變壓器檢修維護(hù)中常見故障分析及處理技術(shù)

侯鵬，張峰

（山東濟(jì)寧圣地電業(yè)集團(tuán)有限公司金鄉(xiāng)金地電力安裝分公司，山東 濟(jì)寧 272200）

變壓器是電力系統(tǒng)中較為常見的設(shè)備，其在應(yīng)用過程中容易發(fā)生故障，應(yīng)采用定期檢修的方式，執(zhí)行常見故障分析操作，以保證變壓器在使用過程中不會(huì)出現(xiàn)問題。它是通過線圈、鐵芯組合而成，其中的鐵芯材料主要是硅鋼片，其線圈中主要是環(huán)氧樹脂，具有不可燃性及絕緣性。所以，變壓器在使用過程中不會(huì)發(fā)生滲漏的問題，但即便如此，若變壓器長期不進(jìn)行維修，也會(huì)發(fā)生故障，因?yàn)閮?nèi)部零件出現(xiàn)問題，使電力系統(tǒng)無法順利運(yùn)行，所以需要對變壓器進(jìn)行檢修及維護(hù)，合理應(yīng)用變壓器的故障處理技術(shù)。

1 變壓器檢修維護(hù)中的常見故障

1.1 聲音異常問題

若變壓器在運(yùn)行過程中，出現(xiàn)機(jī)械構(gòu)件均勻的響動(dòng)是正常的，但若其聲音呈現(xiàn)出不均勻的變化情況，或者存在異常響動(dòng)問題，需要對其進(jìn)行檢查。究其原因，可能是因?yàn)樽儔浩鞯膶?shí)際負(fù)荷增加，所以，使變壓器的負(fù)荷量呈現(xiàn)出不穩(wěn)定的變化，引發(fā)故障。

1.2 跳閘問題

變壓器的常見故障為跳閘。其原因在于，員工的操作方式不正確，或是變壓器內(nèi)部存在故障，導(dǎo)致變壓器發(fā)生跳閘的問題。

1.3 滲漏油問題

若變壓器的使用年限較久，鐵板區(qū)域以及密封點(diǎn)處，則容易發(fā)生滲漏油的問題。若工作人員未及時(shí)發(fā)現(xiàn)此問題，則會(huì)增加對變壓器的影響，使?jié)B漏的位置發(fā)生改變，引發(fā)漏電或其他故障問題。

1.4 油溫異常問題

變壓器在常規(guī)情況下，內(nèi)部的油溫需要控制在95℃左右，而油溫的升高概率也需要控制在55℃以下。但若變壓器發(fā)生故障，則它的油溫會(huì)呈現(xiàn)出持續(xù)升高的問題，加劇溫度異常問題帶來的影響。

1.5 放電問題

通常情況下，變壓器的放電問題主要由以下幾種原因?qū)е拢海?）因?yàn)樽儔浩髦械睦逶跀[放過程中的失誤，所以，其位置與線圈之間的距離過近，會(huì)對變壓器的運(yùn)行造成干擾，發(fā)生放電的問題。（2）因?yàn)樽儔浩髟谧儔浩陂g，容易受到外界干擾因素的影響，導(dǎo)致變壓器內(nèi)的墊塊出現(xiàn)爬電的問題，若低壓電需要轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姡瑒t會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)電壓升高，甚至超出35kV，這也容易造成放電問題的發(fā)生。（3）由于變壓器在應(yīng)用過程中需要設(shè)置在纜線密集的區(qū)域，需要安置在高處，若附近出現(xiàn)虛接的問題，會(huì)造成分接管、角連接管等組件的分布狀況不均勻，造成變壓器過于密集的現(xiàn)象出現(xiàn)，這也會(huì)提高放電的概率。（4）因?yàn)樘坠荛W絡(luò)，變壓器內(nèi)的套管溫度相對較高，并且在不斷升溫的過程中套管會(huì)發(fā)生老化的問題，所以，會(huì)增加短路概率。

2 變壓器故障的識別方法

2.1 采用專家系統(tǒng)識別故障

運(yùn)用智能化的故障識別方式，實(shí)現(xiàn)對變壓器的檢索。首先，應(yīng)設(shè)置有經(jīng)驗(yàn)的專家人員，讓其憑借自己的經(jīng)驗(yàn)，對變壓器的故障進(jìn)行分析，逐步地創(chuàng)建出變壓器的故障診斷系統(tǒng)，創(chuàng)設(shè)數(shù)據(jù)庫，了解其中存在的象征性數(shù)據(jù)內(nèi)容，測量數(shù)據(jù)的發(fā)生狀態(tài)，以解決當(dāng)期變壓器內(nèi)存在的故障問題。其次，在專家系統(tǒng)應(yīng)用過程中，可以評價(jià)故障識別模型，闡明故障內(nèi)容中的交互性特征，使工作人員可以在短時(shí)間內(nèi)掌握故障信息，完成對應(yīng)的識別工作。但此操作方式，過于依靠專家系統(tǒng)，不適用于多變、復(fù)雜的變壓器檢測工作中，可能出現(xiàn)推斷失敗的信息，使專家系統(tǒng)識別故障的方式仍需進(jìn)行改善。

