，或是在條件允許情況下，可采用空載法進行烘烤。要做好安全防護工作，將其變壓器高壓側開路，低壓側通額定電壓，所需時間較短。如果排除絕緣件受潮影響原因后，若其絕緣電阻仍為零可用交流試驗裝置對鐵心進行加壓，當故障接地點不牢固，在升壓的過程中會出現放電點，可根據相應的放電點進行處理。（2）采用逐級排查方法處理內在因素造成的鐵心接地故障。通常使用直流、交流法對鐵心多點接地故障點進行查找，檢查時應該從上鐵軛開始，拆除穿心螺桿后測試鐵心對地絕緣電阻。如故障不在穿心螺桿則需拆除上鐵軛的緊固螺桿，使鐵軛與鐵心分離后繼續測試鐵心對地絕緣電阻以判斷故障點。由于干式變壓器三相高低壓線圈是由下鐵軛承托，如果要拆除下鐵軛測試其絕緣電阻難度很大，且對大容量干式變壓器拆鐵軛現場檢修條件不具備。為了盡量不返廠處理，對此故障可采用電容放電沖擊法、交流電弧法、大電流沖擊法（采用電焊機）。

（三）變壓器跳閘故障

1、變壓器送電跳閘。原變壓器高壓二次柜電流保護裝置設定的整定值偏小，因為變壓器在空載狀態合閘，瞬間引起的勵磁涌流可達額定電流的6～8倍，甚至更高，零序電流值偏高，延時整定值相對偏小，若高壓開關柜變壓器綜合保護裝置的整定值偏小，則需按繼電保護規程重新整定。

（四）變壓器異常噪音

變壓器正常運行時，會發出連續均勻的“嗡嗡”聲，如果運行聲音不均勻或者有其他特殊響聲，即為運行不正常，根據聲音的不同查找出原因，及時進行處理。

1、原因分析。（1）電壓問題。電網發生單相接地或電磁諧振時電壓升高，會使變壓器過勵磁，響聲增大且尖銳，直接嚴重影響變壓器的噪音。（2）風機、外殼、其他零部件的共振問題。風機、外殼、其他零部件的共振將會產生噪音，一般會誤認為是變壓器的噪音。（3）安裝的問題。底座安裝不好會加劇變壓器振動，放大變壓器的噪音。（4）懸浮電位的問題。干式變壓器的鐵軛槽鋼、壓釘螺栓、拉板等零部件在漏磁場的作用下各零部件之間產生懸浮電位發出放電響聲，往往誤認為是變壓器高壓或低壓繞組在放電。

2、處理方法。（1）使用準確的萬用表對其低壓輸出側電壓進行測量并判斷出系統電壓高，在保證低壓供電質量前提下，合理選擇高壓側分接頭調低電壓。（2）緊固松動外殼鋁板（或鋼板），將外殼板固定好，對變形的部分進行校正；檢查變壓器其他零部件，如絕緣支座、零序電流互感器CT等是否松動并緊固。（3）對原安裝方式進行改造，變壓器小車下面加防震膠墊，車輪可靠止動，可解決部分噪音。（4）懸浮電位放電不會對變壓器正常運行造成大的影響，可以在停電檢

（五）繞組過熱

1、原因分析。變壓器繞組過熱可分為發熱異常型、散熱異常型和異常運行過熱故障。發熱異常型為變壓器制造質量方面原因。散熱異常型通常為配電室通風不良、變壓器器身積灰多及環境溫度高等多種因素會導致繞組溫度過高。異常運行過熱常為長期過負載或事故過負載運行、變壓器的溫升通常隨著負荷的增大而升高，而變壓器的實際溫升又決定了變壓器的壽命，因此，需要盡量降低變壓器繞組的運行溫度。

2、處理方法。及時調整負荷運行方式，降低變壓器負載，跟蹤記錄變壓器繞組的溫度。增加配電室的通風效果，降低環境溫度，以便于變壓器的散熱。檢修時用吹塵器徹底清掃變壓器繞組、鐵心上的積灰，有利于變壓器散熱。實施技改，加裝變壓器冷卻裝置。通過溫控儀自動控制斜流風機來給繞組、鐵心散熱。將溫控儀啟停風機出廠整定值調整到符合現場實際的溫度范圍。

三、結語

干式變壓器較同容量油浸變經濟節能且便于維護，在目前地鐵供電行業占有很大的比重，它的安全可靠運行，是地鐵運營的先決條件。

參考文獻：

[1]邊曉燕，周歧斌，符楊.有限長同軸電纜電容的數值計算方法[J].高電壓技術，2009，35（8）：1920-1926.