淺析電力變壓器故障原因分析及處理措施

陳林

（大唐平羅發電有限公司，寧夏 平羅 753409）

電力變壓器是電力系統當中的主要的裝置，可應用于眾多領域中，是整個電網當中的一個主要構成部分。目前我國輸電線路電壓等級變化巨大，由高壓220kV逐步邁入超高壓330～750kV、特高壓1000kV交流、±800kV直流以上門檻， 電位差級別進一步提升，對整個供電系統提出更嚴格的要求。

因為電力變壓器價格較高，其構造也相對復雜，電力變壓器正常運行就顯得尤為關鍵。為了確保電力變壓器的安全運行，不僅平時要進行定期的檢修保養與巡查，還應當利用先進的技術措施對電力變壓器的故障實施行之有效的預防措施、排查及檢測，可以在第一時間找出故障，并且對存在的故障做出維修處理，用來保障變壓器，讓電力系統中各種電壓的變電設備整體安全可靠運行。

1 變壓器故障類型

1.1 絕緣故障

（1）絕緣故障分析。電力變壓器在正常的工作過程中，受到銅、鐵耗產生的熱量、電磁力、氧化反應等因素的影響，變壓器內絕緣油、絕緣材料在熱和電的作用下，會逐步老化、原來具備的電氣、機械及化學特性隨老化程度而改變，絕緣材料出現失去彈性、易碎易折、顏色發黑等情況。假設在這個時候，老化的絕緣層因電動力引起振動幅度過大以及人為損壞的情況發生，將特別容易產生設備損壞、短路等情況，也還很容易出現繞組匝間短路的問題，進而導致變壓器出現故障，電網出現停止運行甚至會有中斷的現象出現。

對于大型電力變壓器，現如今大多數采用油進行絕緣與散熱，發電廠應用大型變壓器（廠高變、主變、聯變、電抗器）的絕緣及冷卻基本都采用油浸式強迫油循環或自然循環方式，因此絕緣油、絕緣材料的老化情況是亟待解決的難題，應當予以高度重視。變壓器油與油里面的固態樹脂與合成樹脂（熱塑性樹脂和熱固性樹脂）在正常運行過程中由于電、熱、氧化以及局部電弧等各個原因作用會慢慢變質，分解成碳與氫各為四價及一價原子及CO2、CO等氣體大多數在變壓器油里面進行溶解；在變壓裝置里面有著潛伏性太熱與放電情況將提高產氣的速度，伴隨著安全隱患的逐漸出現，分解出來的氣體產生泡在油里面通過擴散，將會逐漸與油融為一體。把變壓器油拿到實驗室里面實施色譜分析，不但不遭到現場繁瑣電磁場的影響，同時能夠找到油裝置里面許多用介損與部分放電方式所無法造成的部分過熱等劣勢，能夠給電力變壓器狀態檢修提供決策依據和輔助分析。

（2）絕緣故障防治作業與解決對策。為了科學合理的降低因為絕緣的老化原因而產生的重大事故，應當嚴格將電力變壓器的溫度掌握在一個規定的范疇里面。就現如今的實踐狀況而言，采取的方法重點是安全的壓力方法、同心式和交疊式溫度計來測量電力變壓器的頂部油溫，聯啟備用冷卻裝置投入運行，降低變壓器溫度。在環境氣溫過高時，引起變壓器溫度較高，這個時候一定要強化監測的強度，觀察油溫的上漲速率與態勢，牢牢把握變壓器負載的變化情況，假設在長時間的高負荷工作運轉的狀況下，就應當采用科學合理的策略規避由于變壓器太熱而出現的故障。其次，采取行之有效的方式有力保障變壓器的冷卻裝置、潛油泵等設備一直處在良好的工作狀態是特別關鍵的，例如在低負荷段對冷卻裝置進行沖洗、檢修等。

目前國內新投運的大型變壓器已陸續安裝變壓器油氣體在線監測裝置，其是一種不需要變壓器停止運行就可以靈活計算檢測出安全隱患的方式，通過在線檢測、收集油中氫氣，一氧化碳、乙炔和乙烯等主要特征氣體綜合值，獲取完善、連續的變壓器油中氣體數據，可反映絕緣油、絕緣材料在電、熱作用下的老化后油中產生的氣體數值變化趨勢，還可利用計算機建立監測數據庫，對變壓器絕緣老化狀態、趨勢進行對比分析、評判，對變壓器運行狀態進行綜合評估，制定出更加合理的檢修策略。

1.2 鐵芯故障

（1）鐵芯故障分析。因為聲音與平時有所不同、油變質、溫度上升，變壓器內部的問題，設備運行時出現磕碰聲。造成上述情況的因素重點是因為鐵芯迭片的絕緣和核心導電材料的表面收到許多因素的影響，同時使得鐵芯造成損耗甚至損壞。另外，變壓器鐵芯里面的缺片原因，鐵芯潤滑油進入油孔的通道里面和夾件下方出現松動情況，鐵芯緊固連接的機械零件不牢固而產生松動情況，都將出現非正常的噪聲。上述情況的出現通常是因為在生產過程中安裝、檢修工藝水平不高或采用了質量不高的元器件引起，比如接地夾尚未徹底夾到位還有接地較差等。

