淺談變壓器常見的故障問題及處理措施

王強

變壓器作為供電系統中不可缺少的轉化設備，其在電壓的轉變及電流的輸送中有著十分重要的地位，可以說是供電系統中最核心的部分。

如果變壓器發(fā)生故障，會導致供電中斷，甚至會引發(fā)一系列安全事故，將會對社會經濟造成損失、對生活秩序造成影響。因此，避免和減少變壓器的故障，或者當故障出現后及時排除，保障供電系統安全、穩(wěn)定、高效的運行具有十分重要的意義。

1.變壓器常見故障問題

1.1短路電流故障

當變壓器忽然發(fā)生短路時，高、低壓繞組可能一起通過為額定值數十倍的短路電流，使其產生很大的熱量，變壓器嚴重發(fā)熱。當變壓器承受短路電流的能力不夠，熱穩(wěn)定性差時，就會使變壓器絕緣材料嚴重受損，而形成變壓器擊穿及損毀事故。

1.2變壓器油質變壞

變壓器中的油，由于長時間使用而沒有更換，其中漏進了雨水和浸入了一些潮氣，再加上其中的油溫經常過熱，這就容易造成油質的變壞。而油質變壞則導致變壓器的絕緣性能受到了很大的影響，這種情況就非常容易引起變壓器的故障產生。

1.3變壓器過熱

過熱對變壓器是極其有害的。變壓器絕緣損壞大多是由過熱引起，溫度的升高降低了絕緣材料的耐壓能力和機械強度。相關資料指出變壓器最熱點溫度達到140℃時油中就會產生氣泡，氣泡會降低絕緣或引發(fā)閃絡，造成變壓器損壞。

變壓器的過熱也對變壓器的使用壽命影響極大。相關國際組織認為：在80-140℃的溫度范圍內，溫度每增加6℃，變壓器絕緣有效使用壽命降低的速度會增加一倍，這就是變壓器運行的6℃法則。相關標準文獻規(guī)定：油浸變壓器繞組平均溫升限值是65℃，頂部油溫升是55℃，鐵芯和油箱是80℃。還有相關規(guī)定顯示：線圈熱點溫度任何時候不得超過140℃，一般取130℃作為設計值。

1.4冷卻裝置故障

冷卻裝置是通過變壓器油幫助繞組和鐵芯散熱。冷卻裝置正常與否，是變壓器正常運行的重要條件。在冷卻設備存在故障或冷卻效率達不到設計要求時，變壓器是不宜滿負荷運行的，更不宜過負荷運行，需要注意的是，在油溫上升過程中，繞組和鐵芯的溫度上升快，而油溫上升較慢?？赡軓谋砻嫔峡从蜏厣仙欢啵F芯和繞組的溫度已經很高了，所以，在冷卻裝置存在故障時，不僅要觀察油溫，還應注意變壓器運行的其它變化，綜合判斷變壓器的運行狀況。

1.5內部聲音異常

變壓器如果運行正常，其中產生的電磁交流聲的頻率會相當穩(wěn)定，而如果變壓器的運行出現問題，在變壓器中就會偶爾產生不規(guī)律的聲音，表現出異常現象。

1.6變壓器油溫突增

變壓器油溫突增，其引起的主要原因是：內部緊固螺絲接頭松動、冷卻裝置運行不正常、變壓器過負荷運行以及內部短路閃絡放電等。在正常的情況下，變壓器上層油溫必須要在85℃以下，如果沒有在變壓器的本身配置溫度計，則可用水銀溫度計在變壓器的外殼上測量溫度，正常溫度要保持在80℃以下。如果油溫過高，要對變壓器是否過負荷以及冷卻裝置的運行狀況進行檢查。若變壓器在進行超負荷運行，要立刻對變壓器的負荷進行減輕，如果變壓器的負荷減輕后，溫度依然如此，就要立刻停止變壓器運行，對其故障原因進行查找。

