變壓器故障分析及預(yù)防對(duì)策

陸釗　邱辛泰

摘要：變壓器是電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，如果其出現(xiàn)故障將會(huì)在根本上影響電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。變壓器故障發(fā)生時(shí)大多伴隨著電弧、放電以及劇烈燃燒等情況，造成電力設(shè)備出現(xiàn)短路等故障，導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，嚴(yán)重的甚至?xí)斐扇松韨?。為了保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行，必須要做好對(duì)變壓器的管理工作，針對(duì)常見的故障進(jìn)行分析，并結(jié)合其運(yùn)行特點(diǎn)，確定可行的防止措施。文章分析了變壓器常見故障，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：變壓器；故障分析；防止對(duì)策；絕緣接地；電網(wǎng)系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM407 文章編號(hào)：1009-2374（2015）05-0131-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0397

為降低變壓器故障發(fā)生的概率，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，必須要做好對(duì)各類故障的研究與預(yù)防管理工作，確定故障發(fā)生的原因，采取有效的措施進(jìn)行控制。輸電網(wǎng)變壓器設(shè)置的位置比較特殊，受外界因素影響比較大，管理工作稍有不當(dāng)就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障，因此需要注重管理各影響因素，做好變壓器安裝、維修以及檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)

管理工作，提高其運(yùn)行效果，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

1 變壓器故障原因分析

1.1 雷擊影響

變壓器一般都被設(shè)置在野外環(huán)境中，受到外界環(huán)境因素的影響更大，在設(shè)備安裝施工時(shí)，一般都會(huì)將防雷設(shè)置作為重點(diǎn)環(huán)節(jié)。經(jīng)過各種防雷防護(hù)施工后，變壓器被雷擊的可能性比較小，但是一旦發(fā)生造成的影響十分惡劣，因此也算是造成變壓器故障的主要原因之一。一般情況下，除非具有明確特征證明屬于雷擊事故，基本上都是將沖擊故障劃分到“線路涌流”中。

1.2 線路涌流

線路涌流可以說是對(duì)線路造成干擾最大的因素，同時(shí)也是導(dǎo)致變壓器故障的主要原因，一直以來(lái)都是變壓器故障預(yù)防措施中重點(diǎn)研究的內(nèi)容。線路涌流故障主要表現(xiàn)在合閘過電壓、線路故障以及電壓峰值以及其他輸配方面存在的異?，F(xiàn)象，如果管理不到位，很容易就會(huì)因?yàn)榇祟悊栴}而影響變壓器的正常運(yùn)行。想要解決此類問題，需要進(jìn)一步加深對(duì)沖擊保護(hù)驗(yàn)證的研究。

1.3 絕緣老化

就變壓器實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，在所有故障原因中絕緣老化出現(xiàn)的頻率比較高。因?yàn)樽儔浩鬟\(yùn)行環(huán)境特殊，為保證輸電網(wǎng)的正常運(yùn)行，變壓器需要持續(xù)不間斷地運(yùn)行，在運(yùn)行過程中與周圍設(shè)備產(chǎn)生的熱量會(huì)對(duì)絕緣造成損壞，加速絕緣老化的速度，降低其所具有的功能，嚴(yán)重的就會(huì)導(dǎo)致變壓器運(yùn)行故障。與絕緣正常變壓器運(yùn)行效果相比，絕緣老化的變壓器使用壽命大大降低，不但加大了設(shè)備運(yùn)行危險(xiǎn)性，同時(shí)也增加了資金的投入。

1.4 維護(hù)不當(dāng)

變壓器是維持輸電網(wǎng)正常運(yùn)行的主要設(shè)備，再加上其運(yùn)行環(huán)境的特殊性，應(yīng)安排專業(yè)的維護(hù)小組對(duì)其進(jìn)行檢修，但是實(shí)際中受地理環(huán)境以及變壓器數(shù)量等因素影響，日常管理工作并不到位，不能及時(shí)發(fā)展存在的問題，在問題持續(xù)發(fā)展的情況下，導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)故障。例如受潮是影響變壓器運(yùn)行效率的因素之一，主要包括頂蓋滲漏、管道滲漏、配件浸入油箱以及洪水等原因，不能通過檢修來(lái)完成對(duì)受潮情況的處理，影響設(shè)備正常工作。

1.5 設(shè)備過載

主要是因?yàn)樵O(shè)備負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致的故障，即設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于超過最大功率的狀態(tài)，經(jīng)常發(fā)生于發(fā)電廠或者用電部門持續(xù)緩慢提升負(fù)荷的情況下，在未經(jīng)管理的情況下達(dá)到超負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)。長(zhǎng)時(shí)間的超負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)加速絕緣的老化，一旦變壓器絕緣紙板老化，其強(qiáng)度降低，

這樣在外部故障的沖擊下會(huì)導(dǎo)致絕緣破損發(fā)生故障。

2 變壓器故障預(yù)防措施分析

2.1 加強(qiáng)安裝管理

首先，保證運(yùn)行負(fù)荷變壓器設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)，如果是油冷變壓器則需要對(duì)頂層油溫進(jìn)行定時(shí)監(jiān)測(cè)，保證變壓器運(yùn)行正常。其次，在確定變壓器安裝地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)保證其滿足設(shè)計(jì)與建造相關(guān)規(guī)范要求，尤其是對(duì)于戶外變壓器的安裝，更是要保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)都滿足安裝設(shè)計(jì)要求，做好防雷處理，降低外界因素對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成的影響，確定變壓器所具有的條件能夠滿足戶外運(yùn)行需求。