（2）鐵芯故障防治作業與解決對策。能夠運用測量鐵芯對絕緣電阻值大小的方式，檢查絕緣部件規格是否符合標準、外觀有無出現裂紋或開裂等物理情況發生，還能夠采用加直流電壓的檢測方式來檢測絕緣電阻。針對箱體里面的異常物品、其中絕緣發霉與破損、油箱里面積累油泥、鐵芯多點接地種類的安全隱患，能夠經由定時檢測鐵芯接地電流來測量，接地電流一般應控制在100mA以下。除此之外，進行負載檢測，檢測由于空載所造成的損耗是否超過標準。應從電力變壓器運行時發出的聲響在第一時間找出差不多的問題，接著對其實施檢查測試，防止造成接地短路的現象出現。

1.3 套管的短路故障

（1）套管的短路故障分析。電力變壓器套管是變壓器外部的關鍵絕緣裝置，變壓器某一電壓值相對應的電氣線路的一組線匝的引出線應當穿過絕緣套管。因電壓等級不同，絕緣套管有純瓷套管、硅橡膠套管、充油套管和電容套管等形式。套管因為破損，開裂、漏油等因素，可能會出現短路問題。套管在外力的作用下產生破損，或套管塑封性較差，絕緣受潮將產生套管的內部短路問題的出現，套管外表面污穢、結垢現象不斷趨于嚴重化，并且在套管控制過程當中由于存在人為因素的損壞，此外，還將致使套管外部造成短路的現象。

（2）套管短路故障防治作業與解決對策。對套管實施外部檢測，一是依據電廠所在地區測定的環境污區等級，核算套管爬電比距是否大于環境污區分級及外絕緣選擇要求的爬距，在嚴重污穢地區運行的變壓器，可考慮在瓷套涂長效防污閃涂料等措施。二是檢查瓷套有沒有出現開裂的情況，在其外表面、縫隙當中有沒有污穢、結垢。除此之外，還能夠用搖表進行檢查測量套管的絕緣電阻的數據，與電阻數值是否可以達到規定的標準相比較。針對檢測出套管產生裂縫等安全隱患的時候，需要在第一時間內進行修理。針對遭到損壞特別多的位置，能夠運用裝配套管外套，預防人為隨意將雜物亂丟亂棄所造成的破壞。對于套管受潮現象需要在禍患出現以前就加以預防，在第一時間內對套管做出干燥，損失現象極其嚴重已經無法正常運用的套管需要在第一時間內替換新的部件，經過密封性、機械性的檢測，其結果達到標準之后方可安裝。在安裝的時候應當注重所有觸點螺絲應該緊固，預防接觸不良的情況發生。除此之外，還應該檢查套管絕緣油油位的改變，斷然不可以產生缺油以及無油運行的情況。

1.4 分接開關故障分析及處理措施

分接開關故障重點是因為分接開關定位有誤、切換時間過長或接觸不良出現的，由此將會使得分接開關接觸表面過熱、灼傷而導致出現放電情況，只要分接開關產生過熱或部分放電均會出現嚴重的后果。分接開關在結構、制造、安裝、調試過程中存在的隱患，例如彈簧的壓力較低等隱患都將會造成安全事故的出現。使用電橋測量全程的直流電阻和變比，使用開關測試儀對切換順序、時間進行測定，將測量數據及出廠數據以及有記錄的以往的數據做出比較，假設差異較大，那么需要對彈簧狀況、觸頭表面鍍層及接觸情況、分接引線是否斷裂及緊固件是否松動、切換到位情況進行檢查，均需要在第一時間實施維修、檢測，重新試驗合格后方可投運。

1.5 日常保養與維護

（1）保證瓷套管與絕緣外部的清理整潔。按時處理變壓器當中的污垢，檢測套管里面是否存在閃絡放電現象，接地狀況正不正常，有沒有出現斷線、脫焊、開裂等現象。

（2）檢查冷卻散熱設備是否存在滲漏、生銹的情況發生，并且需要檢測變壓器油位，油色、油質情況。

（3）確保電氣設備連接情況正常，無過熱現象。

（4）每年在規定時間點檢測避雷器接地安全性，檢查接地電阻阻值、引線用達到標準，沒有短股情況。

2 結語

變壓器的運行、維修、檢測、日常維護過程中，工作人員不可以避免所有細節，同時盡最大努力查找并解決問題。同時做出記錄與分析，梳理總結所有變壓器故障以及解決措施，不斷總結經驗，強化能力，用來保證變壓器的修理與檢測，變壓器長期，可靠，高效，平穩工作。