煤礦地面變壓器異常運行和常見故障分析

張子義

(黑龍江龍煤礦業(yè)集團 鶴崗分公司振興煤礦，黑龍江 鶴崗154100)

0 前言

變壓器是煤礦地面供電系統(tǒng)中極其重要的電器設備，根據(jù)運行維護管理規(guī)定變壓器必須進行定期檢查，以便及時了解和掌握變壓器的運行情況，及時采取有效措施，力爭把故障消除在萌芽狀態(tài)之中。從而保障變壓器的安全運行。本文根據(jù)變壓器的運行、維護管理經(jīng)驗，分析總結了變壓器異常運行和常見的故障。

1 變壓器聲音出現(xiàn)異常

變壓器在正常工作時，會發(fā)出”嗡嗡”的均勻電磁聲。 如果聲音不均勻或有其他響聲，則表明變壓器運行不正常，須根據(jù)聲音的不同找出故障，及時處理。 主要故障有：

（1）電網(wǎng)發(fā)生單相接地或產(chǎn)生諧振過電壓時，變壓器的聲音較平常尖銳。

（2）當大容量設備起動時，變壓器聲音增大。如變壓器帶有可控硅整流器等負荷時，由于有諧波分量，所以變壓器內(nèi)瞬間會發(fā)出“哇哇”聲或“咯咯”間歇聲。

（3）變壓器過負荷嚴重時，會發(fā)出很高且沉重的“嗡嗡”聲。

（4）變壓器繞組發(fā)生匝間短路時，變壓器會發(fā)出“咕嘟咕嘟”開水沸騰聲，嚴重時會發(fā)出巨大轟鳴聲。

（5）變壓器夾緊件或壓緊鐵芯的螺栓松動時，變壓器發(fā)出強烈而不均勻的“噪音”或“吹風”之聲。

（6）變壓器內(nèi)部接觸不良或絕緣有擊穿，變壓器發(fā)出“噼啪”或“吱吱”聲，且聲音隨距離故障點遠近而變化。

（7）外部線路短路或接地時，通過很大的短路電流，變壓器發(fā)出“噼啪”噪音或“轟轟”的聲音。

2 變壓器油溫不斷升高

（1）冷卻器故障：如潛油泵停運、風扇損壞、散熱器管道堵塞等諸多因素引起溫度升高。

（2）由于渦流或夾緊鐵芯用的穿心螺絲絕緣損壞均會使變壓器油溫升高，而穿芯螺絲絕緣損壞后，使穿芯螺絲與硅鋼片間的絕緣破壞，這時有很大的電流通過穿芯螺絲，使螺絲發(fā)熱，也會使變壓器的油溫升高。

（3）繞組局部層間或匝間短路，內(nèi)部接點有故障，接觸電阻加大，零序不平衡電流等漏磁通過與鐵件油箱形成回路而發(fā)熱等因素引起變壓器溫度異常。發(fā)生這種情況時，還將伴隨著瓦斯或差動保護動作。

3 變壓器油位異常

（1）假油位：油標管堵塞、油枕吸管器堵塞、防爆管通氣孔堵塞。

（2）油面低：變壓器嚴重漏油、工作人員因工作需要放油后未能及時補充、氣溫過低且油量不足等。

4 變壓器氣味顏色異常

（1）防爆管防爆膜破裂會引起水和潮氣進入變壓器內(nèi)，導致絕緣油乳化及變壓器的絕緣強度降低。

（2）套管閃絡放電會造成發(fā)熱、導致絕緣老化或受損甚至引起爆炸。

（3）套管接線緊固部分松動，接觸面發(fā)生氧化嚴重，使接觸過熱，顏色變暗失去光澤，表面鍍層也遭破壞。

（4）套管污損產(chǎn)生電暈、閃絡會發(fā)生臭氧味、冷卻風扇、油泵燒毀會發(fā)出燒焦氣味。

（5）另外，吸潮過渡、墊圈損壞、進入油室的水量太多等原因會造成吸濕劑變色。

5 油枕或防爆管出現(xiàn)噴油情況

二次系統(tǒng)突然短路、保護拒動或內(nèi)部有短路故障、出氣孔和爆管堵塞等，內(nèi)部的高溫和高熱會使變壓器油突然噴出，噴出后使油降低，且有可能引起瓦斯保護動作。

