電力變壓器故障診斷與狀態檢修方法

楊新兵 禹智華

摘 要：變壓器屬于電能轉換設備，直接影響電力系統運行，所以必須注重電能轉換設備運行狀態監控，預警潛在的故障隱患。作為整個電力系統高效運行的核心關鍵環節，變壓器在電力傳輸中具有重要意義。尤其是隨著電網覆蓋面積逐步拓展，電力變壓器的數量不斷增加。對于發電廠而言，電能主要是通過高壓電線傳輸到各個區域內，變壓器是電力運輸過程中的重要中轉設備，對其設備的連續性、可靠性要求極高，只有保持優良的性能才能更好地確保電力傳輸的安全，最大限度降低由于電力系統故障帶來的損失和不利影響。

關鍵詞：電力;變壓器;故障診斷;狀態檢修;方法

中圖分類號：TM41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）10--02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.051

1 變壓器常見故障類型

1.1 套管故障

在電力變壓器中，套管屬于非常重要的部件，套管一旦出現故障，會直接影響電力變壓器的正常運行。套管發生故障的原因主要有兩個方面。一是使用中強度過大，造成套管損壞。在高壓變電器中固定線路是套管的主要職責，由于外力以及內部電流等影響，電力變壓器時常會發生套管脫釉以及表面出現損壞的情況。二是安裝失誤易造成套管受潮。套管在安裝過程中，工作人員需要保證其固定引線，同時還要做好相應的密封工作。安裝時，由于工作人員安裝失誤，容易造成密封不嚴實的情況，影響安裝質量。當套管的內部和外部相互連接在一起，受到水汽的影響會產生潮濕的情況[1]。

1.2 自動跳閘

在使用電力變壓器的過程中，一些人為因素以及電力變壓器內部的破損容易產生跳閘故障的發生，因此，為緩解及避免故障帶來的損失，電氣企業工作人員應該安排專業人員分析故障，通過科學合理的方式開展檢修工作，保證電力系統的正常運行。如果是人為因素導致的自動跳閘，工作人員在完成檢修后可以繼續使用之前的變壓器，但是如果變壓器內部出現損壞，工作人員要全面檢修電力變壓器，通過排除法確認故障，并結合適合的檢修技術開展處理工作，防止電力變壓器發生不可逆的爆炸事件。

1.3 油溫異常

在配電變壓器運行過程中，鐵芯損壞、變壓器線圈損壞都會將電能轉化為熱能，變壓器線圈和鐵芯持續發熱，導致配電變壓器溫度逐漸升高，造成變壓器內部油溫升高，熱量在傳導至變壓器散熱器中。我國有關規定標準要求，為避免絕緣體的過早老化，配電變壓器溫度需要保持在85 ℃以下，當負荷不變時，配電變壓器油溫超過標準10 ℃并不斷升高時，配電變壓器存在發生故障隱患，造成油溫持續升高的原因主要表現為線圈短路、散熱器散熱功能不好或者配電變壓器內部故障[2]。

2 電力變壓器狀態檢修方法

2.1 電氣類檢測裝置

差動繼電器是通過在變壓器的一次側和二次側安裝了電流互感器，在電流互感器的基礎上通過變壓器匝數和短路事故所出現的電流差值進行工作，差動繼電器開始工作時，一般是變壓器匝間短路出現了故障。

過電流繼電器屬于繼電器保護設備，一般在短路或超負荷的情況下工作。當過流繼電器開始工作時，如果不是變壓器外部出現短路或負荷，就要查看變壓器內部是否出現了短路問題[3]。

2.2 分析絕緣油中的溶解氣體

為緩解和降低電力變壓器出現故障的頻率，工作人員應做好相應的故障診斷。整個診斷可以劃分為幾個時期，在最早期的診斷中，對電力變壓器中的絕緣油故障進行分析是最常見的一種診斷方式。通過分析變壓器中絕緣油的溶解期判斷變壓器是否出現故障，研究數據表明，這種診斷技術早已得到全世界電力企業的認可，不僅如此，在全世界已經開始全面推廣和應用該診斷技術。通過較長時間的實踐探索，當前我國對電力變壓器絕緣油中的溶解氣體進行判斷時，主要方式有比例法、診斷法等，這種方式可以快速、準確地分析電力變壓器發生故障的具體原因。

2.3 油溫異常故障處理策略

變壓器設備在高壓試驗中發生開關組件接觸故障，相應的接觸電阻技術組件會呈現逐步增大的趨勢。因此，應根據電流熱效應原理，誘導其局部熱量消耗較大，引發局部發熱現象，尤其是與金屬直接接觸時會產生短路環流問題。

