聶鵬

摘 要：變壓器的安全運(yùn)行，是電力系統(tǒng)設(shè)備安全生產(chǎn)的重要保障，是人民生命財產(chǎn)的安全保障，針對電力變壓器運(yùn)行過程中的常見故障進(jìn)行分析和歸納，提出變壓器故障診斷和解決的方法，從而及時發(fā)現(xiàn)和解決故障，有效的預(yù)防安全事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：電力；變壓器；故障；診斷

引言

電力變壓器是發(fā)電廠和電站的主要設(shè)備，承擔(dān)著電能輸送過程中增壓和減壓的作用，在長期工作運(yùn)行中，故障是不可避免的，引發(fā)的原因客觀而又復(fù)雜多變，有外部自然災(zāi)害等環(huán)境影響，還有設(shè)備結(jié)構(gòu)缺陷等事故隱患。變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，因原線圈和副線圈不同的匝數(shù)而改變輸出電壓。因此，對電力變壓器在結(jié)構(gòu)和使用中常見故障進(jìn)行歸納總結(jié)，采取有效的措施，用以保障用電設(shè)備以及電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

1 電力變壓器的常見故障及產(chǎn)生原因

1.1 繞組和引線故障

繞組故障主要是指發(fā)生在變壓器線圈、絕緣和端子中的故障。繞組故障主要由以下原因引起：（1）變壓器線圈的接頭焊接牢不牢固，直接影響變壓器繞組的工作壽命，焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致電流不暢通，線圈引出線和套管導(dǎo)電桿連接不好，會使變壓器在運(yùn)行中接頭過熱導(dǎo)致絕緣保護(hù)老化，時間長了會造成繞組斷路。（2）避免變壓器線圈的絕緣中滲水，保持器身干燥，給電力變壓器一個干燥的運(yùn)行環(huán)境，可以降低故障的發(fā)生。（3）做好變壓器避雷防護(hù)，加強(qiáng)變壓器繞組薄弱處（如高壓繞組的起始幾匝、絕緣導(dǎo)線的末端等處）的防護(hù)，預(yù)防雷電沖擊、對地弧光放電等瞬變過程發(fā)生絕緣損壞乃至擊穿。（4）目前影響電力變壓器穩(wěn)定運(yùn)行的一大隱患是變壓器繞組變形。主要表現(xiàn)為：繞組軸向和徑向尺寸的變化、器身位移、繞組扭曲、鼓包和匝間短路等。主要原因是變壓器遭受嚴(yán)重的外部短路，在電動力和機(jī)械力的作用下，變壓器繞組的尺寸或形狀將發(fā)生不可逆的變化。（5）及時清理沉積在油箱底部的絕緣油，改善電力變壓器散熱環(huán)境，避免變壓器工作環(huán)境溫度過高，杜絕變壓器超負(fù)荷運(yùn)行，防止線圈絕緣變脆、脫落，引起繞組匝間短路，最終導(dǎo)致變壓器故障。

端部出線變壓器是現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的設(shè)備，高壓出線絕緣包扎要求比較高，但是引線故障頻發(fā)，短路、斷路、接觸不良。主要原因是焊接質(zhì)量直接影響到引線故障的產(chǎn)生與否。若發(fā)生引線短路，應(yīng)立即采取斷電停止運(yùn)行變壓器，防止短路擴(kuò)大發(fā)展，形成火災(zāi)釀成更大的災(zāi)難。

1.2 高壓出線套管故障

套管一般是陶瓷結(jié)構(gòu)，是電力變壓器連接的重要保護(hù)裝置，正確選取套管絕緣的工作場強(qiáng)設(shè)計套管，保證長期工作電壓下不應(yīng)發(fā)生有害的局部放電；選用介電常數(shù)小，介質(zhì)損耗小的新型絕緣紙；選用介電常數(shù)較大的浸漬劑，降低浸漬劑或氣隙中的電場強(qiáng)度，提高浸漬劑的吸氣性能；采用硅油，提高局部放電熄滅場強(qiáng)；改善套管的密封性能，防止套管滲水漏油，預(yù)防產(chǎn)生局部放電。導(dǎo)致套管故障的因素有套管自身缺陷，引起套管損壞、漏油致使套管缺油而過熱、套管瓷套的表面受污染等，因此只有正確維護(hù)，確保套管的安全運(yùn)行，才能保證電力變壓器的安全性能，使電網(wǎng)正常運(yùn)行。

1.3 分接開關(guān)故障

分接開關(guān)故障主要原因觸頭接觸不良、觸頭間短路或?qū)Φ胤烹姟⒎纸娱_關(guān)引線松動等。在電力變壓器故障中，大部分故障屬于分接開關(guān)故障，如變壓器質(zhì)量存在問題；在安裝、運(yùn)行操作及維護(hù)過程中存在不當(dāng)行為造成彈簧變形壓力不足、接觸不可靠、引線緊固不良、開關(guān)觸頭氧化、分接開關(guān)不到位等現(xiàn)象。因此對于運(yùn)行中的分接開關(guān)的檢測，對于預(yù)防變壓器故障具有重要現(xiàn)實意義。