2.2 采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別故障

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別方式主要適用于診斷難度較大的區(qū)塊，掌握其中存在的非線性問題，創(chuàng)建故障的診斷模型，以增加神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別的適應(yīng)性。首先，可通過神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的組建，讓故障能夠進(jìn)行自組織、自適應(yīng)，強(qiáng)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力，以輔助變壓器的識別工作的開展。其次，運(yùn)用人工神經(jīng)元，使電力變壓器與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行搭配，運(yùn)用混合診斷的方式，識別變壓器中的故障，進(jìn)而訓(xùn)練神經(jīng)元，縮短診斷工作的時(shí)間，檢索變壓器的故障問題。

2.3 采用模糊推理識別故障

根據(jù)變壓器的故障狀態(tài)進(jìn)行分析，掌握其中的不確定性數(shù)值，采用常規(guī)的操作方式，應(yīng)用模糊算法，進(jìn)而方便工作人員在短時(shí)間內(nèi)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行檢索，利用模糊推理的方式，完成對變壓器的智能故障診斷工作。首先，可基于變壓器的故障原型以及類型進(jìn)行分析，利用模糊推理的方式，使故障識別工作可以順利開展。其次，應(yīng)采用邊界值的模糊化處理、模糊聚類以及模糊關(guān)系的處理方式，使智能識別算法可以合理應(yīng)用于此，進(jìn)而檢索變壓器的故障信息，采用精準(zhǔn)的識別方式，將故障進(jìn)行分類。

3 變壓器檢修維護(hù)中常見故障的處理方法

3.1 合理處置聲音異常故障

針對變壓器內(nèi)的聲音異常響動(dòng)問題，應(yīng)分析聲音的主要來源，確認(rèn)是哪一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)問題。例如，變壓器的運(yùn)行聲音變化是忽高忽低的，在變壓器的變化階段不具備明顯的規(guī)律，大概率為變壓電荷的增加導(dǎo)致。這樣表示，在變壓器內(nèi)的大構(gòu)件中存在問題，檢修工作者可以結(jié)合電荷的狀態(tài)進(jìn)行分析，準(zhǔn)確地掌握故障的原因，以合理應(yīng)用解決方案。若經(jīng)過檢測后，電荷量在合理的區(qū)間內(nèi)，無須對變壓器進(jìn)行處理。

同時(shí)，也可采用感知變壓器外殼的溫度變化情況，監(jiān)測變壓器的油量的方式，對變壓器的狀態(tài)進(jìn)行觀察，確認(rèn)其是否存在問題。但在上述工作實(shí)施過程中，必須做好絕緣處理，防止檢修人員的自身安全受到影響。例如，在變壓器作業(yè)環(huán)節(jié)存在爆裂聲，此時(shí)，可對變壓器的內(nèi)部進(jìn)行嚴(yán)密的檢查，運(yùn)用針對性的檢測方式，確認(rèn)聲音的來源，確認(rèn)變壓器是否存在負(fù)荷過重的問題，及時(shí)與上級領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行交流，使供電回路能夠正常運(yùn)行，降低其發(fā)生負(fù)載過重問題的概率。

另外，若變壓器檢修工作中負(fù)荷停止，則會(huì)發(fā)生空載的問題，使變壓器內(nèi)發(fā)生異常的響動(dòng)。若此種聲音具有持續(xù)性，就表明引發(fā)故障的原因并非內(nèi)部，而是外部。此時(shí)，檢修人員可以尋找聲音的發(fā)生位置，使設(shè)備能夠停止運(yùn)行，采用拆除式的檢修方式，測定問題并合理地進(jìn)行處置。