2.2 做好用油質(zhì)量檢測(cè)

基于變壓器的運(yùn)行特征，隨著水分的增加，變壓器油的節(jié)電強(qiáng)度會(huì)急劇降低，一般情況下油中萬(wàn)分之一的水分可以降低變壓器一半左右的介電強(qiáng)度?；诖吮仨氁龀⌒团潆娮儔浩饕酝獾乃凶儔浩饔蜆舆M(jìn)行擊穿試驗(yàn)，準(zhǔn)確測(cè)定水分含量，然后采取過濾的措施將其去除。另外，還需要進(jìn)行油中故障氣體分析。應(yīng)用變壓器油中8種故障氣體在線監(jiān)測(cè)儀，連續(xù)測(cè)定隨著變壓器中故障的發(fā)展而溶解于油中氣體的含量，通過對(duì)氣體類別及含量的分析則可確定故障的類型。每年都應(yīng)作油的物理性能試驗(yàn)以確定其絕緣性能，試驗(yàn)包括介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度、酸度、界面張力等。

2.3 加強(qiáng)日常維護(hù)管理

首先，應(yīng)保證瓷套管與絕緣子的清潔度，并做好電氣連接緊固程度的檢測(cè)，保證其滿足變壓器運(yùn)行需求。其次，針對(duì)油冷卻系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確定散熱器不存在生銹、滲漏、污垢淤積以及損傷等。再次，做好分接開關(guān)與避雷器接地處理的檢測(cè)，一方面檢測(cè)觸頭緊固度、疤痕、灼傷以及靈活性等因素，另一方面，檢測(cè)接地電阻，保證其低于5Ω。最后，應(yīng)每隔三年都要對(duì)變壓器的線圈、避雷器以及套管進(jìn)行全面檢測(cè)，確定構(gòu)件不存在損傷，可以滿足變壓器運(yùn)行需求。

3 變壓器故障處理措施分析

3.1 繞組故障

繞組故障主要包括匝間、相間短路以及斷線與接頭開焊相關(guān)問題，出現(xiàn)此類問題的主要因素是因?yàn)樽儔浩髟谏a(chǎn)與安裝過程中，造成繞組一部分絕緣體被破壞，影響了繞組的功能的正常運(yùn)行。變壓器一般都是長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)運(yùn)行，在長(zhǎng)期過載與散熱困難情況下，導(dǎo)致繞組溫度上升加劇了絕緣的老化。另外，繞組制造工藝不佳，壓制不夠嚴(yán)密，構(gòu)件的機(jī)械強(qiáng)度不能滿足設(shè)備運(yùn)行需求，這樣在發(fā)生短路時(shí)，繞組不能承受沖擊影響，造成繞組變形被損毀。因此，在對(duì)繞組故障進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)將管理工作滲透到設(shè)備安裝以及日常檢修中，檢查確認(rèn)繞組性能的完整性，保證其機(jī)械強(qiáng)度可以滿足變壓器運(yùn)行需求，不會(huì)因?yàn)闃?gòu)件本身制作質(zhì)量而影響到變壓器運(yùn)行效果。

3.2 分接開關(guān)故障

一般情況下分級(jí)開關(guān)故障的發(fā)生，主要是因?yàn)橄嚅g觸頭或者接頭放電而造成構(gòu)件表面灼傷與熔化。想要避免此類故障的發(fā)生，應(yīng)確定連接螺絲已經(jīng)擰緊，不存在松動(dòng)情況；保證分接頭結(jié)緣板絕緣級(jí)別滿足變壓器運(yùn)行需求；將帶載調(diào)整裝置配備到位，另外還要避免因?yàn)橛退醿r(jià)過高而對(duì)分接開關(guān)接觸面造成的腐蝕。

3.3 鐵芯故障

如果鐵芯柱穿心螺桿或者鐵輪夾緊螺桿絕緣存在問題，很有可能會(huì)出現(xiàn)鐵芯故障。在變壓器運(yùn)行過程中，一旦出現(xiàn)繞組或者鐵芯故障應(yīng)立即對(duì)吊芯進(jìn)行檢查，測(cè)量并記錄各相繞組直流電阻，然后對(duì)測(cè)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。如果兩者差距比較大，則證明繞組存在故障。然后在此基礎(chǔ)上觀察鐵芯外觀，并用直流電壓、電流表測(cè)量片間絕緣電阻，如果鐵芯外觀損壞程度比較小，則可以選擇對(duì)損壞處進(jìn)行涂漆的處理方式。

4 結(jié)語(yǔ)

變壓器運(yùn)行環(huán)境相對(duì)特殊，受到外界因素的影響比較大，但是其影響著電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。為降低其故障的發(fā)生率，需要全面分析故障出現(xiàn)的原因，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行研究，采取可行的措施對(duì)故障進(jìn)行處理，并做好相應(yīng)的預(yù)防措施，爭(zhēng)取降低各類因素的影響，提高變壓器運(yùn)行的可靠性，促進(jìn)輸電網(wǎng)的穩(wěn)定

運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：陸釗（1988-），女，江蘇無(wú)錫人，江蘇省電力公司無(wú)錫供電公司助理工程師，在讀工程碩士，研究方向：電力系統(tǒng)及自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：蔣建華）