變壓器故障及排除技術措施研究

楊 城

（國網(wǎng)河北電力公司滄州供電分公司，河北 滄州 061000）

0 引 言

變壓器作為電力基礎設施之一，具有種類多、應用范圍廣的特點。我國非常重視變壓器在實際應用中的狀況，特別是在智能電網(wǎng)建設背景下，對變壓器運行標準也提出了更高要求。但是變壓器實際運行中，會受到諸多因素的影響出現(xiàn)不良問題，從而直接影響整個電力系統(tǒng)的安全性。因此，需要針對變壓器問題提出相應的解決對策，從而提升變壓器以及電力系統(tǒng)的安全性。

1 變壓器常見故障和故障分析

1.1 常見故障

（1）變壓器停運送電中，可能會產(chǎn)生電壓不均衡情況，三相不夠穩(wěn)定。特別是新變壓器，在停運送電時三相電壓都很高，如果電壓超過了設備的額定電壓，容易造成燒毀事故。（2）高壓保險絲由于承受不了高壓熱量而熔斷。（3）狂風暴雨后變壓器無法實現(xiàn)送電功能。（4）變壓器內(nèi)部存在異常聲響，可能發(fā)出“吱吱”聲、“噼啪”聲及“呱唧”聲等。（5）接線柱嚴重受損或者套管絕緣層破損。（6）冷卻條件正常且變壓器內(nèi)的油體中存在炭質。（7）油色變化較大，內(nèi)部存在炭質。（8）變壓器出現(xiàn)較大的聲音，在安全氣道、儲油柜向外噴油，同時散熱管和油箱變形、漏油。

1.2 故障分析

變壓器產(chǎn)生故障問題通常都伴隨著異響，不同故障部位及程度的異響也存在差異，很多故障問題都可以通過聲音判斷，并開展后續(xù)的維修工作[1]。

（1）調(diào)壓分接開關接觸不良。很多變壓器在長期使用中不注重分接開關養(yǎng)護和調(diào)試，如果分接開關難以閉合，則會發(fā)出“啾啾”聲，此時熔絲可能會因為開關問題被熔斷。此外，還需要重點考慮接觸不良問題，接觸不良可以聽到“吱吱”電流放電聲，若整個變壓器運行中電壓突然增加，則會燒毀接觸開關。

（2）缺相時響聲。缺相故障是常見的故障種類之一。一旦出現(xiàn)此類故障通常會二相不同，在送上一相后也沒有信息反饋，之后送上三相才會反饋。如果出現(xiàn)此類問題，可能是3點原因導致，一是電源一相電缺乏；二是熔絲斷一相；三是變壓器內(nèi)部引線斷裂或局部元器件受損。

（3）穿心螺桿問題。夾緊鐵心性能和穿心螺桿有著直接關系，鐵心內(nèi)部如果存在異物或變壓器中掉入金屬異物時，則會產(chǎn)生“叮當”敲擊聲和墊片振動響聲，但不會影響變壓器的整體性能，壓力表現(xiàn)一切都正常。由于該問題不算是嚴重故障，因此可以在維護工作中統(tǒng)一處理。

（4）鐵心接地斷線。如果鐵心接地出現(xiàn)了斷線問題，變壓器會出現(xiàn)輕微的放電聲音[2]。

（5）高壓套管問題。套管由于運行環(huán)境較差，一段時間后會產(chǎn)生閃絡情況，并發(fā)出異響。

（6）外部線路短路。如果導線連接位置、T接線位置出現(xiàn)了斷路問題，特別是在大風天氣時產(chǎn)生“時接時斷”，產(chǎn)生肉眼可見的弧光、火花，變壓器就會發(fā)出“呱唧”聲。如果低壓線路出現(xiàn)了接地故障或短路故障，則變壓器會發(fā)出較大的悶響聲。

（7）變壓器超負荷。如果變壓器運行負荷較高，會發(fā)出變壓器過載的“嗡嗡”聲。

（8）電壓過高。一旦變壓器電壓過高，會產(chǎn)生過勵磁情況，發(fā)出較大而尖銳的響聲。

2 變壓器故障的解決措施

2.1 短路故障排除

首先，需要檢測變壓器短路線路的具體位置，由于短路可以分為暫時性短路（由于變壓器長期運行，設備重啟后可能出現(xiàn)暫時性短路，一段時間自動恢復）和固定性短路（線路出現(xiàn)損壞、斷線及負載等問題引發(fā)）。排除短路故障可以從以下5點進行。（1）在單相線圈線匝間、層間短路。此類短路會產(chǎn)生較大的電流，線圈因為電動力不斷加大而變形，并逐漸擴大故障點，需要采用差動保護、變壓器重瓦斯動作保護，但超出一段時間后變壓器依然會損壞。（2）長期應用變壓器，造成變壓器超負荷運行、絕緣體老化及變壓器油體變質，導致帶電部分短路，如果此時重瓦斯保護無法發(fā)揮作用，則需要適當關閉變壓器或直接更換變壓器。（3）變壓器外部短路會造成電動力穩(wěn)定失衡，出現(xiàn)內(nèi)部短路問題，需要嚴格控制變壓器使用環(huán)境，控制內(nèi)部濕度，避免外部短路。（4）針對變壓器內(nèi)部絕緣損壞、增加局部電路而導致熱穩(wěn)定失衡，需要重點檢測對地絕緣是否合格，采用質量更好的絕緣體更換，避免出現(xiàn)對地短路問題。（5）線匝絕緣負載變化中，因為絕緣摩擦破損或變壓器外部短路問題，反復合閘，出現(xiàn)匝間短路，特別是在線匝換位處，需要設置變壓器額定功率，嚴控負荷，避免負載失衡等現(xiàn)象[3]。