1.4 磁路部分故障

變壓器的鐵芯、鐵軛及其夾件統(tǒng)稱為磁路部分。變壓器鐵芯和繞組電磁能量轉(zhuǎn)換，鐵芯質(zhì)量好壞是決定其正常運(yùn)行的關(guān)鍵。磁路故障產(chǎn)生的原因主要有：（1）檢查運(yùn)行中的電力變壓器鐵芯接地是否良好，避免多點(diǎn)接地，防止變壓器局部過熱導(dǎo)致導(dǎo)致變壓器跳閘，甚至造成變壓器直接損壞。（2）降低變壓器的鐵損是減少磁路部分故障的有效保障。鐵芯疊片之間的絕緣或與鐵軛夾件之間的絕緣產(chǎn)生損壞會產(chǎn)生很大的循環(huán)渦流，并由此產(chǎn)生大量的熱量，從而危及鐵芯和線圈的絕緣。（3）改進(jìn)工藝加強(qiáng)變壓器鐵芯或鐵軛疊片的邊緣整潔度，保持干燥環(huán)境，降低局部過熱的幾率。

1.5 絕緣故障和密封不良

變壓器的絕緣系統(tǒng)主要由變壓器油和絕緣紙、板以及絕緣件構(gòu)成，絕緣效果直接影響到電流的通暢，影響絕緣的原因主要有絕緣件在制造過程中，其表面或內(nèi)部被導(dǎo)電質(zhì)污染，運(yùn)行中會造成絕緣件表面放電或內(nèi)部發(fā)生局部放電。目前變壓器運(yùn)行中的常見故障是絕緣強(qiáng)度下降進(jìn)而導(dǎo)致變壓器整體絕緣性能下降，形成的主要原因是變壓器油受到污染。新的絕緣油是淡黃色的，長時間工作絕緣油就會變黑，這時就要化驗絕緣油各項指標(biāo)，及時過濾或更換絕緣油。變壓器油道不暢和油流速度過高會導(dǎo)致運(yùn)行中的變壓器油流帶電，會對電力變壓器的安全運(yùn)行造成極大危害。杜絕變壓器設(shè)計制作的偷工減料，避免采用薄絕緣、小油道的設(shè)計制造，加強(qiáng)變壓器油箱上的局部密封，做好變壓器防水，加強(qiáng)變壓器局部的絕緣強(qiáng)度，防止線圈或引線對油箱或?qū)﹁F芯構(gòu)件擊穿，線圈匝間絕緣遭受的危險性最大。變壓器連接處理不好，如焊接質(zhì)量控制不好、密封效果差，產(chǎn)生漏油、漏氣現(xiàn)象，從而降低變壓器的質(zhì)量，減少變壓器的使用壽命。

2 電力變壓器故障常用的診斷方法

2.1 觀察法

變壓器運(yùn)行中是無噪音，沒有特殊氣味，變壓器產(chǎn)生故障時，其設(shè)備就會震動，產(chǎn)生絕緣過熱散發(fā)出燒焦氣味、產(chǎn)生氣體顏色以及油溫都會出現(xiàn)異常。通過聞味、聽聲、觀查溫度等方式來對變壓器的故障進(jìn)行初步診斷，及時采取措施，將損失降低。

2.2 變壓器絕緣試驗

變壓器的使用壽命是由絕緣物質(zhì)的壽命決定的，因此絕緣物質(zhì)的絕緣效果測試至關(guān)重要。主要包括：①測量絕緣電阻；②吸收比；③泄漏電流；④介質(zhì)損失角的正切值；⑤絕緣油和交流耐壓試驗。由于變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用材料品多，致使整個絕緣系統(tǒng)很不均勻，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理會造成局部電場強(qiáng)度過高，制造工藝不良，如真空干燥，真空浸不徹底會使絕緣系統(tǒng)中含有氣隙，殘留氣泡，這些都可能造成變壓器局部放電、導(dǎo)致油紙絕緣發(fā)生損壞、絕緣擊穿。對于絕緣介質(zhì)的耐壓強(qiáng)度、沖壓強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、堅韌性都進(jìn)行試驗，同時還要檢查變壓器是否受潮，絕緣老化，油質(zhì)劣化，絕緣上附著油泥及嚴(yán)重局部缺陷等。因測量結(jié)果常受試驗品表面狀態(tài)和外界條件（如電場干擾，空氣濕度等）的影響，故要采取相應(yīng)的措施，使測量的結(jié)果準(zhǔn)確，真實。

2.3 變壓器油化驗

變壓器絕緣油的作用是絕緣、散熱、滅弧。具有密度小、粘度適中、閃點(diǎn)高、凝固點(diǎn)盡量低的要求。絕緣油化驗是一種常見且有效的故障診斷方法。首先通過觀察油的顏色、檢測油中水分的含量，測試油的酸值，介質(zhì)的損耗因數(shù)，閃點(diǎn)等。分析絕緣油成分含量來確定變壓器故障的類型。同時測定絕緣油中相對水分的含量可以判斷絕緣效果是否有缺陷。

3 結(jié)束語

隨著社會的不斷進(jìn)步，電力能源對人類社會生產(chǎn)生活的影響力至關(guān)重要，大面積停電事故頻繁出現(xiàn)，已為各國電網(wǎng)安全問題敲響警鐘。電力變壓器故障所造成的電網(wǎng)事故時有發(fā)生，對電網(wǎng)造成了很大的危害，對于人民的生命財產(chǎn)造成巨大損失，因此，做好電力變壓器的研發(fā)與日常維護(hù)工作，加強(qiáng)消防安全教育，確保電力設(shè)備安全運(yùn)行。

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