變壓器的故障模式及影響分析

邢廣勤

摘要：故障模式與影響分析式經過深入分析設備主要部件各種可能發生的故障模式還有它后果，確定設備各部件對設備整體系統性能的影響。論文在對電力變壓器進行深入分析之后，對各組成部分所有可能的故障形式，還有故障后果進行了分析。

關鍵詞：變壓器? 故障模式? 影響分析

分類號：TM417

電力變壓器通常是由器身、絕緣油、非電量保護、測試裝置、冷卻系統、套管、油枕還有分接開關等主要部分組成，它各部分的故障模式、故障后果主要有下面這幾種。

一、鐵芯故障

鐵芯由很多層的硅鋼片組成。變壓器的鐵芯只能有一個接地點，做為正常的工作接地，來限制鐵心的電位和流過的電流;若鐵芯有兩個或者多個點接地，當鐵芯內的磁通發生變化時候，就會有感應循環電流的產生;接地的點越多，循環電流越多。這些循環電流致使負載損耗加大并且溫度升高。循環電流足夠大，接地片被燒壞，這就致使重大故障發生。鐵芯多點接地缺陷故障的類型有：鐵軛螺桿卡扣太長，與鐵軛墊片發生碰撞，形成新接地點;內部絕緣紙板脫落或者損壞;鐵件、焊條、短鋼絲等金屬異物在油箱內部形成短路。變壓器內部油泥太多，附著在鐵芯零件上因此把它絕緣強度降低，降到零時既形成多點接地的現象。硅鋼片防護不符合標準，長時間受潮，表面銹蝕相對于比較嚴重，氧化膜或者漆膜發生脫落，致使多點接地;鐵芯的制造工藝不科學，比如鉆孔太多、剪切不均勻等等，有細小金屬顆粒或者堅硬的非金屬顆粒，疊層壓力不均勻;變壓器長時間過載之時片間絕緣速老化，將鐵芯的某一部分嚴重過熱，致使片見的絕緣體損壞從而多點接地[1]。

二、分接開關故障

有載調壓變壓器在電力系統當中有著很重要的效果。它不僅可以穩定系統中樞點的電壓，還是連接電網、調整潮流分布與優化無功分配的不能缺失的關鍵設備。有載分接開關的故障特有：手動操作正常，但就地電氣操作拒動;切換開關不能操控它動作方向;遠方拒動，就地電氣操作是正常的;操作時間變長;開關位置與操縱機構指示不一致;開關儲油柜油位異常;調壓開關或者開關的固定觸點位置彎曲發生改變，讓變壓器繞組的直流電阻加大、分接開關拒動、形成內部放電;調壓開關有部分放電灼燒痕跡等。分接調壓開關故障的因素有：交流接觸器出于剩磁形成失電延誤，順序開關的故障或者交流接觸器配合不合理;沒有操控電源或者電動機構操控回路發生故障;調壓開關拒動，電容器發生故障;調壓開關與電動機連接處發生脫落;儲能的彈簧變形，拉力變弱，損壞或者卡死;油里發生局部的放電，形成氣體一直在積攢;運行中長時間不工作或者長時間沒有電流經過，靜觸頭的接觸面上粘附的油污導致接觸電阻不穩定;緊固件或者電極處的放電緊固件的不牢靠或者懸浮的電位發生放電[2]。

三、套管故障

變壓器經過套管使繞組引出線和外部系統相連，完成不同電壓等級之間的能量傳遞。繞組的電壓決定了套管的絕緣構造，然而繞組的電流決定了導電部分的截面與接頭結構。普通套管有純瓷型、充油式還有電容式三個類型。套管故障可以分為下面三個種類：①內部放電。形成內部放電的因素有內部絕緣浸漬不良;絕緣整體或者部分受潮;套管末屏接觸不良或者斷線，套管內部電容芯子發生開路產生放電;穿線電纜碰撞內部銅桿形成放電。②外絕緣閃絡。引發外絕緣閃絡的因素有：各種動物接觸外部各帶電部分;絕緣結構不合理;異常過電壓，比如保護變壓器的避雷器失靈，大電流雷擊，雷擊變壓器周圍點造成感應過電壓;外絕緣表層潮濕或者臟污形成濕閃、污閃。③過熱故障。引發過熱故障的因素有：穿線電纜碰撞內部銅桿;絕緣劣質，套管密封不好或者將軍帽密封不嚴，致使絕緣體進水或者是受潮，還有絕緣長時間運行變成電老化、熱老化等等;內部電器連接處接觸電阻變大，主要因素是連接松動或者接觸面金屬氧化;設備超載運行。

四、絕緣故障

油浸式變壓器內絕緣為變壓器油還有絕緣的紙板或者木快等，絕緣材料會遭到電、熱、磁等作用形成分解或者老化，減少了絕緣的強度，導致絕緣故障的發生。變壓器油在使用過程中混入雜質或者水分，絕緣強度降低、介損變大、加快了老化過程。固體絕緣材料具有良好的電氣絕緣能力還有機械特性，可是它的絕緣沒有自恢復性能，只要有電氣灼傷與老化都不可逆轉，老化之后的聚合度和抗氧化的強度都會受到不同程度的影響，與此同時產生成水、一氧化碳、二氧化碳還有糖醛，從而讓絕緣的擊穿電壓降低、絕緣電阻變小、介損變大。損耗變大后會加快變壓器油劣質。

五、油箱故障

油箱就是一個裝變壓器的容器，油箱還起到散熱和冷卻的效果。油箱必須密封良好，焊接技術水平與工藝良好。變壓器油箱的通常缺點是滲漏油。包括密封部位滲漏與焊接部位滲漏，都是因為材料與工藝的因素形成的。在靠近大電流引線與繞組的油箱部位，泄露磁場作用會使油箱局部過熱。因此，當上下節油箱接觸不良的時候漏磁通產生的電位差，會形成放電現象。

六、冷卻裝置故障

變壓器的冷卻裝置有散熱器與冷卻器兩種。散熱器的經常看到故障是散熱器的油滲透，帶有風扇還有風扇的控制回路以及本體缺點。冷卻器的常見故障有：裝置的本體與電氣控制回路故障;密封不良致使的內部絕緣受潮與空氣混入將變壓器瓦斯保護誤動作;如果冷卻器械上粘附很多污垢，所以冷卻器容易過熱損壞[3]。

七、結語

綜上所述：論文對電器變壓器的系統行程還有它的故障進行了詳細的了解，知道了其各組成部位所有可能的故障形式還有故障后果，為進一步定性與定量分析各種故障，對變壓器整體的影響提供理論根據。

參考文獻：

[1]閆艷坤， 張彥. 彈載脈沖變壓器的故障模式及影響分析[J]. 河南科技， 2019， 000（005）：30-31.

[2]劉冰. 關于高速動車組主變壓器故障模式的分析[J]. 信息周刊， 2019， 000（008）：1-1.

[3]陳梅. 基于核密度估計和FTA的電力變壓器早期故障診斷及可靠性分析[D]. 電子科技大學， 2019.

（沈陽中變電氣有限責任公司，遼寧 沈陽? ?110000）