周有軍

摘要：本文分析水電廠電力變壓器的常見故障和原因，并從絕緣層老化故障、鐵芯故障、分接開關(guān)故障、變壓器滲漏故障以及日常檢查等方面提供了對(duì)應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：水電廠；變壓器；故障

1引言

在我國(guó)的電力系統(tǒng)中，水電廠不僅起到電力供應(yīng)的作用，還有調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相等維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定的作用，此外，水電廠還有供水、灌溉、航運(yùn)、抗洪等功能，所以其安全穩(wěn)定運(yùn)行的意義重大。電力變壓器是電力系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備之一，它承擔(dān)著電壓變換，電能分配和傳輸，并提供電力服務(wù)。因此，變壓器的正常運(yùn)行是對(duì)電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證，必須最大限度的防止和減少變壓器故障和事故的發(fā)生。

2水電廠變壓器概況

變壓器通常體積較大、內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣，而且長(zhǎng)期處于運(yùn)行之中，故障和事故總是不可完全避免，且引發(fā)故障和事故又出于眾多方面的原因。如外力的破壞和影響，不可抗拒的自然災(zāi)害，安裝、檢修、維護(hù)中存在的問題和制造過程中遺留的設(shè)備缺陷等事故隱患，特別是電力變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行后造成的絕緣老化、材質(zhì)劣化及預(yù)期壽命的影響，已成為發(fā)生故障的重要原因。同時(shí)，部分工作人員業(yè)務(wù)素質(zhì)不高、技術(shù)水平不夠?qū)I(yè)或違章作業(yè)，都會(huì)造成事故或?qū)е率鹿实臄U(kuò)大，從而危及電力系統(tǒng)和水電廠的安全運(yùn)行[1]。

我廠昭平水電廠為河流式低水頭徑流電廠，是一座以發(fā)電為主兼航運(yùn)和灌溉綜合性的水利樞紐工程，始建于1989年，并于1994年起三臺(tái)機(jī)組陸續(xù)開始并網(wǎng)發(fā)電，我廠所使用的變壓器主要有三種型號(hào)，1#變壓器是額定容量為50000kVA的SF8-50000/110型號(hào)，2#變壓器是額定容量為40000kVA的SFS8-40000/110型號(hào)，3#變壓器是額定容量為20000kVA的SF8-20000/35型號(hào)。在歷年來的運(yùn)行過程中也曾多次發(fā)生過變壓器因故障而進(jìn)行了擴(kuò)大性吊蓋（罩）檢修工作。

3水電廠變壓器常見故障及原因分析

電力變壓器有油浸式變壓器和干式變壓器兩種，電力變壓器的絕緣是由變壓器絕緣材料組成的絕緣系統(tǒng)，是變壓器正常工作和運(yùn)行的基本條件。大多數(shù)變壓器的損壞和故障都是由于絕緣系統(tǒng)的損壞造成的。我廠主變壓器主要是油浸式變壓器，根據(jù)常見的故障類型一般有絕緣故障、鐵芯故障、分接開關(guān)故障、滲漏故障等[2]。

3.1絕緣層老化故障

電力變壓器的絕緣是由絕緣材料組成的絕緣系統(tǒng)，是變壓器正常工作的基本條件，大多變壓器的損壞和故障都是由于絕緣系統(tǒng)的損壞而造成的。油浸式變壓器中，主要的絕緣材料是絕緣油及固體絕緣材料（絕緣紙、絕緣紙板、木塊等），所謂變壓器絕緣的老化就是這些材料受環(huán)境因素的影響發(fā)生分解，或受潮而降低或喪失了絕緣強(qiáng)度。

3.2鐵芯故障

鐵芯發(fā)生故障通常是由鐵芯絕緣層經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用遭氧化而老化或破損而導(dǎo)致的，或者是由于變壓器中的導(dǎo)電材料的核心表面遭到破壞而引起的，當(dāng)鐵芯發(fā)生接地故障時(shí)，一旦有強(qiáng)電流通過則會(huì)造成鐵芯局部過熱甚至燒壞，造成磁路短路，使變壓器油的油溫升高，油溫過高會(huì)使其內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，加速油質(zhì)的劣化，使變壓器油分解，影響變壓器油性能下降，進(jìn)而影響其冷卻和絕緣效果，造成變壓器的損壞，鐵芯故障還通常伴隨有內(nèi)部的異常響聲、容器內(nèi)氣體不斷增加，可能導(dǎo)致氣體繼電器動(dòng)作跳閘等表現(xiàn)。

3.3分接開關(guān)故障

變壓器的調(diào)壓分接開關(guān)分為有載分接開關(guān)和無載分接開關(guān)兩大類。 分接開關(guān)接觸不良、觸頭銹蝕接觸電阻增大發(fā)熱、開關(guān)絕緣支架的堅(jiān)固螺栓接地、開關(guān)彈簧壓力不足、開關(guān)引線焊接不良等都會(huì)導(dǎo)致分接開關(guān)發(fā)生故障。

