李朝暉

（新疆額河建管局,新疆北屯,836000）

淺談變壓器的幾種常見故障及預(yù)防措施

李朝暉

（新疆額河建管局,新疆北屯,836000）

本文介紹了變壓器幾種常見故障的危害，并從技術(shù)措施和組織措施兩方面預(yù)防變壓器發(fā)生嚴(yán)重事故。

變壓器常見故障;技術(shù)措施;管理措施

0 引言

變壓器種類繁多，按其冷卻方式來分有油浸式變壓器、干式變壓器和氟化物變壓器，按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器，按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。按電源相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器，按用途分類：電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。按結(jié)構(gòu)分有雙卷變、三卷變、自耦變壓器等。而各種電力變壓器和輸電線路構(gòu)成了電網(wǎng)，因而變壓器穩(wěn)定、可靠的安全運(yùn)行是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的有力保障，但變壓器的故障不是一次線路故障就可以損壞的，所以表面看起來完好的變壓器往往沒有引起運(yùn)行維護(hù)人員的重視，由故障演變?yōu)樵O(shè)備重大事故。

1 常見故障分析

在最近的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)中造成變壓器故障的各種原因，絕緣老化列在第一位。由于絕緣老化的因素，變壓器的平均壽命僅有17.8年，只有制造預(yù)期35年~40年壽命的一半左右。所以對電力變壓器的預(yù)試就顯得格外重要。

對油浸式電力變壓器常見故障及處理方法：

a 變壓器遞升加壓試驗(yàn)聽到內(nèi)部有放電聲 可能的原因有接地片斷裂或是線圈對鐵芯放電；若是接地片斷裂則需吊芯檢查并修復(fù)接地片，還要進(jìn)行絕緣油耐壓試驗(yàn)。

b鐵芯有異常振動(dòng)響聲 可能的原因鐵芯的穿心螺栓松動(dòng)或是鐵芯油道內(nèi)或夾件下部有松動(dòng)現(xiàn)象。處理應(yīng)檢查鐵芯緊固件并緊固螺栓并檢查絕緣強(qiáng)度若是后者則將自由端用紙板塞緊壓實(shí)。

c 輕瓦斯動(dòng)作 可能的原因有鐵心片間絕緣損壞、穿芯螺栓絕緣損壞、無載調(diào)壓分接開關(guān)檔位不到位等，處理辦法吊出器身，檢查并修復(fù)鐵芯片間絕緣損壞處；更換或修復(fù)穿芯螺栓；將分接開關(guān)在合適檔位固定好；處理后應(yīng)對變壓器取油樣化驗(yàn)。

d 重瓦斯保護(hù)動(dòng)作 可能的原因有線圈匝間短路或相間短路以及線圈對地?fù)舸┑忍幚泶祟愂鹿室话阋跣具M(jìn)行全面檢查，修復(fù)損壞部位，消除故障點(diǎn)。

e 絕緣套管對地?fù)舸?應(yīng)該是瓷件表面較臟或有裂紋 應(yīng)更換套管并清掃其它瓷件表面灰塵及油污。

f 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作 一般伴有重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，這是變壓器內(nèi)部線圈相間短路和匝間短路的主要保護(hù)，排除誤動(dòng)可能后就需要吊芯檢查處理了。

g 電路速斷保護(hù)動(dòng)作 一般為變壓器出口斷路器后或近區(qū)發(fā)生短路故障，檢查斷路器出口絕緣設(shè)備是否擊穿，有無異物搭掛母線或避雷器擊穿所致，查出故障點(diǎn)更換損壞的設(shè)備。

電力變壓器發(fā)生出口或近區(qū)各種短路，即使保護(hù)可靠動(dòng)作切除了故障，但短路電流形成的強(qiáng)電磁力和機(jī)械力的作用下，繞組的尺寸或形狀將產(chǎn)生不可逆的變形。其變形包括軸向和徑向尺寸的變化、器身的位移、繞組扭曲變形、鼓包和匝間短路等故障，成為電網(wǎng)安全的重大隱患。多次短路電流沖擊造成變壓器繞組變形累積后，有的隨即發(fā)生燒毀事故，但較多的是仍能繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，運(yùn)行時(shí)間的長短取決于變形的嚴(yán)重程度和部位。這種變壓器的帶“病”運(yùn)行狀態(tài)，存在嚴(yán)重的故障隱患，但還沒有引起運(yùn)行人員的足夠重視。

