干式變壓器常見故障分析及處理方法

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近年來，為滿足我國社會經濟的穩定發展，保障人們的生產、生活需要，電力行業的發展也在不斷擴大，干式變壓器作為電力系統中常用的設備，其常見故障分析和處理方法越來越受大家的重視。干式變壓器屬于交流變壓器，主要由硅鋼片組成的鐵芯和環氧樹脂澆筑的線圈組成，不需要將鐵芯和繞組浸漬在絕緣油中，用于澆筑的環氧樹脂具有較好的耐熱性、防火性好、無污染、電絕緣性和附著性強等特點，所以干式變壓器在正常工作時一般不會有泄漏和助燃等問題的發生，定期的維護、保養工作相比來說也是較少，適用于防火要求高的場所，如住宅樓、機場、倉庫等。在電力系統正常運行時，需要安排專業檢修人員定期對干式變壓器進行維護，查看其工作狀態是否正常，謹防因長時間工作出現零件損壞和線路老化等問題出現，破壞電力系統的正常運轉[1]。

1 干式變壓器常見故障分析及處理方式

1.1 干式變壓器鐵芯溫度過高

本文以某發電廠為例，其電力系統中采用的干式變電器于2010年4月正式投入工作，表1為該干式變電器的具體參數，在2019年6月巡檢人員使用紅外線溫槍的時候，發現該干式變壓器鐵芯的溫度達到121 ℃，溫升超過了鐵芯的設計溫度，但變壓器溫控器沒有報警。為可以了解鐵芯的溫度變化情況，對鐵芯進行了每月一次的溫度監測，并進行記錄，表2為干式變壓器鐵芯溫度統計表，最高溫度達到了139℃，隨后通知檢修部門進行停電檢查，由于溫度過高，已經導致鐵芯的表面絕緣漆有多處開裂、破損，如圖1所示為干式變壓器鐵芯表面漆損壞情況。

表1 干式變壓器參數

表2 干式變壓器鐵芯溫度統計表

圖1 干式變壓器鐵芯表面漆損壞情況

1.1.1 鐵芯溫度過高故障原因分析

干式變壓器鐵芯溫升異常故障有以下四個主要原因：一是干式變壓器長時間的過載運轉，摩擦生熱是鐵芯溫度過高的因素之一。二是因為干式變壓器的鐵芯是由硅鋼片組成，硅鋼片的質量不合格也會引起溫度過高，硅鋼片質量不過關會導致干式變壓器工作長時間超負荷工作，致使其過度摩擦引起的鐵芯溫度異常。三是干式變壓器的散熱系統出現問題，致使其變壓器工作時不能正常散熱引起的鐵芯溫度異常。四是干式變壓器長時間實際運行電壓超出額定電壓，如果電力系統正常工作時電壓過大，會出現鐵芯溫度異常的情況。

綜上所述，檢修人員對鐵芯溫度過高問題進行逐一排查，該干式變電器運轉負荷為額定負荷的80%，所以不存在過載運轉的情況，故排除第一種情況；檢查是否為變壓器構件質量是否過關，檢修人員上報管理部門，由采購部門向硅鋼片制造商詢問后得知，該干式變壓器的硅鋼片質量完全符合相應標準，材料等級很高，故排除第二種情況；然后檢修人員對該干式變壓器散熱系統進行查驗，散熱器運轉正常，故排除第三種可能；最后查看電廠的運行電壓統計表，最低電壓達到了17000V持續工作，該變壓器的額定電壓為15640V，運行電壓嚴重超出了銘牌上額定電壓，導致干式變壓器鐵芯長時間負荷運轉，對鐵芯的消耗較大，導致鐵芯的溫度過高。

1.1.2 鐵芯溫度過高故障處理方法

綜上所述，已經找到該干式變壓器鐵芯溫度過高的具體原因，是由于實際運行電壓長時間超過額定電壓導致的。為解決這一故障問題，保障電廠電力系統的穩定運行，該電廠必須重新采購所需配件，以電力系統正常工作時電壓最高情況為基礎，對干式變壓器重新整改設計，增大該變壓器正常運轉時的額定電壓，最后檢修人員通電試機，再正常運轉一段后，再定期進行溫度檢測統計，觀察鐵芯溫度是否回歸正常運轉時的溫度參數范圍[2]。

1.2 干式變壓器內部有異常響動

干式變壓器的異常響動是電力系統中的常見故障之一，隨著干式變壓器長時間運轉，變壓器的超負荷運轉時有發生，這樣就會使變壓器各構件運行都處于長時間過載運行，最后導致異常響動問題的發生。另外，干式變壓器的內部零件多，其中一個零件如果老化、受損，干式變壓器也同樣會發出異常響動。

以某發電廠為例，巡檢人員在日常巡檢時聽見廠內一干式變壓器運行時出現異常響動，故判斷該干式變壓器出現故障，立即通知檢修人員進行檢修，檢修人員首先從感官上判斷出異響的大概部位，隨后進行停電檢修。

1.2.1 內部異常響動故障原因分析

干式變電器內部出現異常響動故障有以下四個原因：一是干式變電器的分接頭松動，從而使該變壓器長時間過載運轉，高強度的運轉導致該變壓器發生異常響動。二是干式變壓器內鐵芯固定件松動。三是干式變壓器內鐵芯沒有接地。四是干式變壓器內長時間沒有進行清理保養，導致套管表面污漬增多，出現噪音。