3.4變壓器滲漏故障

變壓器滲漏是一個(gè)長(zhǎng)期和普遍存在的故障現(xiàn)象，約占變壓器總故障的四分之一，變壓器滲漏的主要由于制造中形成的缺陷和材質(zhì)不良引起的，如橡膠密封件失效和焊縫開裂，有氣孔、夾渣等，另外變壓器中的密封結(jié)構(gòu)密封不良、密封面有瑕疵、環(huán)境溫度的影響、振動(dòng)頻率加劇、材料的熱膨脹系數(shù)不同等原因都會(huì)造成變壓器滲漏故障[3]。

4解決水電廠變壓器故障的措施

4.1絕緣層老化的解決措施

對(duì)于變壓器絕緣層老化破損的問題，應(yīng)首先避免變壓器和絕緣層的超期服役現(xiàn)象，變壓器和絕緣層都是有一定的使用壽命的，一旦超過其使用壽命就應(yīng)該進(jìn)行淘汰和更換；其次要控制變壓器的超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間，變壓器長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)使其溫度升高，加速絕緣層的老化，所以應(yīng)對(duì)變壓器進(jìn)行交替工作管理，并應(yīng)控制其運(yùn)行容量不能超過其額定容量；最后應(yīng)對(duì)變壓器和絕緣層進(jìn)行定期檢查試驗(yàn)，檢查絕緣層的外觀及其絕緣性能，在線監(jiān)測(cè)變壓器表面、散熱器表面、變壓器油的溫度，一旦溫度過高就要采取冷卻處理，必要時(shí)可以降低負(fù)荷，甚至停機(jī)并啟動(dòng)備用變壓器進(jìn)行交替工作，避免因?yàn)闇囟冗^高而造成絕緣層老化加劇甚至是破壞的現(xiàn)象。

4.2鐵芯故障的解決措施

對(duì)水電廠變壓器鐵芯故障的解決，一是在作業(yè)人員進(jìn)行操作的過程中應(yīng)按照操作規(guī)范保護(hù)好絕緣迭片和導(dǎo)電材料的核心表面；二是要定期對(duì)變壓器油進(jìn)行色譜化驗(yàn)分析；三是要對(duì)變壓器的鐵芯進(jìn)行各項(xiàng)定期檢查試驗(yàn)，如測(cè)量穿心螺桿對(duì)鐵芯的絕緣，各間隙、槽部有無金屬物，對(duì)鐵芯底部進(jìn)行清理，對(duì)各間隙進(jìn)行檢查沖吹（洗），確保絕緣迭片間隙和導(dǎo)電材料核心表面的完整，從而降低變壓器的故障發(fā)生概率。

4.3分接開關(guān)故障的解決措施

對(duì)于變壓器的分接開關(guān)故障，首先應(yīng)在分接開關(guān)安裝之前確定好安裝位置合理安裝，避免出現(xiàn)由于安裝位置問題導(dǎo)致的故障；其次在分接開關(guān)的焊接引出線時(shí)，確保焊接接線穩(wěn)固和接觸良好，避免因接觸不良而導(dǎo)致開關(guān)過熱和燒毀現(xiàn)象；再次保證安裝時(shí)變壓器和開關(guān)之間的接觸電阻參數(shù)在容許范圍，減少因電阻過大或過小引起的過熱、熔斷或供電不良等問題；最后要加強(qiáng)對(duì)分接開關(guān)的定期檢查測(cè)量，減少其故障隱患，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

4.4變壓器滲漏的解決措施

對(duì)于變壓器的生產(chǎn)制造廠家，應(yīng)該改進(jìn)焊接工藝，采用焊接變形小、焊接質(zhì)量穩(wěn)定的二氧化碳保護(hù)焊接或采用氬弧焊接；如果變壓器的砂眼較小，可以采取帶電堵漏的措施，即用速效堵漏密封膠進(jìn)行封堵，或者必要時(shí)進(jìn)行停電焊接補(bǔ)漏；對(duì)于密封件滲漏問題，需要及時(shí)更換老化的密封條，選用質(zhì)量好、彈性高、抗老化性能力強(qiáng)和尺寸一致的耐油橡膠墊；同時(shí)提高變壓器的安裝施工工藝水平，掌握壓緊的合理力度，防止因安裝方法不當(dāng)造成的滲漏；定期對(duì)變壓器的滲漏情況進(jìn)行檢查，嚴(yán)格把控變壓器的采購(gòu)質(zhì)量。

5結(jié)語

變壓器是水電廠機(jī)組中的關(guān)鍵設(shè)備，其安全穩(wěn)定關(guān)系著整個(gè)水電廠的穩(wěn)定運(yùn)行，但是目前的水電廠變壓器普遍存在絕緣老化、鐵芯故障、分接開關(guān)故障、變壓器滲漏等常見故障，影響變壓器的正常運(yùn)行，因此對(duì)于對(duì)于變壓器故障必須結(jié)合變壓器的運(yùn)行情況、歷史數(shù)據(jù)、故障特征，通過采取針對(duì)性的色譜分析及電氣檢測(cè)手段等各種有效方法和途徑來解決降低變壓器的故障率，提高其穩(wěn)定性，保證電力系統(tǒng)的正常電力供應(yīng)，保障人們的正常生產(chǎn)和生活。

參考文獻(xiàn)：

[1]董其國(guó).電力變壓器故障與診斷[M]中國(guó)電力出版社，2002

[2]何其霖.探析水電廠變壓器發(fā)生故障的原因及解決措施[J].民營(yíng)科技，2017（3）：1-1endprint