3.2 制定防止跳閘的方案

為避免變壓器發(fā)生跳閘的問題，可讓工作人員按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，防止人為因素、外界干擾因素對變壓器的運(yùn)行造成影響。首先，可及時(shí)地開展檢查工作，讓工作人員監(jiān)察電閘的狀態(tài)，確認(rèn)其是否能夠正常地進(jìn)行供電。若并非人為造成，則可檢查它內(nèi)部的狀態(tài)，進(jìn)一步檢查其中問題的發(fā)生原因。例如，通過散熱器的狀態(tài)檢查，了解其是否存在故障，若其中存在問題，也會(huì)造成變壓器的溫度改變，使其持續(xù)升高，容易引發(fā)火災(zāi)等問題。對此，首先，可讓維修人員做好絕緣措施，將變壓器內(nèi)的斷路器斷開，防止跳閘問題的發(fā)生。其次，可采用故障的排查方式，讓變壓器重新啟動(dòng)，確保維修人員能夠順利完成檢修工作，切忌強(qiáng)制供電，以防止對變壓器造成更大的影響。最后，不論是哪一方面原因?qū)е拢瑱z修人員都需要將問題上報(bào)到有關(guān)部門，防止變壓器的跳閘問題對它造成影響。而工作人員必須實(shí)時(shí)檢查設(shè)備的狀態(tài)并開展檢查操作，避免跳閘問題的影響加劇。這樣一來，若變壓器發(fā)生跳閘問題，則需要在第一時(shí)間內(nèi)給出反應(yīng)，在短期內(nèi)恢復(fù)供電，避免對人們的用電造成干擾。

3.3 規(guī)避滲漏油風(fēng)險(xiǎn)

若變壓器內(nèi)的油位發(fā)生偏差，可能出現(xiàn)漏油、噴油等問題，讓變壓器不再正常運(yùn)行。此時(shí)，應(yīng)在油凝結(jié)后，對頂層油溫進(jìn)行檢查，實(shí)時(shí)檢測其狀態(tài)，了解變壓器內(nèi)存在的負(fù)荷并確認(rèn)冷卻器的位置，保證變壓器能夠恢復(fù)正常。首先，應(yīng)檢查變壓器密封圈的狀態(tài)，排除其因?yàn)槔匣l(fā)生漏油的問題，確認(rèn)密封膠是否合格并定期進(jìn)行更換。其次，加強(qiáng)對密封點(diǎn)的關(guān)注，保證在密封工作實(shí)施前期，工作人員可以做好現(xiàn)場的清理操作，采用加固處理的方式，使油能夠均勻地輻射，使密封膠的應(yīng)用時(shí)間可以延長，輔助變壓器的運(yùn)行。最后，若閥門未關(guān)嚴(yán)，同樣會(huì)造成滲漏油的問題發(fā)生，所以，可根據(jù)閥門的狀態(tài)，確定是否需要進(jìn)行更換。另外，若在變壓器內(nèi)的焊接工作不達(dá)標(biāo)，可采用帶油焊接的方式，讓焊接的效果能夠提升，以規(guī)避滲漏油的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。

3.4 解決油溫異常問題

在變壓器中若金屬構(gòu)件出現(xiàn)溫度升高的問題，則會(huì)導(dǎo)致變壓器的溫度發(fā)生整體升高的問題，一旦散熱裝置未及時(shí)開啟，會(huì)增加其中的油溫。那么，檢修人員需要及時(shí)掌握流速表的狀態(tài)，檢索其中的測量數(shù)據(jù)并進(jìn)行合理地判定操作。若變壓器內(nèi)的閥門沒有開啟，及時(shí)打開即可。若是變壓器的內(nèi)部設(shè)計(jì)不合理，同樣會(huì)造成其內(nèi)部的油溫發(fā)生升高的現(xiàn)象。如漏磁造成的油溫升高，在嚴(yán)重的狀況下，會(huì)造成變壓器出現(xiàn)爆炸的問題。此時(shí)，檢修人員可以合理地利用隔磁材料，輔助變壓器的運(yùn)行，讓變壓器在運(yùn)行過程中不會(huì)發(fā)生散熱難的問題。也可采用更換冷卻裝置的方式，防止油溫異常的問題出現(xiàn)。