6 出現(xiàn)三相電壓不平衡情況

（1）三相負載不平衡引起中性點位移，使三相電壓不平衡；

（2）系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振，使三相電壓不平衡；

（3）繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，造成三相電壓不平衡。

7 繼電保護發(fā)生動作的情況

7.1 輕瓦斯動作的原因

（1）因濾油、加油和冷卻系統(tǒng)不嚴密，致使空氣進入變壓器；

（2）溫度下降和漏油使油位緩慢降低；

（3）變壓器內(nèi)部短路或出現(xiàn)故障，產(chǎn)生少量氣體；

（4）保護裝置二次回路有故障。

7.2 查明瓦斯繼電器中氣體的性質

（1）如積聚在瓦斯繼電器內(nèi)的氣體不可燃，且是無色無嗅的，而混合氣體中主要是惰性氣體，氧氣含量大于16%，油的閃點不降低，則說明是空氣進入瓦斯繼電器內(nèi)，此時，變壓器可繼續(xù)運行。

（2）如氣體是可燃的，則說明變壓器內(nèi)部有故障，應根據(jù)瓦斯繼電器內(nèi)積聚的氣體性質鑒定變壓器內(nèi)部故障的性質， 如氣體的顏色為：①黃色不易燃的，且一氧化碳含量大于1%—2%，為木質絕緣損壞；②灰色和黑色易燃的，且氫含量在30%以下，有焦油味，閃點降低，則可能是匝間短路使油溫過熱分解或油內(nèi)曾發(fā)生過閃絡故障；③淺灰色帶強烈臭味且可燃的，是紙或紙板絕緣損壞。

8 分接開關出現(xiàn)故障的情況

變壓器油箱上有“吱吱”的放電聲，電流表隨響聲發(fā)生擺動瓦斯保護可能發(fā)出信號，油的閃點降低.這些都可能是分接開關故障而出現(xiàn)的現(xiàn)象。

（1）分接開關故障原因：

①分接開關觸頭彈簧壓力不足，觸頭滾輪壓力不勻，使有效接觸面積減少，以及因鍍銀層的機械強度不夠而嚴重磨損等會引起分接開關燒毀；②分接開關接觸不良，經(jīng)受不起短路電流的沖擊而發(fā)生故障；③倒分接開關時，由于分頭位置切換錯誤，引起開關燒壞；④相間距離不夠，或絕緣材料性能降低，在過電壓作用下短路。

（2）在運行中，開關接觸部分觸頭可能磨損，未用部分觸頭長期浸在油中可能因氧化而產(chǎn)生氧化膜，使分接觸頭接觸不良，因此，為防止分接開關故障，切換時必須測量各分接頭的直流電阻，如發(fā)現(xiàn)三相電阻不平衡，其相差值不應超過2%。

（3）倒分接頭時，應核對油箱外的分接開關指示器與內(nèi)部接頭的實際連接情況，以保證接線正確。 此外，每次倒分接頭時，應將分接開關手柄多轉動幾次，以消除接觸部分的氧化膜及油垢，再調(diào)整到新的位置。

9 變壓器故障原因分析

按變壓器發(fā)生故障的原因， 一般可分為電路故障和磁路故障，電路故障主要指線環(huán)和引線故障等，常見的有：線圈絕緣老化、受潮、切換器接觸不良、材料質量及制造工藝不良、過電壓沖擊以及二次系統(tǒng)短路引起的故障等；磁路故障一般指鐵芯、軛鐵及夾件間發(fā)生的故障，常見的有：硅鋼片短路、穿芯螺絲及軛鐵夾件與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。

10 結束語

以上是根據(jù)自己多年的工作經(jīng)驗對變壓器常見故障及現(xiàn)象進行的分析，在實際工作中，有些故障還需進行變壓器的特性試驗以及綜合分析，才能準確、可靠找出故障原因，判明故障性質，提出較完善的處理方法，確保變壓器的安全運行。