水電站檢修中變壓器故障技術(shù)分析

吳 偉

（廣東水電二局股份有限公司，湖南 桃江 413400）

1 變壓器工作原理

鐵心（或磁心）和線圈是變壓器的重要組成部分。變壓器中線圈通常是由兩個(gè)或者兩個(gè)以上組成的，且線圈中接著電源的是初級(jí)線圈，其他是次級(jí)線圈。如果想要變換交流電壓、交變電流和阻抗，那么就要用到變壓器。當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器利用了互感原理，采用多種元件實(shí)現(xiàn)了電能升降壓處理，如圖1所示[1]。

圖1 變壓器工作原理

2 水電站主變壓器故障的成因

水電站中，變壓器會(huì)遇到各種各樣的故障，其中常見的故障包括絕緣故障、開關(guān)故障即接地故障等。此外，變壓器內(nèi)部的線路連接也會(huì)出現(xiàn)故障。因此，變壓器維修的難度非常大。

（1）檢修不足。水電站中變壓器的出現(xiàn)極大地提升了發(fā)電效率。但是隨著人們用電量的增加，水電站的設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷量也不斷增加，導(dǎo)致變壓器經(jīng)常出現(xiàn)故障。由于水電站對(duì)于變壓器的管理制度不夠完善，對(duì)一些機(jī)器的檢修力度不足，所以當(dāng)一些機(jī)器出現(xiàn)設(shè)備老化的問題時(shí)不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)備運(yùn)行故障率比較高，變壓器耗損比較嚴(yán)重[2]。

（2）選型不當(dāng)。實(shí)際上，水電站選擇變壓器時(shí)，應(yīng)選擇符合要求的變壓器，以便工作時(shí)能夠更好地控制。如果設(shè)備選型不符合要求，就會(huì)使變壓器的耗損量增加。例如，大水電站選用小型變壓器，小水電站選用大型變壓器。這種選擇方式會(huì)在設(shè)備運(yùn)行時(shí)對(duì)設(shè)備造成損害，影響發(fā)電量。

（3）控制失誤。由于工作人員對(duì)變壓器理解的不到位，未使用科學(xué)的方法控制變壓器，造成變壓器內(nèi)部損害比較嚴(yán)重。分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，如果變壓器工作時(shí)耗損量較大，那么變壓器內(nèi)部元件的磨損率就會(huì)上升，從而降低了設(shè)備運(yùn)行效率，導(dǎo)致變壓器故障經(jīng)常的發(fā)生。分析外部結(jié)構(gòu)可知，電氣控制系統(tǒng)調(diào)度速率不好，線路內(nèi)電能傳輸?shù)碾娏骶蜁?huì)下降，從而使線路輸電的利用率降低。大部分水電站比較注重收益，對(duì)工作人員的技術(shù)要求較低。

3 水電站變壓器常見的故障及解決辦法

（1）開關(guān)故障。最常見的就是開關(guān)位置錯(cuò)移或者接觸不暢，或者是開關(guān)觸頭表面由于長期的使用造成損傷及相間觸頭放電或各分接頭放電。開關(guān)是控制變壓器運(yùn)行重要的部件。工作人員在檢查開關(guān)設(shè)備時(shí)，要觀察仔細(xì)，不漏掉任何絲線、螺絲等部件的檢查，重點(diǎn)考慮是否為開關(guān)原因?qū)е伦儔浩鞴收系漠a(chǎn)生，并更新開關(guān)來解決故障。

（2）滲漏故障。變壓器常見故障之一就是滲漏，并且其對(duì)變壓器的損傷也比較嚴(yán)重?？偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)可知，設(shè)備滲漏故障最主要的原因是對(duì)油位的控制不到位，破損范圍會(huì)隨著時(shí)間的推移不斷擴(kuò)大，長期的故障運(yùn)行，會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。針對(duì)此故障，相關(guān)人員要及時(shí)安排補(bǔ)油、填補(bǔ)變壓器。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有較大的滲漏問題出現(xiàn)時(shí)，可以對(duì)漏洞的地方進(jìn)行焊接，并對(duì)焊接的位置進(jìn)行檢查[3]。

（3）繞組故障。該故障主要有匝間短路、繞組接地、相間短路、斷線及接頭開焊等。這些故障都會(huì)造成變壓器內(nèi)部線路運(yùn)行不通暢，如果處理不及時(shí)就會(huì)造成變壓器短路、線路燒毀等問題。解決繞組故障時(shí)，要檢查每一條線路，使用萬用表對(duì)線路進(jìn)行測量，對(duì)沒有電壓的線路要重點(diǎn)檢查和更換；做好接地保護(hù)，焊接好開關(guān)接頭，以防短路。

（4）雷擊故障。雷電的電位過高，就會(huì)導(dǎo)致變壓器外部過電壓，進(jìn)而造成變壓器內(nèi)部繞組主絕緣擊穿。雷擊現(xiàn)象是不可控的，也是造成水電站變壓器故障的原因之一。遭遇雷擊故障后，檢修人員需及時(shí)查看變壓器工作狀態(tài)，及時(shí)處理接線、絕緣及開關(guān)等問題。

（5）接地故障。鐵芯夾板穿心螺栓套管在損壞時(shí)會(huì)與鐵芯接觸，從而出現(xiàn)多點(diǎn)接地的現(xiàn)象。或者是鐵芯與夾板之間有金屬等導(dǎo)電的物體，在電磁力的作用下形成“金屬橋”，引起多點(diǎn)接地。處理變壓器接地故障，就要檢查鐵芯與夾板之間是否存有異物，要及時(shí)清理，避免造成線圈的燒壞，必要時(shí)可對(duì)鐵芯進(jìn)行干燥處理[4]。

4 結(jié) 論

水力發(fā)電是一種環(huán)保的發(fā)電方式。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)電量的需求不斷增加，因此要求發(fā)電站持續(xù)安全平穩(wěn)的發(fā)電。變壓器是發(fā)電站重要的組成部分。為了使水電站持續(xù)地發(fā)電，需要減少變壓器的故障，及時(shí)對(duì)變壓器進(jìn)行檢修。