電力系統變壓器故障原因分析及處理方法研究

摘 要：在電力系統中，變壓器是重要的電力設備。變壓器的穩定運行是保障電力系統安全生產的基礎，變壓器出現故障將嚴重影響供電的可靠性和電力系統的正常運行。通過對電力系統變壓器故障的早期判斷，能夠有效地減少由于變壓器故障引起的停用，防止電力系統安全事故的發生。因此，了解變壓器故障類型與特點，在日常巡檢與例行檢查中有針對性地對變壓器情況進行檢查，以免故障進一步擴大，保證電力系統的安全穩定運行。本文主要闡述電力系統變壓器的常見故障及產生的原因，常用的診斷方法以及處理方法等問題。

關鍵詞：電力系統；變壓器；故障；原因；處理

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A

在電力系統中，變壓器是重要的設備，變壓器的作用是多方面的，不僅能升高電壓把電能送到用電地區，還能把電壓降低為各級使用電壓，以滿足用電的需要。總之，升壓與降壓都必須由變壓器來完成。在電力系統傳送電能的過程中，必然會產生電壓和功率兩部分損耗，在輸送同一功率時電壓損耗與電壓成反比，功率損耗與電壓的平方成反比。利用變壓器提高電壓，減少了送電損失。變壓器的穩定運行是保障電力系統安全生產的基礎，變壓器出現故障將嚴重影響供電的可靠性和電力系統的正常運行。通過對電力系統變壓器故障的早期判斷，能夠有效地減少由于變壓器故障引起的停用，防止電力系統安全事故的發生。因此，了解變壓器故障類型與特點，在日常巡檢與例行檢查中有針對性地對變壓器情況進行檢查以免故障進一步擴大，保證電力系統的安全穩定運行。

1 變壓器常見故障及產生原因

變壓器的常見故障按變壓器本體可分為內部故障和外部故障；按故障發生的部位可分為鐵芯故障、分接開關故障、繞組故障、絕緣故障；按發生故障的性質可分為熱性故障和電性故障；按故障發生的回路可分為：電路故障、磁路故障和油路故障；按變壓器的結構可分為繞組故障、鐵芯故障、油質故障和附件故障等。

1.1 絕緣故障和密封不良

變壓器油和絕緣紙、板以及絕緣件構成了變壓器油-紙絕緣系統，絕緣故障主要表現形式及其產生原因如下：（1）變壓器油受到污染，絕緣強度下降進而導致變壓器整體絕緣性能下降是目前變壓器運行中的常見故障。（2）有些變壓器采用薄絕緣、小油道的設計制造，這些變壓器往往在投運后不久就發生故障。

1.2 繞組和引線故障

繞組故障主要是指發生在變壓器線圈、縱絕緣和端子中的故障。繞組故障主要由以下原因引起：（1）持續過載可在整臺變壓器中引起高溫，造成線圈絕緣變脆、脫落，引起繞組匝間短路，導致變壓器損壞。（2）由于運行中的變壓器遭受嚴重的外部短路時，在電動力和機械力的作用下，變壓器繞組的尺寸或形狀將發生不可逆的變化。（3）變壓器線圈的接頭因焊接過程中質量控制不嚴導致質量欠佳，線圈引出線和套管導電桿連接不好會致使變壓器在運行中接頭過熱從而導致局部絕緣劣化。（4）變壓器線圈的絕緣中滲入水分或器身干燥處理不夠徹底，會導致運行中的變壓器發生匝間短路。（5）雷電沖擊、對地弧光放電等瞬變過程都可能會造成變壓器繞組薄弱處發生絕緣損壞乃至擊穿。

1.3 磁路部分故障

磁路故障就是指發生在變壓器的鐵芯、鐵軛及夾件中的故障。磁路故障產生的原因主要有：（1） 鐵芯疊片之間的絕緣或與鐵軛夾件之間的絕緣產生損壞會產生很大的循環渦流，產生大量的熱量，危及鐵芯和線圈的絕緣，變壓器的鐵損也會隨之增加。（2）運行中的電力變壓器鐵芯形成多點接地，輕則發生局部過熱，重則導致變壓器跳閘甚至造成變壓器直接損壞。

1.4 分接開關故障

分接開關故障主要表現為：分接開關觸頭接觸不良、觸頭間短路或對地放電、分接開關引線松動等。故障原因有很多，如制造質量存在問題；在安裝、運行操作及維護過程中存在不當行為造成彈簧壓力不足、接觸不可靠、引線緊固不良、開關觸頭氧化、分接開關不到位等現象。

1.5 高壓出線套管故障

套管是電力變壓器內繞組與油箱外聯結引線的重要保護裝置，也是電力變壓器與外部電網或設備連接的橋梁。其長期遭受電場、風雨、污染等影響，易使瓷釉龜裂絕緣油老化，是變壓器故障多發部位。在運行中，以下因素易導致套管故障：（1）套管瓷套的表面沉積有灰塵、油污和鹽霧等，常常會引起套管的污閃；（2）套管與繞組引線聯接固定銷脫落造成懸浮放電；（3）套管密封不良導致進水受潮；（4）套管因漏油致使套管缺油而過熱。

2 電力變壓器故障常用的診斷方法

2.1 觀察法

由于運行中的電力變壓器產生故障時，其聲音、散發的氣味、氣體顏色以及油溫都會出現異常。因此，可以通過聞、聽、摸、看等方式來對變壓器的故障進行診斷。

2.2 變壓器油化驗

變壓器油化驗是一種常見且有效的故障診斷方法。由于充油電氣設備的潛伏性故障所產生的可燃性氣體大部分會溶解于油，因此可應用監測儀測定變壓器油中各種故障氣體，連續測定因故障釋放而溶解于油中氣體的含量，分析氣體類別及含量來確定變壓器故障的類型。

2.3 變壓器絕緣試驗

變壓器的絕緣試驗主要包括變壓器的泄漏電流、介質損失、絕緣電阻、吸收比、感應耐壓、交流耐壓等試驗。泄漏電流試驗可用于變壓器引線套管缺陷和絕緣部分穿透性缺陷的診斷。對泄漏電流測量結果進行分析判斷時，主要與歷年試驗結果比較各項參數不應有顯著變化。按標準規定使用兆歐表進行測量，依次測量各線圈對地及線圈間的絕緣電阻，并與歷次測量結果比較判斷。

3 變壓器故障處理

變壓器斷路器故障跳閘時，運行人員應立即清楚、準確地向值班調度員報告情況，匯報事故發生的時間及現象、跳閘斷路器的名稱、編號、繼電保護和自動裝置的動作情況及表針擺動、頻率、電壓、潮流的變化等。并在值班調度員的指揮下沉著、迅速、準確地進行處理。為加速處理故障，限制故障的發展，應進行下列操作：（1）將直接對人員生命有威脅的設備停電；（2）將已損壞的設備隔離；（3）運行中的設備有受損傷的威脅時，應停用或隔離；（4）站用電氣設備事故恢復電源；（5）電壓互感器保險熔斷時，將有關保護停用；（6）現場規程中明確規定的操作，可無須等待值班調度員命令，運行人員可自行處理，但必須向值班調度員匯報。

結語

綜上所述，變壓器是電力系統的重要設備，掌握變壓器常見故障產生的原因和診斷方法以及出現故障時的處理方法，可以有效地提高變壓器的健康水平，確保電力系統安全穩定運行。

參考文獻

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