500kV變壓器內部故障的分析和探討

胡賓

摘 要：現階段變壓器的種類非常的多，按電壓分有高壓變壓器和低壓變壓器，在發電廠及大型變電站中，比較常見的是500kV的高壓變壓器。不過，高壓變壓器經常會出現一些故障，但不管出現什么樣的故障，都會對變壓器帶來一些影響，嚴重時甚至導致電力系統出現問題，無法正常工作，本篇文章主要針對高壓變壓器內部的故障進行分析及探討。

關鍵詞：500kV變壓器;內部故障;分析;探討

高壓變壓器出現的內部故障一般都是變壓器油箱當中出現問題，由于故障的現象不一樣，所以可以把高壓變壓器的內部故障劃分成為放電故障和過熱故障這兩種形式。在電力系統當中，變壓器屬于非常重要的一個設備，若長期出現故障問題，會影響到電力系統的正常運行。因此，變壓器的維修人員一定要重視對變壓器故障的維修工作，并且需要對所有的故障問題進行診斷分析，及時找到故障原因，然后對其進行維修處理，避免由于變壓器的原因導致電力系統無法穩定的進行工作。

1. 500kv變壓器內部故障的分類

1.1高壓變壓器內部放電故障

在高壓變壓器當中，放電故障根據放電量的大小來確定故障的具體情況，主要可以將其劃分成為局部、火花和電弧三種。首先是局部放電，剛開始時為低能量的放電，在電壓的作用下，絕緣結構內部的氣隙、油膜或導體的邊緣發生非貫穿性的放電。一般來說變壓器導體中絕緣體被橋接從而出現了放電現象，經常會出現在導體周圍，不過有時候不會發生在導體周圍。例如在高壓變壓器當中的某個零件出現絕緣問題的時候，那么就會導致其向外放電，就會出現局部放電的問題。其次是火花放電故障，屬于低能量放電故障，具有間歇性，一般這種問題都會出現在變壓器中高電位的導電體中，有的時候還會出現在等電位的相接觸部件附近。這種火花放電的問題主要的特點就是，故障的現象比較小，而且烴含量也會比較少。最后一種是電弧放電，屬于高能量放電，多為繞組匝層間絕緣擊穿、引線斷裂、對地閃絡或分接開關飛弧等。在高壓變壓器當中，電弧放電的問題在任何位置都可能出現，而在出現這樣故障的時候，會導致變壓器當中出現很多的氣體，因這些氣體沒有融入油中，會導致氣體在不斷地進行聚集，氣體就會一直上升，進入到繼電器中，此外還會使變壓器中的油出現故障，嚴重時甚至發生變壓器爆炸事故。

1.2高壓變壓器內部過熱的故障

高壓變壓器內部過熱既是變壓器常見故障，也是影響變壓器具體功能和運行穩定的重要因素。因其電壓比較大、結構較為復雜，經常會出現過熱的現象，也會因過熱導致出現很多的故障。過熱的故障也可以分為很多種，如繞組過熱、引線過熱、漏磁過熱和鐵心過熱等等問題，下面就來詳細說明下這些故障的原因。第一繞組過熱，當變壓器繞組材料質量不高時，會出行險過多的負荷和電阻，變壓器運行時產生發熱現象，使內部油溫提升;第二引線過熱，主要是導引線出現分流，在套管上形成電流的熱效應，進而在接頭上出現發熱集中情況，因而引線過熱的情況一般都會發生在套管上面。第三漏磁過熱，在高壓變壓器當中，在繞組中出現的磁通很多都不會進入到繞組的當中，沒有貫穿繞組的地方就屬于漏磁通，高壓變壓器因為自身的漏磁通密度比較高，也會導致出現局部過熱的現象。最后就是鐵心過熱，主要是發生多點接地時，在鐵心中會產生渦流，鐵損增加，鐵心局部過熱。若長期不處理，可能會導致油及繞組過熱，油紙絕緣出現老化，進而導致鐵心的絕緣層出現老化的情況，最終導致鐵心燒毀事故。

2. 高壓變壓器內部故障因素的分析

2.1高壓變壓器內部放電故障的因素分析

在解決變壓器內部放電問題的時候，因為放電故障的放電量不同，所以對于這些故障的解決方法也是不一樣的。首先，對于局部放電問題，在高壓變壓器當中內部出現局部放電的情況一般都是由于電氣設備的絕緣位置出現問題，絕緣結構內部的氣隙、油膜或導體邊緣發生非貫穿性的放電稱為局部放電。局部放電的原因主要有油中存在氣泡或固體絕緣材料中存在空穴或空腔、金屬部件或導電體之間接觸不良引起放電、受外界環境影響油中出現雜質導致油中析出氣泡等引起放電。

其次，火花放電問題，一般來講，火花放電不會很快引起絕緣擊穿，主要反映在油色譜分析異常、局部放電量增加等。主要因素有懸浮電位引起火花放電、油中雜質引起火花放電;當內部金屬部件由于結構上的原因或運輸過程中造成接觸不良或斷開，處于高壓與低壓電極間并按其阻抗形成分壓，則會產生對地的懸浮電位，油在懸浮電位作用下分解出大量特征氣體。另外油中雜質會畸變油中電場，容易引起放電發生及發展，油在高場強下游離分解出氣體，進而促使發生火花放電。

最后，電弧放電問題，為高能量放電，常以繞組匝層間絕緣擊穿為多見，其次為引線斷裂或對地閃絡和分接開關飛弧等。電弧放電由于放電能量密度大，產氣急劇，易使絕緣紙穿孔、燒焦或炭化，使金屬材料變形或熔化燒毀，甚至發生爆炸事故，這種事故一般事先難以預測，也無明顯預兆，常以突發的形式暴露出來。

2.2高壓變壓器內部過熱的因素分析

在高壓變壓器運行過程中，一般都是來自鐵心和繞組導致變壓器溫度升高，因為鐵心多點接地或繞組中額外負荷的提升導致溫度提高，這樣的損耗也會導致熱量的提高，并且還會使鐵心和繞組等零部件出現溫度提升的情況。當超過一定溫度之后，那么就會出現過熱的問題，若溫度沒有降低而是不斷地在進行升高，過高的熱量就會導致變壓器中的零部件出現損壞的情況。

在變壓器故障當中，過熱故障屬于非常嚴重的一個問題，這種故障在初期的時候不會像放電故障一樣。但在發現初期沒有對其進行解決，那就會導致溫度無法得到控制，從而使輕度發熱問題變成嚴重過熱問題，常伴隨著特征氣體從緩慢到快速增長的現象。這種過熱的故障會從低溫逐漸的變成中溫再到高溫過熱，進而導致出現設備問題，嚴重時還會發生事故損壞變壓器，所以一定要重視變壓器過熱的問題。

結束語：總的來說，在高壓變壓器當中，內部故障的類型是比較多的，而且出現故障的原因也不一樣。所以，對于高壓變壓器當中的故障來說，一定要結合變壓器工作的實際狀況，再配合使用全新的故障檢測的技術手段，這樣才可以更加全面的對變壓器中的故障進行分析和判斷，然后根據故障的原因制定出相關的解決方法，從而確保高壓變壓器安全穩定的進行工作。

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