徐艷聰

(山西陽泉煤業(yè)(集團)有限責(zé)任公司發(fā)供電分公司，山西 陽泉 045000)

35 kV/6 kV變壓器常見故障分析及處理對策

徐艷聰

(山西陽泉煤業(yè)(集團)有限責(zé)任公司發(fā)供電分公司，山西 陽泉 045000)

以35 kV/6 kV變壓器為例，探究變壓器幾種常見故障，并分析其原因，從而提出相應(yīng)的預(yù)防處理對策。

35 kV/6 kV變壓器；故障；處理

0 引言

電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，關(guān)乎整個國民生產(chǎn)的高效穩(wěn)定，關(guān)乎每個人的生活質(zhì)量。電力系統(tǒng)的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響電力供應(yīng)，而變壓器又是整個電力傳輸?shù)臉屑~，一旦出現(xiàn)事故，不僅會對電網(wǎng)造成沖擊，而且會給電力企業(yè)帶來不可估量的經(jīng)濟損失，所以分析變壓器的故障原因，探討相應(yīng)的預(yù)防處理對策是客觀需要且必要的。

1 35 kV/6 kV變壓器介紹

變壓器是變換交流電壓、交變電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時，鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。35 kV/6 kV變壓器電壓等級35 kV，變壓比：35 kV/6 kV，是一種靜止的電氣設(shè)備[1]，主要由鐵芯、繞組、分接開關(guān)、絕緣套管和引線、油箱和冷卻裝置、保護裝置等組成。

35 kV/6 kV變壓器應(yīng)用廣泛，可以作為電站廠用變壓器，也可以作為降壓變壓器，供電壓等級為6 kV的大型動力設(shè)備用戶使用。可以說，35 kV/6 kV變壓器是電力系統(tǒng)中重要的一環(huán)，它的運行狀態(tài)要實時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象要及時處理。

2 變壓器絕緣故障分析及處理

2.1 故障分析

絕緣系統(tǒng)是保證電力變壓器正常運行及工作效率的基本條件，變壓器的使用壽命是由絕緣材料的壽命決定的，且變壓器總故障的85%是絕緣系統(tǒng)故障[2]。(1) 絕緣老化。隨著運行時間的不斷增加，變壓器內(nèi)部的絕緣材料會老化或損傷、發(fā)黑、脆弱，最后失去絕緣能力。由于絕緣老化的因素，變壓器的平均壽命僅有17.8年，大大低于生產(chǎn)預(yù)期壽命的35～40年[3]。(2) 絕緣受潮。在變壓器運行過程中，絕緣油會吸收空氣中的水分，增加導(dǎo)電性能和電離分解，進而腐蝕電線接頭。(3) 絕緣體含污。在制造過程中，絕緣成型件、絕緣筒等絕緣件表面可能殘留污垢，產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，失去絕緣功效；或者絕緣件在制作過程中會吸附一部分氣體，運行過程中氣體電離，局部產(chǎn)生高熱，擊穿絕緣體。

2.2 預(yù)防處理對策

(1) 定期采用自流電阻檢測法對變壓器的絕緣值和電阻值進行測量，判斷絕緣紙的完好程度，絕緣材料是否老化嚴重、是否需要更換等。(2) 定期進行預(yù)防性試驗來檢測變壓器是否受潮。著重檢測與變壓器是否受潮有關(guān)的幾項數(shù)據(jù)，如絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)、介質(zhì)損耗、繞組泄漏電流等，當(dāng)我們通過技術(shù)手段判斷其因為受潮而導(dǎo)致絕緣故障時，可采取離線或在線措施對其進行烘干[3]。離線處理方法是根據(jù)變壓器容量大小和結(jié)構(gòu)形式來確定加熱升溫和排潮方式，包括采用油箱鐵損、短路鐵損或熱油噴淋方法等；在線處理方法有利用變壓器正常運行時產(chǎn)生的空載損耗和負載損耗作為發(fā)熱源，使變壓器絕緣紙中的水分逐步滲透到變壓器油中，再利用在線濾油裝置除去變壓器油中的水分，然后變壓器油通過進口過濾器進入真空容器內(nèi)等。(3) 在絕緣件制造過程中，謹防雜質(zhì)、污垢、氣體摻入。關(guān)鍵在于制造廠家是否按照規(guī)程進行生產(chǎn)，偷工減料、疏忽大意的行為應(yīng)該杜絕，并對相關(guān)人員予以嚴懲。

3 變壓器短路故障分析及處理

3.1 故障分析

變壓器突然發(fā)生短路時，其高、低壓繞組可能同時通過數(shù)十倍于額定電流的短路電流，產(chǎn)生很大的熱量，使變壓器嚴重發(fā)熱。一旦變壓器發(fā)生短路故障，無論是出口短路、對地短路還是相間短路，對變壓器的損害都相當(dāng)大，后果非常嚴重。(1) 變壓器抗短路電流的能力不夠，熱穩(wěn)定性差。短路故障發(fā)生后，變壓器的一、二次側(cè)繞組同時通過非常大的短路電流，會伴隨大量熱量產(chǎn)生，導(dǎo)致繞組受損、絕緣材料燒毀，從而形成變壓器擊穿及損毀事故。據(jù)統(tǒng)計，此類故障呈大幅上升趨勢，約占總事故的50%以上。(2) 短路電動力引起的繞組變形故障。由于繞組中漏磁的存在，載流導(dǎo)線在漏磁作用下受到電動力的作用，特別是突然短路時，電動力最大，會使繞組變形損壞。在繼電保護裝置的快速反應(yīng)下，沖擊力將減少到最小，變形量也會得到控制，不至于影響變壓器正常工作。然而，不及時進行處理，會因累積效應(yīng)而對繞組造成不可逆的變形損壞。

