變壓器故障與試驗分析

摘 要：變電器是電力設備運行中的一個關鍵設備，主要發揮著電能傳輸、轉換、升降的關鍵任務。日常運行中，變壓器的運行工況受負荷變化、外部環境溫度、地震、保護配置等情況影響較大，變壓器的一些隱性故障容易在過載、內部故障等情況時暴露出來，造成設備故障或燒毀。那么如何分析變壓器的故障，如何通過有效的試驗方法及早發現變壓器的故障，正是本文研究的主要目的。

關鍵詞：變壓器；故障診斷

中圖分類號：TM406 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0103-01

引 言

大型變壓器一般采用強迫油循環風冷冷卻方式，油浸式變壓器在電廠應用廣泛。隨著火電裝機容量的不斷加大，對變壓器的運行可靠性也提出了更高的要求，還有風電、光伏、燃機、光熱等新能源的飛速發展，也對以新能源為輸出的變壓器的運行提出了更高的要求。如何及時發現變壓器故障，有效避免因變壓器損壞造成損失或無法接帶機組負荷，是擺在我們面前的一個迫切需要解決的問題。本文將對變壓器的一般故障進行剖析，并著重從變壓器的試驗方法上論證變壓器試驗在變壓器故障診斷中發揮的作用。

1 概 述

國家電投烏蘇熱電分公司為兩臺33萬的火力發電機組，配置有兩臺主變，兩臺高廠變和一臺啟備變。日常運行中，變壓器的運行與維護是電氣專業工作的重點，變壓器的巡視記錄，保護動作臺賬，相關試驗記錄等為我們分析變壓器故障，提供了很好的數據支持。同時結合變壓器的相關試驗數據分析，可以幫助我們及時發現變壓器的異常，避免因變壓器故障引發事故。

2 變壓器常見故障分析

2.1 變壓器油溫異常

變壓器在正常運行中，經常發生油溫的異常變化，我廠油溫共有三塊油溫表指示：分別是繞組溫度表1塊，油面溫度表2塊，日常運行中，繞組溫度大于油面溫度，出現油溫異常，根據日常的運行經驗分析原因如下：①變壓器負荷突變，冷卻器未來得及啟動或變壓器長期過負荷運行；②變壓器冷卻系統故障：主要表現在兩方面，一是控制系統異常，冷卻器無法隨變壓器的啟動自動運行或根據油溫變化自動啟動風扇。二是冷卻器本身的問題，表現為冷卻器臟污、漏油、回油不暢、潛油泵異常工作、冷卻器散熱面堵塞等；③變壓器內部故障，匝間、繞組相間短路等；④變壓器鐵芯接地、夾件接地回路異常，形成兩點接地，產生電流回路，油面發熱，溫度升高；⑤主變內部磁場不平衡，漏磁或渦流引起油溫升高。

1.2 變壓器油位異常

變壓器油位計一般為當時環境溫度下的油位指示，所以判斷一個變壓器油位的指示準確與否，環境溫度是一個很重要的參考標準。具體原因分析如下：①變壓器油溫突變引起油位變化；②變壓器因外部漏油，油位下降或因內部油路O型圈破損，變壓器油枕油位持續升高甚至大量冒油；③變壓器油路堵塞，在瓦斯繼電器處也放不出油，判斷為油循環破壞，油位無法代表真實油位；④油位計本身故障。

1.3 變壓器聲音異常

變壓器正常運行時一般有均勻的嗡嗡電磁聲，如發出不連續或其他特殊的響聲，則視為不正常。①變壓器聲音比平常尖銳，這時可結合電壓表來綜合判斷。電網發生過電壓，單相接地或電磁共振時，變壓器過載運行，負荷變化大，又因諧波作用，瞬間會發出“哇哇”或“咯咯”的間歇聲，監視測量儀表的指針發生擺動，音調高、音量大。②變壓器聲音比平時大且有明顯的雜音，但電流、電壓又無明顯異常時，可能是緊固部件松動，導致硅鋼片振動增大。③若變壓器發出“吱吱”聲，則有可能是變壓器局部放電，如變壓器的跌落式熔斷器或分接開關接觸不良等。④若變壓器發出“嘶嘶”聲，則是變壓套管臟污，表面釉質脫落或有裂紋存在。

1.4 變壓器滲漏油

變壓器滲漏油是日常運行中比較常見的一個現象，自投產以來我廠先后發生2號主變潛油泵故障漏油，1號主變回油管路漏油試驗，高備變充油套管法蘭結合面漏油等，漏油原因分析如下：①外部故障漏油，因油箱焊縫問題，高壓套管法蘭漏油，潛油泵法蘭漏油、外部油管漏油；②內部油路因O型圈破損油管內部漏油等。

2 變壓器故障診斷實操分析

2.1 絕緣電阻試驗

變壓器的絕緣電阻試驗是日常中廠用的檢查項目，變壓器停運時間1個月以上，投運前要對變壓器絕緣進行測量，絕緣測量標準是用5000V搖表，對變壓器相間、相對地進行絕緣測量，按1MΩ/1kV，一般變壓器絕緣相對地為∞，相間為0，測絕緣時，注意環境溫度、濕度、搖表的質量問題，對變壓器類的設備還要注意及時放電。

2.2 泄露電流試驗

這個試驗平常做的相對較少，它和絕緣電阻試驗相似，特點是試驗電壓相對較高，用微安表進行監視，它具有高靈敏性，專門用來檢測變壓器高壓側套管是否進水，高壓側套管有無裂紋等

2.3 交流耐壓試驗

變壓器交流耐壓試驗是對被試變壓器繞組連同套管一起，施加超過額定電壓一定倍數的正弦工頻交流試驗電壓，持續時間為1min的試驗。其目的是，利用高于額定電壓一定倍數的試驗電壓代替大氣過電壓和內部過電壓來考核變壓器的絕緣性能。此試驗合格后，變壓器才能投入運行。交流耐壓試驗是一項關鍵的試驗，所以預防性試驗規程中規定變壓器為10kV及以下的在1～5年、66kV及以下的在大修后、更換繞組后和必要時都要進行交流耐壓試驗。

2.4 繞組變形試驗

繞組變形是電力變壓器安全運行的一大隱患。多臺變壓器的實際試驗經驗表明，繞組變形后，絕緣試驗和油的試驗都難于發現，表現為潛伏性故障。近幾年來，對全國110kV的電力變壓器事故統計分析表明，因繞組承受短路能力不夠已成為電力變壓器事故的首要內部原因，嚴重影響電力變壓器的安全、可靠運行。

繞組變形試驗主要有頻率響應法、低電壓電抗法、電容法，可有效發現變壓器繞組變形情況。

3 結束語

變壓器的油質、油溫、油位的異常變化可能預示著變壓器內部的一些故障。日常運行中要加強對變壓器油質、油溫、油位的監視，對變壓器的聲音變化也要心中有數，特別是在變壓器瓦斯或差動保護動作后，更應加強對變壓器的檢查。利用機組大小修的機會，適時開展變壓器相關試驗，定期做好變壓器的油質分析，做好鐵芯，夾件接地部位的電流測試等工作，才能有效降低變壓器故障的發生概率。

參考文獻

[1]《電力變壓器運行規程》（部頒DL/T572-95）.

[2]《變壓器安裝維護使用說明書》.特變電工有限公司.

收稿日期：2018-5-13