發生金屬間接接觸的情形時，或者在外力損傷作用造成硅鋼間絕緣體損壞時，同樣會造成短路環流問題，以致造成局部位置發生高熱量問題。電力變壓器設備中異常響聲故障問題的處理策略。在電力變壓器高壓試驗階段，如果出現設備運行異常的現象，相繼會出現響聲“報警”，在發生不同問題情形時，實際所展現出的異常響聲也具有一定的差異性。

為更好地保證技術人員更好地甄別設備內不同部件所產生的異常響聲，應對變壓器設備不同運行技術故障問題進行深入分析，并積累相關經驗，在維修處置時應選用適宜的方式進行處理。變壓器設備接頭組件過熱的技術處理。在變壓器設備的接頭端，多是使用金屬銅材料為主。所以，在外界環境的影響作用下，或者與其他金屬進行不良接觸時也易產生局部過熱的問題，需要相關技術人員采用相關技術進行干預，最大限度控制局部過熱問題。

2.4 利用儀器儀表檢測

變壓器發生故障時，首先檢測變壓器內部的噴油程度與位置，然后結合變壓器的負電情況和電力系統的現狀等采取措施。分析、檢查診斷變壓器內油中的含氣情況、絕緣情況、絕緣油情況等都需要使用專業的儀器儀表，再根據檢測信息判斷故障原因。

2.5 避免配電變壓器自動跳閘

多數情況下，配電變壓器正常運行時，繼電保護器和斷路器裝置不會出現跳閘問題，如果發生故障，配電變壓器保護裝置采取跳閘保護，及時控制故障，減小因故障導致的損失。

發生跳閘情況時，維護人員要及時停止配電變壓器運行，并將跳閘實際情況匯報給調度員，對于造成配電變壓器跳閘的原因進行細致檢查，重新開啟變壓器，觀察變壓器內部是否存在異響聲、短路、火光等現象。同時，重新啟動配電變壓器自動跳閘故障后，要確保配電變壓器內部不存在其他故障的前提下恢復運行，對于無法確定的情況，要停止運行，避免配電變壓器出現燒毀情況。

2.6 解決配電變壓器接地不良問題

配電變壓器接地安裝不規范或不合理時很容易發生雷擊故障，目前，常見接地不良主要體現在兩個方面：第一，變壓器的避雷裝置發生故障，造成電阻升高;第二，配電變壓器低壓側沒有安裝避雷裝置，當雷電擊中變壓器后，會直接造成變壓器損壞。

針對以上問題，處理接地不良問題時，相關工作人員要測量接地線路阻值，并分析造成接地線路阻值增加的原因，根據實際情況，結合設備要求調整設備，或者重新排線，并安裝避雷裝置。

2.7 提高檢測人員技術水平

電力變壓器出現任何問題時，工作人員都應第一時間對其進行檢修。在整個檢修的過程中，要加強操作技術，不斷提高檢測技術才能提升檢測過程中的維修效果。為保持電力企業的長期穩定發展，不斷改進檢修人員的技術水平，定期對檢修人員進行相關培訓，同時提高技術水平，建立綜合技能以及綜合技術較高的團隊，保證該隊伍中檢修人員的職業道德以及技術能力等。

不僅如此，電力企業還應通過擴招的形式招聘高新技術人才。技術人員在檢修過程中要及時分享自己的檢修經驗，更好地傳達實際的檢修以及診斷經驗，方便電力企業總結電力變壓器出現故障的主要原因，有效推進檢修工作。在實際工作中，電力企業還可以建立獎懲激勵制度，為企業的每一位員工提供晉升發展的機會，營造積極、輕松的工作氛圍。

3 結語

電力變壓器在電力輸送的系統中起到了調節樞紐的作用，它可以把一些較高電壓轉化成為可用的電力，從電網系統的角度上看，電力變壓器是不可替代的，它的存在對于整個電網而言非常關鍵。

近年來，電力系統的規模和容量不斷增大，對于變壓器可靠供電和安全運行要求較高，電力變壓器對于電力系統的正常運行具有非常重要的作用，因此要對電力變壓器的故障診斷工作引起足夠的重視。電力變壓器發生故障的原因包括安裝問題和設備老化兩個方面，為實現配電變壓器的平穩運行，需要及時更換老化零件，更新老舊設備，技術人員需要根據不同的故障問題采取相應的措施，確保用戶用電安全和高質量用電。

參考文獻

[1] 劉倩.電力變壓器狀態檢修及故障診斷方法[J].化工管理，2019（17）：152-153.

[2] 李兆豐.電力變壓器狀態檢修及故障診斷方法研究[J].中國設備工程，2019（11）：50-51.

[3] 羅偉明.電力變壓器狀態評估與故障診斷方法研究[D].廣州：廣東工業大學，2019.