2.2 繞組故障排除

繞組故障排除需要從以下3點進行。（1）繞組故障中大部分故障都是因為絕緣油質量或油面較低造成，所以要確保絕緣油質量達標，定期檢查絕緣油面是否過低，并添加絕緣油。（2）定期檢查繞組絕緣電阻、直流電阻，分析是否出現(xiàn)了異常情況，還要在變壓器低壓側安裝三相電流表，檢測線路負載電流變動情況。（3）變壓器日常運行中，盡可能地避免超負荷運行。

2.3 分接開關故障排除

分接開關由于接觸不良會直接造成故障問題，分接開關故障排除的方法具體如下。（1）檢查開關連接部位螺絲是否擰緊。很多分接開關都是由于螺絲擰不緊實或螺絲長期受到氧化而銹蝕。針對不緊實問題，需要將螺絲擰緊，銹蝕需要更換螺絲、螺母。（2）檢查彈簧部位是否有足夠的壓緊力，質量較差的彈簧在長期擠壓環(huán)境下會逐漸失去彈性，從而造成故障問題發(fā)生。

2.4 瓦斯保護故障排除

對于變壓器，瓦斯保護起到了十分重要的作用，瓦斯保護出現(xiàn)問題后需要第一時間找出原因并針對性處理。瓦斯保護需要通過相關信號才能夠正常運行，如果變壓器內(nèi)出現(xiàn)了一些隱性問題，或者空氣滲入到變壓器中，則可能產(chǎn)生二次回路等情況，工作人員必須做好檢查工作，積極分析可能存在的問題。一旦瓦斯保護出現(xiàn)了跳閘問題，則變壓器內(nèi)部會產(chǎn)生大量氣體，此時需要立刻更換變壓器設備，然后仔細檢查故障變壓器，做好防護措施，避免爆炸。如果變壓器焊縫位置開裂、外殼變形，要第一時間檢查內(nèi)部是否有可燃氣體，并禁止使用明火修理。

2.5 變壓器漏油故障排除

變壓器漏油可以分為焊縫漏油、密封漏油兩種。針對焊縫漏油需要進行補焊，焊接中需要吊出機身，將內(nèi)部油排放干凈。而密封漏油需要更換密封。常用的封閉材料包括兩種。（1）耐油橡膠。該材料彈性非常好、裁切方便，可以根據(jù)封堵形狀進行靈活裁切。（2）軟木墊。此材料的原料是軟木板，厚度在4～12 mm較為合適，將軟木板按照密封口形狀切割，軟木墊采用酚醛酒精溶液浸泡，12 h后取出晾干即可使用。

3 變壓器的日常運維

分析變壓器故障及其原因可知，很多故障問題是可以人為避免的，需要日常加強變壓器設備巡查，嚴格按照巡檢制度工作。變壓器運行前做好檢測工作，明確實際運行中的各注意事項，提升變壓器運行的穩(wěn)定性[4]。

3.1 加強檢測工作

（1）檢查油位計是否良好，油位是否正確在相對應的油位線上。（2）檢查油位計、套管及排油閥密封性能是否達標，是否存在滲漏油現(xiàn)象。（3）檢測防爆管是否通暢，呼吸器吸潮劑是否有效。（4）檢查變壓器接地是否有效。（5）檢查變壓器一二出線套管及其導線連接是否完善，相色是否正確。（6）變壓器上的銘牌和實際要求變壓器是否相匹配，包括各側電壓等級、容量及分接開關位置等。

3.2 做好運行管理工作

（1）定期檢測三相電壓的平衡性。如果出現(xiàn)三相電壓失衡問題則要采取相應的調(diào)整措施。定期檢查變壓器運行溫度、油位、油色、干燥劑變化以及是否滲漏，如果發(fā)現(xiàn)問題要立即更換。

（2）定期清理變壓器內(nèi)外部的油污和雜質，可以安裝套管防污帽，檢測是否存在閃絡放電、接地是否良好及有無斷路問題等，確認無誤后再投入使用。

（3）科學設計二次側導線連接方式，可以采用銅鋁過渡線夾。接觸面涂抹一層導電膏，加強導電能力，降低氧化發(fā)熱的情況。

（4）變壓器的一二次側裝設避雷器，將變壓器外殼、二次中性點和避雷器接地引下線共同接地。

4 結 論

為保障變壓器在日常運行中的安全性，需要加強對變壓器的故障分析，針對故障表現(xiàn)出的故障類型、位置及程度，針對性地提出故障排除策略。此外，還需要做好變壓器日常運維管理工作，定期檢查，防止故障問題進一步擴大。