電力變壓器故障缺陷原因分析及措施

馬兆民

【摘? 要】電力變壓器是電力工業中不可或缺的重要組成部分，在發電、輸電、配電、電能轉換和電能消耗等各個環節起著至關重要的作用，電力變壓器的安全運行直接關系到電網的安全與穩定。因此，為了保證電力變壓器的安全穩定運行，進行分析出現故障的原因，并且提出相應的措施予以解決是非常有必要的。

【關鍵詞】電力變壓器;故障缺陷;原因分析

中圖分類號：TM411文獻標志碼：B

1變壓器異常響聲

1.1變壓器有較大而嘈雜的聲音

1.1.1原因

可能是變壓器鐵心夾件的松動問題。夾件或壓緊鐵心的螺釘松動時，電壓及電流儀表一般指示正常，絕緣油的溫度、絕緣油顏色、儲油柜油位也沒有多大變化。

1.1.2措施

應將變壓器停止運行，并進行檢修。

1.1.3案例

某年7月11日，某變電站35kV1號主變（SF7-10000/35/6.3型），在檢修一個月后發現運行聲音有“噠噠”的異常。將該異?，F象上報后，上級決定再次停電解體檢修。將變壓器吊心后檢查發現，由于檢修人員工作疏忽，B相壓板頂碗處有2個螺釘松動。如果在此狀態下長期運行，受電磁力的影響，變壓器繞組會變形;或在增加負荷時，變壓器抗短路能力下降，嚴重時燒毀變壓器[1]。

1.2變壓器運行聲音中夾有水的沸騰聲并發出氣泡逸出聲

1.2.1原因

可能是變壓器繞組有較嚴重的相間短路或匝間短路故障，使其附近的零件嚴重發熱使絕緣油氣化。分接開關的接觸不良、局部點有嚴重過熱或變壓器匝間短路等，都會發出這種聲音。也可能是兩相繞組同時有接地故障。

1.2.2措施

應立即停止變壓器運行，進行檢修。

1.2.3案例

某年10月10日，某變電站35kV2號主變（SF7-8000/35/6.3型），運行時有“咕嚕咕?！睔馀菀莩雎暋＝洔y量及吊心檢查發現，高壓B相繞組2擋分接線與換位處有匝間短路故障，如圖1所示。繞組重繞后，變壓器恢復正常運行[2]。

1.3變壓器運行時夾有不均勻“啪啪”的爆炸聲

1.3.1原因

可能是變壓器器身主絕緣及縱絕緣有擊穿現象，即繞組內部發生短路放電崩燒。

1.3.2措施

應將變壓器停止運行，通過測量各種技術參數判斷變壓器是否需要大修。

1.3.3案例

某年5月15日，某變電站35kV2號主變（SF9-8000/38.5/6.3型），因油枕補油孔處密封不嚴而長時間積水，最終造成C相縱絕緣短路放電。

1.4變壓器運行聲音異常并夾有放電的“嘶嘶”聲

1.4.1原因

可能是變壓器器身或套管發生表面局部放電現象。如果是套管的問題，在氣候惡劣或夜間時，可通過紅外夜視儀也可用眼睛直接觀察電暈輝光或藍色小火花[3]。

1.4.2措施

通過紅外夜視儀觀察，控制接點溫升，發現異常，將變壓器停止運行，清理套管表面的臟污，再涂上硅油或硅脂等涂料。檢查鐵心對地絕緣及各帶電部位對地的距離是否符合要求。

1.4.3案例

某年6月21日，某變電站35kV1號主變（SZ9-6300/38.5/6.3型）35kV系統B相接地，A、C相電壓升高，變壓器35kV側套管爆炸，引線著火，隨即停電。故障后檢查發現，套管內變壓器油大量溢出并著火。故障發生的原因是導電桿與引線焊接處嚴重脫焊，運行時過熱，瓷套管高溫，加之母線過短，導電桿過多受力。

