變壓器故障分析與預防

鄭富春 廖曉東

長壽供電局，重慶 401220

摘要 本文主要針對電力變壓器故障的分析與預防進行了概述。當前電力變壓器經常會出現一些故障，如絕緣老化、套管短路、分接開關故障、鐵芯故障。這些問題不得不引起深深地思考，如何避免現實中出現的這些問題，成為刻不容緩的事情。只有將問題降到最低，安全才會得到最高的保證。

關鍵詞 變壓器；故障；分析預測

中圖分類號TM4 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）61-0120-01

對于整個電網來說，變壓器的運行狀態直接影響著電網的安全運行，與其他電力設備相比，雖然變壓器發生故障的概率相對較低，但是，如果運行中的變壓器一旦發生故障，將對工農業生產和人民的正常生活產生重大的影響，并會造成嚴重的經濟損失。

在過去的10年中，在造成故障的起因中，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，大大低于預期為35年~40年的壽命。在1983年，發生故障時變壓器的平均壽命為20年。

故障原因分析：

1）變壓器在正常運行條件下，絕緣材料在長期的機械力、熱力、電力、氧化作用下，就會失去彈性，變得脆弱，顏色枯焦黑。在這個時候，過度振動絕緣老化的絕緣層，就會造成機械損壞，短路電力等方面問題，容易產生纏繞匝間短路故障，引起變壓器供電中斷，繞組焚燒和其他嚴重事故；2）就目前情況而言，變壓器的絕緣和冷卻方式大多使用油浸式，絕緣油的老化的問題不能被忽略。變壓器在運行時，油與空氣接觸，并逐漸吸收空氣中的水分，絕緣油和冷卻油也可能吸收溶解了大量的空氣，油經常在較高的工作溫度下與空氣中的氧氣接觸，會產生各種酸性氧化物，不僅增加了油的介質損耗，使油變質，也增加了銅、鋁、鐵和絕緣材料的耐腐蝕性。絕緣油的老化，容易產生故障隱患，影響變壓器的安全運行。

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，提高設備投資的有效性，變壓器工作溫度必須進行嚴格控制。目前，方法是使用溫度計來監測變壓器頂層油溫控。當天氣炎熱，變壓器會經常超載，這時要加強監測，密切關注上層油溫的上升，掌握變壓器負載的變化，在長期高負荷運轉狀態下，避免變壓器過熱。此外，確保變壓器的散熱風扇、循環水泵始終處于良好的運行狀態。如果條件允許，還利用紅外熱成像技術，對運行多年的超載變壓器，進行紅外診斷，以保持變壓器運行溫度變化的分布，發現變壓器異常或熱衰竭。減少各類事故造成絕緣老化；2）對變壓器絕緣油和冷卻油油質惡化的預防，主要是通過對變壓器介質損耗進行檢測，利用氣相色譜法分析變壓器潛伏性故障。氣相色譜法具有靈敏度高、不需將設備停運等優點，可作為監測充油設備運行的重要手段。

2套管短路故障

套管損壞，裂縫，閃漏油等原因，造成短路。分析：外力對套管造成損傷、因為套管密封不嚴，絕緣潮濕退化都會導致套管短路故障，套結垢嚴重，或套管操作過程中人為投擲金屬物體，也會造成短路。解決和預防措施：外部檢查瓷套管是否損壞，是否出現裂縫和結垢；利用搖表檢查絕緣電阻的瓷套管，是否滿足要求。對發生外部短路變壓器繞組進行測量，可能會發出更嚴重的繞組變形進行覆蓋檢查，以防止變壓器的積累變成短路而發生事故。檢查套管裂紋等故障的早期發現，早期治療。受損較嚴重的地區，安裝套管外套，避免人為投擲雜物造成短路。受潮的套管應及早進行干燥處理，破損的套管應更換新套管，加封氣密性好、彈性強的器件，經試驗檢測合格后方可投入使用。投運前應對變壓器各高低樁頭進行復檢，將各接觸點的螺絲旋緊，以防接觸不良，同時，還應做好變壓器絕緣油位的監視，嚴禁無油或少由運行。

3分接開關故障

分接開關位置不準接或者接觸不良，會導致接觸表面熔化和灼傷而產生放電。分析：開關的局部過熱，或燒毀都會導致分接開關故障。開關的結構和裝配缺陷，如彈簧壓力不夠，接觸不可靠、短路、接觸過熱、過電壓擊穿，異物或接觸變壓器內的污垢也可能引起分接開關故障。解決和預防措施：用搖表檢查絕緣電阻，如果檢測有故障則電阻值會很大；比對出廠值或上次調查記錄，如果不同，表明觸摸頭故障。輸出電壓，電流不穩定或變壓器分接開關過熱，應盡快安排維修人員進行檢查和測試。至于測量絕緣電阻時沒有發生施加交流電壓時所出現的有煙氣產生的現象，是因為，測量絕緣電阻時對絕緣施加的電壓為直流2 500V。高于交流1 000V，但在直流和交流電壓作用下，絕緣上的電壓分布是完全不同的，直流下按電阻分布，交流下按電容呈反比分布。施加的直流電壓雖然比較高，不會引起接地通路的明顯發熱：而加交流時電壓分布卻剛好相反，即使交流電壓比較低，也足以使鐵銹明顯發熱。

4鐵芯故障

現象和原因進行分析：聲音不正常、油變質、溫度升高，變壓器內部的問題，有輕微的噼啪聲。分析：鐵芯迭片絕緣的損壞；導電材料的核心表面的損壞，并會導致鐵芯損壞。此外，鐵芯中缺片;鐵芯油道內或夾件下面松動;鐵芯的緊固零件松動，會產生不正常的聲音。在制造或檢修過程中的裝配質量并不好，如接地夾子不完全到位，接地不良。解決和預防措施：測量鐵心到地面的絕緣電阻是否符合規定，然后掛出來，做一次外觀檢查，也可用直流電壓的方法來測量絕緣電阻。此外，做負載測試，測量空載損耗是否過大。操作人員從變壓器運行聲音盡快找到一個類似的問題，檢查測試，防止形成接地短路事故。

5結論

變壓器的運行、維修、檢測、日常維護過程中，我們不應該錯過任何細節，并盡可能發現和消除缺陷。并進行記錄和分析，總結各類變壓器故障及其處理方法，不斷總結經驗，提高水平，以確保變壓器的修理和維護，變壓器長期，安全，高效，穩定運行。

參考文獻

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