3.5 處理變壓器放電問題

對于變壓器的檢修工作而言，應(yīng)采用定期監(jiān)視的方式，處理變壓器放電問題。首先，讓工作人員對溫控溫顯儀表的狀態(tài)進(jìn)行分析，記錄其中的顯示值，保證工作人員能夠定期開展現(xiàn)場的勘察工作，確認(rèn)儀表中的數(shù)值并提高抄表的頻率，以實(shí)時(shí)分析電力變壓器中的額定電流。或者，可采用遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式，定期對電流、電壓以及繞組溫度進(jìn)行檢查，確認(rèn)變壓器在運(yùn)行過程中的最高繞圈溫度，防止變壓器發(fā)生放電問題。其次，若變壓器的表面存在雜物堆放的情況，則會(huì)對它的導(dǎo)電性能造成直接的影響，使其濕度呈現(xiàn)出較高的狀態(tài)，無法保證其順利運(yùn)行，增加了放電問題的發(fā)生概率。此時(shí)，管理人員可以讓變壓器停止工作，將周圍的雜物進(jìn)行處理，防止外界干擾因素對變壓器的運(yùn)行造成影響。同時(shí)，可以在套管的內(nèi)部，涂刷性能相對較高的涂料，使引線與套管可以緊密地連接，使變壓器內(nèi)的接觸面不會(huì)發(fā)生氧化的問題，使其表面看起來有光澤。同時(shí)，讓員工可以定期對套管的狀態(tài)進(jìn)行檢查，防止套管、引線出現(xiàn)老化或是故障的問題。若發(fā)生上述問題，可及時(shí)地更換套管及相關(guān)構(gòu)件。最后，若變壓器存在內(nèi)部電壓過大的問題，也會(huì)導(dǎo)致放電問題的出現(xiàn)，所以，維修人員可借助工具，輔助其撿出現(xiàn)場內(nèi)的雜物，進(jìn)而合理地處理變壓器放電問題。

3.6 加強(qiáng)繞組故障的處理

由于在變壓器內(nèi)，繞組是它的電路組成部分。所以，在運(yùn)行過程中，為防止繞組故障的產(chǎn)生，應(yīng)了解相間以及匝間的狀態(tài)，防止其中發(fā)生短路問題。若其存在短路現(xiàn)象，繞組電流可以在額定電流的10 倍以上，使繞組持續(xù)升溫，不僅會(huì)加快變壓器的老化概率，還會(huì)增加對人們安全方面的影響。所以，為實(shí)現(xiàn)對繞組故障的處理，可掌握其變形狀況以及繞組的松動(dòng)情況，確認(rèn)其中存在的缺陷并開展加固處理工作。這樣檢修人員可以將繞組以及撐條進(jìn)行更換，防止變壓器在應(yīng)用過程中發(fā)生繞組故障問題。解決繞組的短路、匝間的短路問題，促使能夠順利完成繞組修復(fù)工作，做好繞組的更換操作。

3.7 重視鐵心故障問題

由于鐵心作為變壓器內(nèi)的磁路部分，其故障多發(fā)于接地不良、鐵心多點(diǎn)接地、鐵芯片之間的短路問題。在此基礎(chǔ)上，一旦在鐵心的多點(diǎn)接地環(huán)節(jié)，接點(diǎn)之間形成一種閉路，則會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，造成局部發(fā)生過熱的問題。而鐵心故障，則是由于穿心螺桿等構(gòu)件的損壞引發(fā)的。因此，在處理該部分問題時(shí)，可采用吊芯的檢查方式，了解各相的繞組狀態(tài)，檢查直流電阻并對鐵心的外觀情況進(jìn)行檢查，使電流不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)沖擊，防止鐵心出現(xiàn)燒壞的信息，進(jìn)而使剩余的鐵心能夠順利接地，防止鐵心故障的產(chǎn)生。

3.8 處理絕緣故障

為保證變壓器的順利運(yùn)行，應(yīng)提高對其絕緣性能的關(guān)注，防止絕緣損傷、介損超標(biāo)等問題的發(fā)生。首先，可檢測變壓器內(nèi)絕緣構(gòu)件的運(yùn)行時(shí)間，使油道不會(huì)發(fā)生堵塞的問題，采用定期的檢查方式，將周圍的雜物進(jìn)行清理，以降低對變壓器帶來的影響。其次，應(yīng)檢查油位、油質(zhì)的狀態(tài)，若其在長期運(yùn)行后發(fā)生了較大的變化，可及時(shí)進(jìn)行更換，以防止?jié)B油、漏油等問題的發(fā)生，做好受潮的檢查工作，實(shí)現(xiàn)對變壓器絕緣故障的處理。

4 結(jié)語

綜上所述，由于變壓器作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，所以，為保證其能夠穩(wěn)定運(yùn)行，需采用定期巡視的方式，讓維修及安裝人員監(jiān)測其油位、聲音、油溫等狀態(tài)，堅(jiān)持早發(fā)現(xiàn)、早處理的原則，讓變壓器能夠順利運(yùn)行，從而記錄其中的記錄保護(hù)動(dòng)作，根據(jù)周圍環(huán)境以及變壓器的使用年限，分析其中的故障產(chǎn)生原因，降低變壓器產(chǎn)生安全事故的概率，以輔助電力系統(tǒng)的運(yùn)維。