淺談變壓器常見的異常運行與故障分析

魏威龍 平禹煤電公司安全培訓中心 461670

淺談變壓器常見的異常運行與故障分析

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變壓器是電力系統(tǒng)中最關鍵的設備之一，在電網(wǎng)電壓調(diào)配中起著至關重要的作用。它承擔著電壓變換、電能分配和傳輸，并提供電力服務。通過對變壓器的異常運行情況及常見故障分析和總結(jié)，有利于快速、準確的判斷其故障原因，及時地采取有效的措施，確保礦井電器設備的安全運行，這對提高煤礦生產(chǎn)的安全系數(shù)是非常重要的。

變壓器; 異常; 故障; 分析

變壓器的正常運行是電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行的重要保證，必須最大限度地防止和減少變壓器故障和事故的發(fā)生。但由于變壓器長期運行，故障總不可能完全避免，只有根據(jù)管理規(guī)定，對變壓器進行定期檢查，將故障消除在萌芽狀態(tài)，從而保證變壓器的安全運行。根據(jù)實踐、調(diào)研、分析，筆者總結(jié)出“聽”、“看”、“聞”、“摸”、“測”五個字，從這五個方面能直觀有效地判別變壓器常見異常運行及故障的原因，快速地解決問題。

一、聽

“聽”：聽變壓器運行時產(chǎn)生的聲音。正常運行中的變壓器，電流流過鐵芯產(chǎn)生交變磁通都會發(fā)出均勻的“嗡嗡”聲。如果變壓器處于不正常運行中，運行時會產(chǎn)生不均勻或有夾雜其他的噪音響聲，可以根據(jù)產(chǎn)生的噪音給人帶來聽覺的不同，判斷故障的出處。

1、聲音比較尖銳?？赡苁请妷哼^高，電網(wǎng)發(fā)生過電壓。變壓器一次側(cè)電壓過高、在中性點不接地的電網(wǎng)系統(tǒng)中，出現(xiàn)單相接地或產(chǎn)生諧振過電壓時，會使變壓器過勵磁，其運行時的聲音就會增大，并且比平時要尖銳。

2、高而沉重的“嗡嗡”聲。這是由電流過大引起的。當變壓器出現(xiàn)過負荷或大容量的動力設備起動、穿越性短路等負載變化較大時，會發(fā)出高而沉重的“嗡嗡”聲。

3、像水燒開時一樣的“咕嘟咕嘟”聲。這是由于變壓器發(fā)生匝間短路造成的。當變壓器發(fā)生層間或匝間短路時，因短路處過熱而使變壓器油局部“沸騰”。

4、“嘶嘶”、“哧哧”聲。這是由于變壓器高壓套管臟污和裂損造成的。當變壓器的高壓套管臟污，表面釉質(zhì)脫落或裂損時，會發(fā)生表面閃絡，從而聽到“嘶嘶”、或“哧哧”的響聲。

5、“啾啾”、“吱吱”聲。這可能是由于調(diào)壓分接開關不到位、接觸不良或或絕緣有擊穿造成的。

6、“唧哇唧哇”、“轟轟”聲。這是由于外部線路斷線或短路造成的。當線路在導線的連接處或T接處發(fā)生斷線，當風吹動，時接時斷，接觸器就會產(chǎn)生弧光或火花，這時變壓器就會發(fā)出“唧哇唧哇”的叫聲；當?shù)蛪壕€路發(fā)生接地或出現(xiàn)短路故障時，變壓器就會發(fā)出“轟轟”的聲音；如果短路點較近，將會有巨大轟鳴聲。

7、“錘擊”、“敲砸”、“吹風”聲。這是由于個別零件松動（鐵芯的穿芯螺絲夾得不緊或有零件遺漏在鐵芯上）造成的。也有可能是因為變壓器靜電放電而使變壓器發(fā)出強烈而不均勻的“噪音”或有“錘擊”和“吹風”聲。

二、看

“看”：通過眼觀視覺來快速的判斷變壓器的外觀狀況。

1、油位異常。變壓器在運行過程中出現(xiàn)滲油、漏油或由于油標、呼吸器堵塞等原因出現(xiàn)假油位的現(xiàn)象是比較普遍的，應該不定期進行巡視和檢查，進行補油或放油。

