淺談變壓器常見故障及處理方法

張前

（江蘇省電力公司沛縣供電公司，江蘇 沛縣 221600）

變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，在輸電、配電系統(tǒng)中起到了改變電壓和傳輸功率的作用。因此，作為維修電工應(yīng)對變壓器進行維護和定期檢查，以便發(fā)現(xiàn)故障，及時處理。

1 變壓器發(fā)生故障的原因

1.1 制造工藝存在缺陷。如設(shè)計不合理、材料質(zhì)量低劣以及加工不精細等。

1.2 缺乏良好的管理及維護。如檢修后干燥處理不充分，安裝不細心，以及由于檢測能力有限導(dǎo)致某些故障未能及時發(fā)現(xiàn)而繼續(xù)發(fā)展或故障設(shè)備修復(fù)不徹底等。

1.3 絕緣老化。變壓器在正常運行中，由于長期受到熱、電、機械應(yīng)力以及環(huán)境因素的影響，會發(fā)生一些不可逆的變化過程，使絕緣老化，通常這一過程非常緩慢，但當設(shè)備發(fā)生某些異常情況時，則會加速絕緣老化過程，迅速形成故障。

1.4 惡劣的環(huán)境和苛刻的運行條件，以及長期超過技術(shù)規(guī)定允許的范圍運行，往往是直接導(dǎo)致故障的起因。

2 變壓器故障按嚴酷程度分類

2.1 類臨界性：變壓器性能輕度下降或輕度受損；

2.2 類致命性：變壓器性能嚴重下降或嚴重受損，必須立即停運

2.3 類災(zāi)難性：變壓器爆炸或完全損壞

2.4 類輕度性：不甚影響變壓器運行但要進行非計劃檢修。

3 配電變壓器故障分析

3.1 變壓器故障按部位分類分析

變壓器故障按部位通?？煞譃槊芊狻㈣F心、繞組、絕緣、分接開關(guān)、套管、引線等七類故障。

3.1.1 密封不良。變壓器密封不良主要是接頭處處理不好，如焊接質(zhì)量不良、螺栓亂扣以及法蘭不平等原因造成。其后果是漏油、漏氣，影響范圍大。故障模式有密封圈老化、瓷套脫落或破裂、箱體焊點裂紋、潛油泵處漏氣等。

這類故障通常不易被發(fā)現(xiàn)，檢查中要特別注意。發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理：a.對密封圈老化要更換密封圈；b.屬瓷套破裂要更換瓷套；c.箱體焊點有裂紋須補焊；d.所有緊固螺栓必須擰緊。

3.1.2 鐵心故障分析。變壓器鐵心和繞組是傳遞、交換電磁能量的主要部件，要使變壓器可靠運行，除繞組質(zhì)量合格外，鐵心質(zhì)量好壞是決定正常運行的關(guān)鍵。鐵心的故障模式可分為：鐵心多點接地、鐵心接地不良、鐵心片間短路。其中鐵心多點接地可分為：鐵心動態(tài)性多點接地和牢靠性多點接地。

變壓器鐵心故障以鐵心多點接地出現(xiàn)較多，伴隨有鐵心局部過熱運行時間過長將會使油紙絕緣老化、絕緣墊塊碳化、鐵心片絕緣層老化，甚至使鐵心接地引線繞斷，這類故障屬臨界性故障。鐵心片間短路將會在強磁場中形成渦流使鐵心局部過熱，鐵心接地不良也會使鐵心局部過熱，同時出現(xiàn)介損超標現(xiàn)象。

3.1.3 繞組故障分析。變壓器繞組是變壓器的心臟，構(gòu)成變壓器輸入，輸出電能的電氣回路，其故障模式可分為：繞組短路、繞組斷路、繞組松動、變形、位移、繞組燒損。其中繞組短路又可分為：層間短路、匝間短路、股間短路等。

變壓器繞組故障除外在因素外，大部分是由于繞組本身結(jié)構(gòu)及絕緣不合理所引起，以繞組短路出現(xiàn)率最高，它不僅影響到繞組本身，而且對鐵心、引線、絕緣層等都有極大的影響。這種故障屬致命性的，此時變壓器內(nèi)部可能出現(xiàn)局部高溫或局部高能量放電現(xiàn)象，如不及時處理會導(dǎo)致變壓器繞組完全損壞，嚴重時其油溫聲速升高，體積膨脹，甚至導(dǎo)致變壓器爆炸，升級為災(zāi)害性故障。