我們舉例說明這種情況，如新疆北屯的某泵站使用10kV、500KVA的油浸式變壓器，400V線路側(cè)遭受多次短路沖擊后，常規(guī)檢查并沒有發(fā)現(xiàn)絕緣嚴(yán)重降低，但運(yùn)行5個(gè)月后，在一次滿負(fù)荷運(yùn)行中突然損壞。

再如，也是新疆福?？h駐地的某電站2000KVA、110kV的電力變壓器，在低壓側(cè)進(jìn)線發(fā)生2次兩相接地短路后，繼電保護(hù)已經(jīng)可靠動(dòng)作切除了故障點(diǎn)，所以沒有引起運(yùn)行人員重視，經(jīng)用常規(guī)檢驗(yàn)方法沒有發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重問題，但運(yùn)行9個(gè)月后，一個(gè)很小的單相接地故障就造成了變壓器線圈變形燒損事故。因此，對于繞組已經(jīng)變形但仍在運(yùn)行中的變壓器來說，雖然并不一定會立即發(fā)生絕緣擊穿事故；但再次遭受并不算大的過電流或過電壓沖擊，甚至在正常運(yùn)行的鐵磁振動(dòng)作用下，也可能導(dǎo)致絕緣擊穿事故，應(yīng)該引起運(yùn)行維護(hù)人員的足夠重視。

2 預(yù)防的技術(shù)措施

1)為防止因絕緣老化而造成變壓器意外事故，最大限度延長變壓器的使用壽命，提高設(shè)備投資的有效性，變壓器工作溫度必須進(jìn)行嚴(yán)格控制。目前，方法是使用溫度計(jì)來監(jiān)測變壓器頂層油溫控。當(dāng)天氣炎熱，變壓器會經(jīng)常超載，這時(shí)要加強(qiáng)監(jiān)測，密切關(guān)注上層油溫的上升，掌握變壓器負(fù)載的變化，在長期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，避免變壓器過熱。此外，確保變壓器的散熱風(fēng)扇、循環(huán)水泵始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。

2）對于為防止分接開關(guān)位置不準(zhǔn)或者接觸不良，在檢修后應(yīng)做接觸電阻測試，保證觸頭接觸良好。

3）對于中、低壓側(cè)為35KV、10KV的變壓器，由于中性點(diǎn)接地方式屬于小電流接地系統(tǒng)，所以要采取防止單相接地時(shí)發(fā)生諧振過電壓的措施，在電壓互感器的二次繞組開口三角側(cè)加裝消諧器，也可在電壓互感器的一次繞組中性點(diǎn)與地之間加裝非線性消諧電阻等措施。

4）每次停電可安排變壓器絕緣設(shè)備的清掃，防止由于瓷瓶擊穿而造成的變壓器出口短路。

5）對變壓器出線避雷器要按時(shí)檢驗(yàn)，及時(shí)更換失靈的避雷器，減少過電壓對變壓器造成的損害。

6）按規(guī)程配備變壓器保護(hù)。變壓器的繼電保護(hù)按時(shí)校驗(yàn)，對于電網(wǎng)潮流分布改變要及時(shí)計(jì)算并更改保護(hù)定值，以保證各保護(hù)無死區(qū)，裝置動(dòng)作的可靠性，靈敏性和速動(dòng)性。

7）盡量減少變壓器全壓沖擊合閘試驗(yàn)的次數(shù)和線路自動(dòng)重合閘的使用。

有相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，發(fā)生變壓器嚴(yán)重?fù)p壞的事故，有80%以上是變壓器出口短路造成的。因此，按電力變壓器預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程定期對變壓器進(jìn)行試驗(yàn)是必要的技術(shù)手段而對其二次保護(hù)的定期校驗(yàn)，也是降低變壓器遭受短路電流沖擊損害的有效措施，這兩項(xiàng)檢驗(yàn)是保障變壓器健康運(yùn)行的技術(shù)措施。