綜上所述，檢修人員對該干式變壓器發出異響部位進行逐一排查，最終發現為第一種情況，分接頭松動未及時發現，導致的該干式變壓器內部發出異常響動。

1.2.2 內部異常響動故障處理方法

維修人員針對該干式變壓器分接頭松動情況，首先要穿好防護措施，然后檢查分接頭的檔位連接和電阻狀態，再根據檢查結果對分接頭進行緊固處理。

1.3 干式變壓器外部有異常響動

干式變壓器除上述內部異常響動故障外，也有外部異常響動的現象發生，和內部異常響動一樣，檢修人員也要從感官上判斷出異響的大概部位，再進行停電維修。

1.3.1 外部異常響動故障原因分析

干式變電器外部出現異常響動故障有以下六個原因：一是干式變壓器長時間運轉或過載運轉，致使變壓器正常工作時超過自身工作負荷運轉，而引起的異常響動。二是干式變壓器實際運行時工作電壓高于額定電壓，工作電壓過高易發生過勵磁現象，致使該變壓器運轉異常，而引起變壓器發出異常刺耳的聲響，嚴重影響變壓器的使用壽命。三是缺相運行。這一現象是干式變壓器正常運行是有發生的故障問題，同樣會使干式變壓器發生過勵磁現象。四是低壓側短路或接地導致變壓器外側有異常響動。五是干式變壓器的構件之間產生懸浮電位現象，一般來說，干式變壓器出現懸浮電位現象不會影響其正常運轉，但是由于變壓器構件為美觀和防銹會噴涂一層金屬漆，可能會存在構件間的連接不充分，再加上漏磁場的影響作用下，而引起的該變壓器出現懸浮電位，出現變壓器外部異常響動。六是干式變壓器在安裝時，安裝位置不合理、安裝方法不規范或變壓器安裝位置地板不穩、過薄等，導致變壓器安裝位置出現空隙，引起變壓器共振噪聲現象。

1.3.2 外部異常響動故障處理方法

經過維修人員逐一檢查，該干式變壓器產生外部異常響動現象的原因，上述問題均存在，為解決該變壓器異響問題，具體解決措施如下所示：

一是增加該電廠干式變壓器數量，根據變壓器的額定電壓合理分配每個變壓器的運行負荷，避免變壓器過載運轉的情況發生。

二是對該電廠正常運轉時的工作電壓適當調低，并使用萬用表測量低壓側電壓情況，若所測數值高于該干式變壓器額定電壓，就是發生了過勵磁現象。針對這一現象，檢修人員要通過提高分接檔位，以此來消除過勵磁現象，恢復干式變電器正常運轉的聲音。然后根據該發電廠的內部用電情況，適當降低干式變壓器的實際工作電壓，避免實際運轉電壓高于額定電壓。

三是如果干式變壓器出現缺相運行現象，需要檢修人員使用萬用表測量低壓側各電壓的輸出數據，查看是否為正常數值，若電壓輸出異常，檢修人員要立即停電檢修，用測電筆檢查變壓器高壓側電源回來是否有通電，如果不通電，要檢查是否為線路問題，及時更換電線，恢復干式變壓器正常工作。

四是檢修人員要用萬用表檢查變壓器低壓側電壓數值，如有問題及時解決短路或接地的情況。

五是干式變壓器出現懸浮電位現象的主要原因就是各零部件表面會有一層漆面保護，隨著變壓器的長時間運轉，會使零件表面涂漆不均，致使各零部件間接觸不夠緊密，產生懸浮電位現象。針對這種情況，檢修人員可以使用刮刀把各零部件的表面漆去除掉，以此保證各零部件間的緊密接觸，從而達到消除懸浮電位的目的。

六是如果干式變壓器出現共振現象，檢修人員首先要檢查固定鋼板、風機等構件的固定螺絲是否松動，如果沒有這種情景，查看鋼板是否有變形，如有變形，需要檢修人員通過工具恢復其原貌[3]。

2 干式變電器的維護與保養策略

干式變壓器在安裝時，要根據其特性安裝在合適的位置，并根據廠家安裝流程和維護要求嚴格遵守進行安裝和維護，如果有特殊零件需要定期維護，必須安裝銘牌說明。某些企業對電力系統要求較高，如果電力系統出現問題會造成巨大損失，這就必須安排專業檢修人員定期對干式變壓器進行巡檢，并每次巡檢做好記錄，一般建議3到6個月檢查一次變壓器，并做出必要的保養工作，如零部件固定螺絲的緊固情況、金屬零部件的腐蝕情況、外部線路是否老化破損、溫度是否異常、絕緣體表面材料有無破損等情況，避免干式變電器發生故障[4]。

3 結語

綜上所述，干式變電器有較高的實用性和適用性，其具有維護方便、安全性高等優勢，但干式變電器如果在采購時不能選取適合企業自身電力需求的變壓器，出現運行電壓過載情況，會嚴重影響變壓器的使用壽命，對企業自身運轉也會造成一定的經濟損失。本文提出的干式變壓器常見故障和處理方法、維護方法，以期提高我國電力系統的健康、穩定發展。