淺談變壓器的幾種常見故障及預防措施

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，并從技術措施和組織措施兩方面預防變壓器發生嚴重事故。

變壓器常見故障;技術措施;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，按鐵芯或線圈結構分類：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）、環型變壓器、金屬箔變壓器。按電源相數分類：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。按結構分有雙卷變、三卷變、自耦變壓器等。而各種電力變壓器和輸電線路構成了電網，因而變壓器穩定、可靠的安全運行是電網安全穩定運行的有力保障，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行維護人員的重視，由故障演變為設備重大事故。

1 常見故障分析

在最近的運行統計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，只有制造預期35年~40年壽命的一半左右。所以對電力變壓器的預試就顯得格外重要。

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聽到內部有放電聲 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接地片，還要進行絕緣油耐壓試驗。

b鐵芯有異常振動響聲 可能的原因鐵芯的穿心螺栓松動或是鐵芯油道內或夾件下部有松動現象。處理應檢查鐵芯緊固件并緊固螺栓并檢查絕緣強度若是后者則將自由端用紙板塞緊壓實。

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

d 重瓦斯保護動作 可能的原因有線圈匝間短路或相間短路以及線圈對地擊穿等處理此類事故一般要吊芯進行全面檢查，修復損壞部位，消除故障點。

e 絕緣套管對地擊穿 應該是瓷件表面較臟或有裂紋 應更換套管并清掃其它瓷件表面灰塵及油污。

f 縱聯差動保護動作 一般伴有重瓦斯保護動作，這是變壓器內部線圈相間短路和匝間短路的主要保護，排除誤動可能后就需要吊芯檢查處理了。

g 電路速斷保護動作 一般為變壓器出口斷路器后或近區發生短路故障，檢查斷路器出口絕緣設備是否擊穿，有無異物搭掛母線或避雷器擊穿所致，查出故障點更換損壞的設備。

電力變壓器發生出口或近區各種短路，即使保護可靠動作切除了故障，但短路電流形成的強電磁力和機械力的作用下，繞組的尺寸或形狀將產生不可逆的變形。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，有的隨即發生燒毀事故，但較多的是仍能繼續運行一段時間，運行時間的長短取決于變形的嚴重程度和部位。這種變壓器的帶“病”運行狀態，存在嚴重的故障隱患，但還沒有引起運行人員的足夠重視。

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線路側遭受多次短路沖擊后，常規檢查并沒有發現絕緣嚴重降低，但運行5個月后，在一次滿負荷運行中突然損壞。

再如，也是新疆福海縣駐地的某電站2000KVA、110kV的電力變壓器，在低壓側進線發生2次兩相接地短路后，繼電保護已經可靠動作切除了故障點，所以沒有引起運行人員重視，經用常規檢驗方法沒有發現嚴重問題，但運行9個月后，一個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，對于繞組已經變形但仍在運行中的變壓器來說，雖然并不一定會立即發生絕緣擊穿事故；但再次遭受并不算大的過電流或過電壓沖擊，甚至在正常運行的鐵磁振動作用下，也可能導致絕緣擊穿事故，應該引起運行維護人員的足夠重視。

2 預防的技術措施

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。

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

3）對于中、低壓側為35KV、10KV的變壓器，由于中性點接地方式屬于小電流接地系統，所以要采取防止單相接地時發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加裝消諧器，也可在電壓互感器的一次繞組中性點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檢驗，及時更換失靈的避雷器，減少過電壓對變壓器造成的損害。

6）按規程配備變壓器保護。變壓器的繼電保護按時校驗，對于電網潮流分布改變要及時計算并更改保護定值，以保證各保護無死區，裝置動作的可靠性，靈敏性和速動性。

7）盡量減少變壓器全壓沖擊合閘試驗的次數和線路自動重合閘的使用。

有相關統計資料表明，發生變壓器嚴重損壞的事故，有80%以上是變壓器出口短路造成的。因此，按電力變壓器預防性試驗規程定期對變壓器進行試驗是必要的技術手段而對其二次保護的定期校驗，也是降低變壓器遭受短路電流沖擊損害的有效措施，這兩項檢驗是保障變壓器健康運行的技術措施。

對于配電裝置未按規定做預試和保護裝置未可靠動作而發生的事故，我們舉個發生在新疆阿勒泰地區一個110KV變電站的實例，在2012年7月3日一個雷雨天發生了35KV出線山哈線單相接地故障，因35KV為小電流接地系統，采用的經消弧線圈接地方式，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，變壓器速斷保護未出口而過電流保護時間整定過長，使變壓器承受短路電流時間過長，造成一臺110KV主變壓器線圈嚴重變形損壞。

再舉個管理不到位的例子，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110KV兩趟出線和中壓側35KV一條架空出線，中壓側采用經消弧線圈接地方式，35KV六北線因1#桿A、B相電死一只老鷹，引起兩相短路，而運行人員在檢修人員校完保護后，沒有仔細核對打開的保護連片，遺漏了電流速斷保護連片電流速斷保護拒動，經約2秒種后，變壓器后備保護過電流保護才將變壓器切除，結果造成變壓器35KV線圈嚴重變形。

3 預防的管理措施

1）加強對線路的定期巡視與特別檢查，對于線下有樹木地段加強巡視，雷雨季節使用望遠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）對高壓電纜溝進出線應進行防火封堵，嚴防小動物進入開關室啃咬電纜，引起接地短路，也避免其引起的過電壓對變壓器的損害。

3）制度上加強變電站變配電設備的巡視檢查，如熄燈檢查等，能及時發現缺陷并消除，并做好記錄。

4）嚴格的操作監護制度和工作票制度也是避免發生人為事故的重要手段。

5）加強電網的科學管理，合理安排運行方式，減小短路電流，降低出口短路對變壓器造成的危害。

4 結語

變壓器的定期預防性試驗非常重要，一些容量較小的變壓器容易被忽視，認為不會出現什么故障，所配開關容量也非常大，且沒有配備必要的快速保護，在發生短路時遭受短路沖擊的時間過長，造成變壓器嚴重損壞，所以應從技術和管理兩方面避免變壓器重大設備事故。

[1] GB1094．5—85，電力變壓器［S］．

[2] GB14285－93．繼電保護和安全自動裝置技術規程［S］

[3] 聶冬晨．淺析電力變壓器損壞原因及防護措施［J］中國新技術新產品，2009-9-20

[4] 余濤等，干式電力變壓器技術與應用［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