對于變壓器繞組松動、變形、失穩(wěn)，絕緣損傷現(xiàn)象，變壓器在這種情況下雖能運行，但實質(zhì)上內(nèi)部已受損，抗短路能力差，若外部短路或受到雷擊的影響進一步使繞組松散，內(nèi)部場強分布不均，極易導(dǎo)致局部放電進而損傷導(dǎo)線。另外松散導(dǎo)線也易在電磁力作用下產(chǎn)生振動，互相磨擦而劃破絕緣。繞組燒損是指繞組絕緣部分碳化，最終形成繞組短路，發(fā)展為致命性故障，因而這類故障屬于監(jiān)界性故障。對此一般處理方法為：a.修得變形部位，必要時應(yīng)更換繞組；b.擰緊壓圈螺訂，緊固松脫的襯墊、撐條；c.修復(fù)改善結(jié)構(gòu)，提高機械強度，修補絕緣，并作浸漆干燥處理。

繞組斷路，當高壓側(cè)有一相斷路時，變壓器將非在全相狀態(tài)下運行，變壓器低壓側(cè)三相電壓、電流呈現(xiàn)不平衡，三相直流電阻也不平衡；兩相斷路則變壓器不能運行；當?shù)蛪簜?cè)兩相斷路時，變壓器為單相負載運行，斷路的兩相無電壓輸出，因而變壓器斷路屬于致命性故障，為此須更換或修復(fù)繞組。

3.1.4 絕緣故障分析

變壓器內(nèi)部絕緣是變壓器質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵，大部分故障都是因絕緣性能不佳引起，因而絕緣的好壞是變壓器能否長期、安全可靠運行的基本保證。絕緣故障模式可分為：絕緣損傷、介損超標。

絕緣損傷與介損超標在短期內(nèi)變壓器仍能正常運行，但這些故障會使變壓器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電或局部輕度過熱現(xiàn)象，進一步損傷絕緣將導(dǎo)致變壓器內(nèi)繞組局部短路、絕緣件碳化等故障，屬輕度性故障。

一般處理方法有：a.對絕緣受潮要進行干燥處理；b.若變壓器油劣化則要更換或處理變壓器油；c.檢查油道是否堵塞，并清除油道中的雜物；d.若油面過低則應(yīng)檢查是否滲漏及增加油量至油面線。

4 變壓器常見故障處理

變壓器運行中的故障，分為線圈故障、鐵芯故障及套管、分接開關(guān)等故障。

4.1 繞組線圈斷線

故障現(xiàn)象：斷線處有電弧，使變壓器內(nèi)有放電聲；斷線的相沒有電流。

產(chǎn)生原因：導(dǎo)線焊接不良；匝間、層間、相間短路造成斷線；搬運時強烈震動，或安裝套管時使引線扭曲斷線。

排除方法：采用吊芯處理，若因短路造成，應(yīng)重繞線圈，若引線斷線則重新接線。

4.2 分接開關(guān)觸頭表面熔化與灼傷

故障現(xiàn)象：油溫升高；高壓熔絲熔斷。

產(chǎn)生原因：開關(guān)配合裝配不當，造成接觸不良。

排除方法：定期在停電后將分接開關(guān)轉(zhuǎn)動幾周，使其接觸良好。

4.3 變壓器油質(zhì)變壞

故障現(xiàn)象：變壓器油色變暗。

產(chǎn)生原因：變壓器故障引起放電，造成油分解；變壓器油長期受熱氧化嚴重，油質(zhì)惡化。

排除方法：應(yīng)定期試驗、檢查，進行過濾或換油。

4.4 鐵芯片有不正常響聲

故障現(xiàn)象：有各種不同于正?！拔宋恕甭暤漠惓ｍ懧暋?/p>

產(chǎn)生原因：鐵芯疊片錯誤；鐵片間有雜物；鐵芯緊固件松動；鐵片厚度不均勻。

排除方法：夾緊或進行重新疊片，消除發(fā)響的聲音。

4.5 繞組匝間短路

故障現(xiàn)象：變壓器異常發(fā)熱；油溫升高；油枕蓋有黑煙；氣體繼電器動作。

產(chǎn)生原因：變壓器進水，水浸入繞組；繞制時，導(dǎo)線及焊接處的毛刺使匝間絕緣破壞；油道內(nèi)掉入雜物；變壓器運行年久或長期過載造成絕緣老化，應(yīng)重繞線圈進行

4.6 套管間放電

故障現(xiàn)象：高壓熔絲熔斷。

產(chǎn)生原因：套管間有雜物；套管間有小動物。

排除方法：更換套管。

結(jié)語

總而言之，變壓器的正常運行是對電力系統(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，故障和事故總不可能完全避免，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期運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)生故障的主要因素。同時，部分工作人員業(yè)務(wù)素質(zhì)不高、技術(shù)水平不夠或違章作業(yè)等，都會造成事故或?qū)е率鹿实臄U大，從而危及電力系統(tǒng)的安全運行。

[1]袁道君，油泵故障引起的變壓器油金屬污染及現(xiàn)場再生處理，變壓罪，1999.1

[2]張冠軍，錢政，嚴璋，技術(shù)在電力變壓器絕緣故障診斷中的應(yīng)用與發(fā)展，1999.1

[3]趙家禮，張慶達，變壓器故障診斷與修理，機械工業(yè)出版社，2000