2、油色過深。可能是長時間沒有更換變壓器油或由于匝間短路使油溫局部劇烈上升，油與空氣中的氧氣接觸發(fā)生裂化，內(nèi)部材料焦化分解造成的。

3、干燥劑變色異常。由于油的濕度太大、掛圈損壞，進入油室的水量太多等原因造成干燥劑異常變色。

4、油枕或防爆管噴油。可能是變壓器繞組短路而保護裝置拒動；出氣孔堵塞；變壓器內(nèi)部放電或短路故障。

三、聞

“聞”：通過嗅覺感觸變壓器異常運行時散發(fā)出的氣味的方法來識別其故障原因。

1、有“臭氧”氣味。有可能是變壓器套管損壞，產(chǎn)生電暈、閃絡引起的。

2、有“燒焦”氣味?？赡苁怯捎诶鋮s風扇、油泵燒壞引起的。

四、摸

“摸”：小心試探觸摸，以感覺變壓器殼體的外表溫度。變壓器運行時，上層油溫一般不宜超過85℃，最高不超過95℃。 造成變壓器殼體溫度過高的原因可能有：

1、過負荷

從變壓器二次側(cè)的電流表上可以看出變壓器的實際負荷電流，與變壓器二次側(cè)額定電流比較可以計算出過負荷的倍數(shù)。變壓器允許的過負荷倍數(shù)和過負荷允許持續(xù)時間應遵循一個對應。

2、繞組匝間短路。嚴重的匝間短路會使變壓器嚴重發(fā)熱。引起此故障的原因可能是：（1）變壓器長期過載超溫運行，使絕緣老化；（2）繞組制造時因敲打、彎曲和擠壓使絕緣損傷；（3）變壓器油面下降，部分線圈露出油面，使繞組局部過熱和絕緣老化；（4）水分進入變壓器內(nèi)，使絕緣受潮而短路。

3、鐵芯絕緣或穿芯螺栓絕緣受損。鐵芯絕緣損壞、穿芯螺栓絕緣受損會致使渦流增大，造成局部過熱。

4、變壓器冷氣系統(tǒng)有故障。如冷卻風扇停轉(zhuǎn)，水冷循環(huán)系統(tǒng)損壞等。

五、測

“測”：用儀器對變壓器是否出現(xiàn)局部放電的檢測。運行中的變壓器長期發(fā)生局部放電會導致內(nèi)部絕緣的老化及破壞，危害性非常大。局部放電時間短、量很微弱、能量也很小，這只靠人的眼觀、耳聽是察覺不到的，只有通過靈敏度很高的局部放電測量儀器才能將其檢測到。變壓器局部放電的檢測方法一般有：

（1）電測法。利用示波儀或無線電干擾儀，查找放電的特征波形或無線電干擾程度。 （2）超聲波測法。檢測放電中出現(xiàn)的聲波，并把聲波變換為電信號，錄在磁帶進行分析，利用電信號和聲信號的傳遞時間差異。可求得探測點到放電點的距離。 （3）化學測法。檢測油中各種溶解氣體的含量及增減變化規(guī)律，及油中的組成、比例以及數(shù)量的變化，從而判定有無局部放電（或局部過熱）。此外，近年來還研制出局部放電在線檢測儀，能在變壓器運行中進行自動檢測局部放電。

結(jié)束語

以上內(nèi)容是通過維修與調(diào)研，從變壓器的運行聲音、油位、油色、干燥劑、溫度、等外觀方面及部分的儀器檢測，簡單地總結(jié)出變壓器常見故障的現(xiàn)象和原因，但是由于變壓器的異常運行與故障并非某個單一的因素所決定的，有時甚至會出現(xiàn)假象。變壓器電路部分或磁路部分也常常會出現(xiàn)不容易被發(fā)現(xiàn)的故障，這還必須要求我們要對變壓器進行特性試驗與性能綜合分析，才能準確、可靠地找出故障原因，判明故障性質(zhì)，作出較為完善的處理方法，杜絕隱患，確保變壓器的安全運行，為保證礦井高產(chǎn)、高效、安全的發(fā)展奠定良好的前提與基石。

[1]《煤礦電氣設備故障分析及處理》.平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院講義 .2005.