水電站檢修中變壓器故障技術分析

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。當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。變壓器利用了互感原理，采用多種元件實現了電能升降壓處理，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、開關故障即接地故障等。此外，變壓器內部的線路連接也會出現故障。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極大地提升了發電效率。但是隨著人們用電量的增加，水電站的設備運行負荷量也不斷增加，導致變壓器經常出現故障。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，所以當一些機器出現設備老化的問題時不能夠及時發現，設備運行故障率比較高，變壓器耗損比較嚴重[2]。

（2）選型不當。實際上，水電站選擇變壓器時，應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備運行時對設備造成損害，影響發電量。

（3）控制失誤。由于工作人員對變壓器理解的不到位，未使用科學的方法控制變壓器，造成變壓器內部損害比較嚴重。分析內部結構可知，如果變壓器工作時耗損量較大，那么變壓器內部元件的磨損率就會上升，從而降低了設備運行效率，導致變壓器故障經常的發生。分析外部結構可知，電氣控制系統調度速率不好，線路內電能傳輸的電流就會下降，從而使線路輸電的利用率降低。大部分水電站比較注重收益，對工作人員的技術要求較低。

3 水電站變壓器常見的故障及解決辦法

（1）開關故障。最常見的就是開關位置錯移或者接觸不暢，或者是開關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。開關是控制變壓器運行重要的部件。工作人員在檢查開關設備時，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原因導致變壓器故障的產生，并更新開關來解決故障。

（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。總結經驗可知，設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，會造成整個系統的不穩定。針對此故障，相關人員要及時安排補油、填補變壓器。當發現有較大的滲漏問題出現時，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，焊接好開關接頭，以防短路。

（4）雷擊故障。雷電的電位過高，就會導致變壓器外部過電壓，進而造成變壓器內部繞組主絕緣擊穿。雷擊現象是不可控的，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，及時處理接線、絕緣及開關等問題。

（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，從而出現多點接地的現象。或者是鐵芯與夾板之間有金屬等導電的物體，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 論

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