3.2 預(yù)防處理對策

(1) 提高變壓器抗短路故障的能力[4]。可以從工藝和材料方面進行改進，例如采用繞組墊塊、繞組繞制、繞組整體套裝、內(nèi)繞組的撐緊、器身裝配時的緊固等措施。在變壓器正式運行之前，要按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB1094.5對變壓器抗短路能力進行試驗，必須將施加電流及持續(xù)時間嚴格限制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的偏差之內(nèi)。(2) 變壓器繞組變形檢測[5]。采用繞組變形測試儀進行分析判斷，對變壓器繞組施加10 kHz～1 MHz高頻脈沖，由計算機記錄脈沖波形曲線并加以儲存。試驗人員根據(jù)正常波形與故障后波形變化的對比和分析，可以比較科學(xué)地判斷變壓器繞組變形情況，然后根據(jù)繞組變形程度，制訂合理的變壓器檢修周期，這是提高變壓器抗短路能力的一項有效措施。

4 變壓器異常運行故障分析及處理

4.1 故障分析

變壓器在事故發(fā)生之前或者事故最初階段常常伴有異常運行情況出現(xiàn)。(1) 異常噪聲[6]。變壓器運行時，突然發(fā)出不均勻或特殊響聲，聲音大且尖銳，多數(shù)情況是電壓問題，還有一些噪聲可能來自于螺栓松動等安裝問題，另外一些是因為懸浮電位使得各個零部件在漏磁場的作用下發(fā)出放電聲響。(2) 油溫異常。若非散熱器問題，則有可能是鐵芯異常發(fā)熱。鐵芯發(fā)熱是渦流引起鐵芯穿芯螺絲絕緣損壞造成的，因為渦流會使鐵芯長期過熱，破壞鐵芯片間絕緣，使得鐵芯損耗增大。油溫升高會導(dǎo)致油劣化速度加快，繼續(xù)升高會引起油的劣化分解。

4.2 預(yù)防處理對策

(1) 異常噪聲處理對策。噪音為尖銳的聲響時，很可能是系統(tǒng)電壓過高引起。這時用萬用表測量低壓側(cè)電壓，在保證供電安全的前提下，合理選擇高壓側(cè)分接頭調(diào)低電壓，可消除變壓器過勵現(xiàn)象，同時降低變壓器的噪音。若噪音來自于共振，則緊固外殼鋁板，將外殼板固定好之后，對變形的部分進行校正。接下來觀察風(fēng)機是否松動，緊固風(fēng)機固定螺栓；若由于外罩變形與風(fēng)機葉輪摩擦產(chǎn)生噪音，則需要對外罩整形。如果依然存在共振噪聲，檢查變壓器其他零部件，如絕緣支座、零序電流互感器等是否松動并緊固。若噪音為“吱吱”聲，可能為懸浮電位放電造成，在停電檢修時，將接觸部位絕緣覆蓋漆除掉即可，不影響變壓器正常運行。(2) 油溫異常處理對策。及時調(diào)整負荷運行方式，降低變壓器負載，跟蹤記錄變壓器繞組的溫度，如果溫度繼續(xù)升高，則直接斷電；加強配電室的通風(fēng)效果，降低環(huán)境溫度，以便變壓器散熱。檢修時用吹塵器徹底清掃變壓器繞組、鐵芯上的積灰，加裝變壓器冷卻裝置給鐵芯散熱。

5 結(jié)語

變壓器在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，對于變壓器的保護，除了繼電保護裝置外，對檢查管理人員的安全防范意識和故障預(yù)防措施的要求也很高。一旦變壓器出現(xiàn)故障，維修周期一般較長，給電力企業(yè)帶來的損失不可估量。本文通過分析變壓器常見故障原因以及處理措施，總結(jié)出以下3點經(jīng)驗：故障預(yù)防永遠要比故障處理更重要；及時發(fā)現(xiàn)故障及故障原因，第一時間消除故障，以防事故擴大；對于已發(fā)故障，要將故障徹底處理好之后，檢查非故障發(fā)生部位是否受到影響，以排除隱患。

[1]丁曉剛，崔健.變壓器故障的分析及處理措施[J].技術(shù)與市場，2012，19(7):70～71

[2]陳世杰.變壓器常見事故及反事故措施分析[D].華北電力大學(xué)，2012

[3]高遵良.電力變壓器常見故障的分析與典型故障的處理[J].科技致富向?qū)В?013(35)：188

[4]李文征，李秀章，張福廣.變壓器短路故障后的診斷及分析[J].天津電力技術(shù)，2009(4):5～7

[5]麻楓樺，任翔.電力變壓器的短路故障與改進措施[J].新疆電力，2006(3):23～25

[6]年泓昌，蘇鵬飛，董志國.干式變壓器常見故障分析與處理[J].電工電氣，2012(5):43～46

2014-11-06

徐艷聰(1975—)，女，山西交城人，電氣工程師，研究方向：工業(yè)電氣自動化。