對于配電裝置未按規(guī)定做預(yù)試和保護(hù)裝置未可靠動(dòng)作而發(fā)生的事故，我們舉個(gè)發(fā)生在新疆阿勒泰地區(qū)一個(gè)110KV變電站的實(shí)例，在2012年7月3日一個(gè)雷雨天發(fā)生了35KV出線山哈線單相接地故障，因35KV為小電流接地系統(tǒng)，采用的經(jīng)消弧線圈接地方式，頻繁的接地故障引起35KV母線過電壓，過電壓又擊穿了變壓器的出口少油斷路器一相絕緣拉桿，變壓器速斷保護(hù)未出口而過電流保護(hù)時(shí)間整定過長，使變壓器承受短路電流時(shí)間過長，造成一臺110KV主變壓器線圈嚴(yán)重變形損壞。

再舉個(gè)管理不到位的例子，2013年8月13日北疆某水電站，升壓站有2臺三卷變壓器，均為高壓側(cè)110KV兩趟出線和中壓側(cè)35KV一條架空出線，中壓側(cè)采用經(jīng)消弧線圈接地方式，35KV六北線因1#桿A、B相電死一只老鷹，引起兩相短路，而運(yùn)行人員在檢修人員校完保護(hù)后，沒有仔細(xì)核對打開的保護(hù)連片，遺漏了電流速斷保護(hù)連片電流速斷保護(hù)拒動(dòng)，經(jīng)約2秒種后，變壓器后備保護(hù)過電流保護(hù)才將變壓器切除，結(jié)果造成變壓器35KV線圈嚴(yán)重變形。

3 預(yù)防的管理措施

1）加強(qiáng)對線路的定期巡視與特別檢查，對于線下有樹木地段加強(qiáng)巡視，雷雨季節(jié)使用望遠(yuǎn)鏡檢查線路瓷瓶有無污閃、裂痕，防止線路接地造成的變壓器過電壓。

2）對高壓電纜溝進(jìn)出線應(yīng)進(jìn)行防火封堵，嚴(yán)防小動(dòng)物進(jìn)入開關(guān)室啃咬電纜，引起接地短路，也避免其引起的過電壓對變壓器的損害。

3）制度上加強(qiáng)變電站變配電設(shè)備的巡視檢查，如熄燈檢查等，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷并消除，并做好記錄。

4）嚴(yán)格的操作監(jiān)護(hù)制度和工作票制度也是避免發(fā)生人為事故的重要手段。

5）加強(qiáng)電網(wǎng)的科學(xué)管理，合理安排運(yùn)行方式，減小短路電流，降低出口短路對變壓器造成的危害。

4 結(jié)語

變壓器的定期預(yù)防性試驗(yàn)非常重要，一些容量較小的變壓器容易被忽視，認(rèn)為不會出現(xiàn)什么故障，所配開關(guān)容量也非常大，且沒有配備必要的快速保護(hù)，在發(fā)生短路時(shí)遭受短路沖擊的時(shí)間過長，造成變壓器嚴(yán)重?fù)p壞，所以應(yīng)從技術(shù)和管理兩方面避免變壓器重大設(shè)備事故。

[1] GB1094．5—85，電力變壓器［S］．

[2] GB14285－93．繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程［S］

[3] 聶冬晨．淺析電力變壓器損壞原因及防護(hù)措施［J］中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009-9-20

[4] 余濤等，干式電力變壓器技術(shù)與應(yīng)用［m］北京中國電力出版社，2008

Discussion on several common faults of the transformer and preventive measures

Li Chaohui
(Xinjiang Erhe CWRA Beitun Xinjiang city,836000)

This paper introduces the harm of several common fault of transformer,and from two aspects of technical and organizational measures to prevent serious accidents of transformer.

common faults of transformer;technical measures;management measures