1.5變壓器運行聲音伴有規律且連續的摩擦或撞擊聲

1.5.1原因

可能是變壓器結構的某些部件因鐵心及內部小部件接觸、運行的振動而造成機械摩擦或碰撞。此時，各種測量表計指示和溫度均無異常。這類響聲雖然異常，但對運行沒有多大危害。

1.5.2措施

變壓器不必立即停止運行，可在計劃檢修時檢查并排除存在的問題，并且加強巡視。

1.5.3案例

我單位降耗改造的變壓器中，經常發現鐵心疊片不整齊、松動，片與片之間接縫大，空載電流大。經試驗，證明了這一問題。

2變壓器的溫度異常升高

變壓器溫度比原來同條件時下的溫度高，并有不斷升高的趨勢。這屬于變壓器溫度異常升高故障，與超極限溫度升高故障一樣，是變壓器故障特征之一。

2.1原因

（1）變壓器繞組短路故障，如匝間短路、層間短路、相間短路等。

（2）環境溫度過高。

（3）漏磁或渦流引起箱體發熱故障。

（4）長期過負載。

（5）事故過載。

（6）散熱設備，如風機、油泵等故障。

（7）變壓器鐵心局部短路故障[4]。

2.2措施

如果是變壓器內部故障引起的，應停止運行，進行檢修。變壓器運行時發現溫度異常，應根據不同的原因采取不同的措施予以排除，使溫度恢復正常。

3變壓器噴油爆炸

3.1原因

（1）絕緣損壞：匝間短路等局部過熱、雷擊等過電壓都會造成絕緣損壞，變壓器進水也會使絕緣受潮損壞。絕緣損壞是導致變壓器內部短路故障的基本原因。

（2）斷線產生強弧光：線組導線焊接不良、引線連接松動等隱患處在大電流沖擊下可能會斷路，斷點處產生高溫電弧使油氣化，促使變壓器內部壓力迅速升高。

（3）調壓分接開關故障：分接開關接觸不良、松動等，會造成分接開關動靜觸頭發熱，跳火起弧，也會使調壓段線圈短路[5]。

3.2措施

平時應認真執行巡視檢查制度，故障后應及時報火警，以保證人員和設備安全。

3.3案例

某年3月20日，某變電站2號主變（SFPSLb-40000/38.5/6.6型），因年久失修，色譜化驗分析高溫過熱，絕緣整體老化，發生噴油爆炸。

發生短路故障后，變壓器巨大的內部短路電流和高溫電弧使變壓器油氣化，油箱內壓力急速升高。如果保護裝置未能及時快速分斷電源，故障較長時間持續存在，將使箱體內部壓力持續增高，高壓的油氣從防爆管或箱體其他強度薄弱之處噴出形成事故。如果防爆管不能將壓力迅速釋放，強大的電動力將會使器身撕開，引起變壓器噴油爆炸燃燒[6]。

結語

電力變壓器是電力系統主要的設備之一，主要用于輸配電（即升降壓），在電力長途傳輸中，變壓器擔當著重要的角色。根據運行維護規程，電力變壓器需要定期進行檢查維護，掌握變壓器的運行情況，采取有效措施，把故障消除在初始狀態，保障變壓器的安全經濟運行。

參考文獻：

[1]柴俊嶺.基于關聯氣體和優化支持向量機的變壓器故障診斷[D].西安理工大學，2018.

[2]周妺末.基于DGA分析的電力變壓器多層次分級故障診斷技術研究[D].西南交通大學，2018.

[3]代杰杰.基于深度學習的變壓器狀態評估技術研究[D].上海交通大學，2018.

[4]鄧焱.基于多維信息融合的變壓器狀態評估與故障診斷方法研究[D].華南理工大學，2018.

[5]李云昊.基于紅外成像的嵌入式變壓器故障檢測技術的研究[D].重慶理工大學，2018.

[6]高永利.電力變壓器高壓試驗及其結果缺陷故障探究[J].農家參謀，2018（03）：200.

（作者單位：華電滕州新源熱電有限公司）