水電站檢修中變壓器故障技術(shù)分析

吳 偉

（廣東水電二局股份有限公司，湖南 桃江 413400）

1 變壓器工作原理

鐵心（或磁心）和線圈是變壓器的重要組成部分。變壓器中線圈通常是由兩個或者兩個以上組成的，且線圈中接著電源的是初級線圈，其他是次級線圈。如果想要變換交流電壓、交變電流和阻抗，那么就要用到變壓器。當(dāng)初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器利用了互感原理，采用多種元件實現(xiàn)了電能升降壓處理，如圖1所示[1]。

圖1 變壓器工作原理

2 水電站主變壓器故障的成因

水電站中，變壓器會遇到各種各樣的故障，其中常見的故障包括絕緣故障、開關(guān)故障即接地故障等。此外，變壓器內(nèi)部的線路連接也會出現(xiàn)故障。因此，變壓器維修的難度非常大。

（1）檢修不足。水電站中變壓器的出現(xiàn)極大地提升了發(fā)電效率。但是隨著人們用電量的增加，水電站的設(shè)備運行負荷量也不斷增加，導(dǎo)致變壓器經(jīng)常出現(xiàn)故障。由于水電站對于變壓器的管理制度不夠完善，對一些機器的檢修力度不足，所以當(dāng)一些機器出現(xiàn)設(shè)備老化的問題時不能夠及時發(fā)現(xiàn)，設(shè)備運行故障率比較高，變壓器耗損比較嚴重[2]。

（2）選型不當(dāng)。實際上，水電站選擇變壓器時，應(yīng)選擇符合要求的變壓器，以便工作時能夠更好地控制。如果設(shè)備選型不符合要求，就會使變壓器的耗損量增加。例如，大水電站選用小型變壓器，小水電站選用大型變壓器。這種選擇方式會在設(shè)備運行時對設(shè)備造成損害，影響發(fā)電量。

（3）控制失誤。由于工作人員對變壓器理解的不到位，未使用科學(xué)的方法控制變壓器，造成變壓器內(nèi)部損害比較嚴重。分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，如果變壓器工作時耗損量較大，那么變壓器內(nèi)部元件的磨損率就會上升，從而降低了設(shè)備運行效率，導(dǎo)致變壓器故障經(jīng)常的發(fā)生。分析外部結(jié)構(gòu)可知，電氣控制系統(tǒng)調(diào)度速率不好，線路內(nèi)電能傳輸?shù)碾娏骶蜁陆担瑥亩咕€路輸電的利用率降低。大部分水電站比較注重收益，對工作人員的技術(shù)要求較低。

3 水電站變壓器常見的故障及解決辦法

（1）開關(guān)故障。最常見的就是開關(guān)位置錯移或者接觸不暢，或者是開關(guān)觸頭表面由于長期的使用造成損傷及相間觸頭放電或各分接頭放電。開關(guān)是控制變壓器運行重要的部件。工作人員在檢查開關(guān)設(shè)備時，要觀察仔細，不漏掉任何絲線、螺絲等部件的檢查，重點考慮是否為開關(guān)原因?qū)е伦儔浩鞴收系漠a(chǎn)生，并更新開關(guān)來解決故障。

（2）滲漏故障。變壓器常見故障之一就是滲漏，并且其對變壓器的損傷也比較嚴重。總結(jié)經(jīng)驗可知，設(shè)備滲漏故障最主要的原因是對油位的控制不到位，破損范圍會隨著時間的推移不斷擴大，長期的故障運行，會造成整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定。針對此故障，相關(guān)人員要及時安排補油、填補變壓器。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有較大的滲漏問題出現(xiàn)時，可以對漏洞的地方進行焊接，并對焊接的位置進行檢查[3]。

（3）繞組故障。該故障主要有匝間短路、繞組接地、相間短路、斷線及接頭開焊等。這些故障都會造成變壓器內(nèi)部線路運行不通暢，如果處理不及時就會造成變壓器短路、線路燒毀等問題。解決繞組故障時，要檢查每一條線路，使用萬用表對線路進行測量，對沒有電壓的線路要重點檢查和更換；做好接地保護，焊接好開關(guān)接頭，以防短路。

（4）雷擊故障。雷電的電位過高，就會導(dǎo)致變壓器外部過電壓，進而造成變壓器內(nèi)部繞組主絕緣擊穿。雷擊現(xiàn)象是不可控的，也是造成水電站變壓器故障的原因之一。遭遇雷擊故障后，檢修人員需及時查看變壓器工作狀態(tài)，及時處理接線、絕緣及開關(guān)等問題。

（5）接地故障。鐵芯夾板穿心螺栓套管在損壞時會與鐵芯接觸，從而出現(xiàn)多點接地的現(xiàn)象。或者是鐵芯與夾板之間有金屬等導(dǎo)電的物體，在電磁力的作用下形成“金屬橋”，引起多點接地。處理變壓器接地故障，就要檢查鐵芯與夾板之間是否存有異物，要及時清理，避免造成線圈的燒壞，必要時可對鐵芯進行干燥處理[4]。

4 結(jié) 論

水力發(fā)電是一種環(huán)保的發(fā)電方式。隨著社會的不斷發(fā)展，人們對電量的需求不斷增加，因此要求發(fā)電站持續(xù)安全平穩(wěn)的發(fā)電。變壓器是發(fā)電站重要的組成部分。為了使水電站持續(xù)地發(fā)電，需要減少變壓器的故障，及時對變壓器進行檢修。