2.變壓器常見故障的處理措施

（1）當變壓器忽然發(fā)生短路時，首先要注意檢查通過線路的電流是否超過額定值很多，而造成變壓器嚴重發(fā)熱；或者變壓器絕緣材料嚴重受損。變壓器的出口短路通常有三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路等幾種類型。相關資料顯示，在中性點接地系統中，單相接地短路約占全部短路故障的65%，兩相短路約占10%～15%，兩相接地短路約占15%-20%，三相短路約占5%。其中以三相短路時的短路電流值最大。對220kV三繞組變壓器而言，高壓對中、低壓的短路阻抗一般10%～30%之間。中壓對低壓的短路阻抗一般在10%以下，因此變壓器發(fā)生短路故障時，強大的短路電流會導致變壓器絕緣材料受熱損壞。找到發(fā)生短路故障的原因后就可以有針對性的采取修復措施：①優(yōu)化選型要求。選型應選用能順利通過短路試驗的變壓器并合理確定變壓器的容量，合理選擇變壓器的短路阻抗。②優(yōu)化運行條件。要提高電力線路的絕緣水平，特別是提高變壓器出線一定距離的絕緣水平，同時提高線路安全走廊和安全距離要求的標準，降低近區(qū)故障影響和危害，包括重視電纜的安裝檢修質量（因電纜頭爆炸大多相當于母線短路）；對重要變電站的中、低壓母線，考慮全封閉，以防小動物侵害；提高對開關質量的要求，防止發(fā)生拒分等。③優(yōu)化運行方式。確定運行方式要核算短路電流，并限制短路電流的危害。如采取裝備用電源自投裝置后開環(huán)運行，以減少短路時的電流和簡化保護配置；對故障率高的非重要出線，可考慮退出重合閘保護；提高速切保護性能，壓縮保護時間；220kV及以上電壓等級的變壓器盡量不直接帶10kV的地區(qū)電力負荷等。④提高運行管理水平。首先要防止誤操作而造成的短路沖擊；要加強變壓器的適時檢修和監(jiān)測，及時發(fā)現變壓器的變形強度，保證變壓器的安全運行。

（2）經常檢查變壓器的油質。一般情況下如果是新近投運的變壓器，其油色會呈淺黃色，在使用一段時間以后，油色將會變成淺紅色。當發(fā)現油色開始變黑時，為了防止外殼與繞組之間或線圈繞組間發(fā)生電流擊穿，就必須立刻進行取樣化驗。經化驗，若油質合格則可繼續(xù)使用，若不合格就需要將絕緣油進行過濾和再生處理，讓油質達到合格要求和再進行使用。

（3）針對變壓器過熱根據引起故障的不同原因采取不同的處理對策。①由于繞組結構原因引起的低壓繞組過熱，宜將變壓器的低壓繞組改為雙螺旋結構。②因引線和套管銅管靠接后出現的過熱，可采?。涸诿颗_產品試裝時，準確裁截引線電纜的長度，做到引線長度和套管準確的配裝，消除電纜太長而與銅管內壁靠接的不良后果；或改變引線電纜的絕緣包扎方式保持引線電纜絕緣的完整，不允許有絕緣松脫露銅的現象。③因滑磁引起的過熱故障，可在變壓器油格內壁及繞組鋼托板上加裝磁屏蔽。④加強管理，對強油循環(huán)的冷卻系統必須有兩個可靠的電源，應有自動的切換裝置，并定期進行切換試驗，信號裝置齊全、可靠。

（4）對于變壓器冷卻裝置常見故障的處理方法通常采取以下措施：①冷卻裝置常見的故障就是電源故障，如熔絲熔斷、導線接觸不良或斷線等。當發(fā)現冷卻裝置整組停運或個別風扇停轉以及潛油泵停運時，應檢查電源，查找故障點，迅速處理。若電源已恢復正常，風扇或潛油泵仍不能運轉，則可按動熱繼電器復歸按鈕試一下。若電源故障一時來不及恢復，且變壓器負荷又很大，可采用臨時電源，使冷卻裝置先運行起來，再去檢查和處理電源故障。②冷卻裝置的機械故障包括電動機軸承損壞、電動機繞組損壞、風扇扇葉變形及潛油泵軸承損壞等。這時需盡快更換或檢修。③對于控制回路故障，發(fā)現小控制回路中的各元件損壞、引線接觸不良或斷線、接點接觸不良時，應查明原因迅速處理。

（5）出現變壓器內部聲音異?，F象有幾種主要原因，可以根據具體狀況采取相應的處理措施：變壓器內部發(fā)出沉重的聲音，這一般是由于變壓器過載運行造成的，要注意調節(jié)變壓器的承載；變壓器在運行時發(fā)出強烈而不均勻的噪聲，這就需要堅持變壓器中的零件可能有的產生了松動；變壓器運行時產生震動，同樣會產生噪音，是由變壓器的鐵芯最外層硅鋼片未夾緊引起的；變壓器頂蓋的螺絲產生松動，也會導致變壓器在運行時發(fā)出異響；變壓器的內部電壓如果太高時，鐵芯接地線會出現斷路或外殼閃絡，導致外殼和鐵芯感應出高電壓，會引起變壓器內部同樣會發(fā)出噪音。 [科]