變壓器故障分析及預防對策

陸釗　邱辛泰

摘要：變壓器是電網系統的重要組成部分，如果其出現故障將會在根本上影響電網運行的安全性與穩定性。變壓器故障發生時大多伴隨著電弧、放電以及劇烈燃燒等情況，造成電力設備出現短路等故障，導致電網系統不能正常運行，嚴重的甚至會造成人身傷亡。為了保證電網的正常運行，必須要做好對變壓器的管理工作，針對常見的故障進行分析，并結合其運行特點，確定可行的防止措施。文章分析了變壓器常見故障，并提出了相應的預防措施。

關鍵詞：變壓器；故障分析；防止對策；絕緣接地；電網系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM407 文章編號：1009-2374（2015）05-0131-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0397

為降低變壓器故障發生的概率，提高電網運行的可靠性，必須要做好對各類故障的研究與預防管理工作，確定故障發生的原因，采取有效的措施進行控制。輸電網變壓器設置的位置比較特殊，受外界因素影響比較大，管理工作稍有不當就會出現運行故障，因此需要注重管理各影響因素，做好變壓器安裝、維修以及檢驗等環節

管理工作，提高其運行效果，保證電網運行的安全性。

1 變壓器故障原因分析

1.1 雷擊影響

變壓器一般都被設置在野外環境中，受到外界環境因素的影響更大，在設備安裝施工時，一般都會將防雷設置作為重點環節。經過各種防雷防護施工后，變壓器被雷擊的可能性比較小，但是一旦發生造成的影響十分惡劣，因此也算是造成變壓器故障的主要原因之一。一般情況下，除非具有明確特征證明屬于雷擊事故，基本上都是將沖擊故障劃分到“線路涌流”中。

1.2 線路涌流

線路涌流可以說是對線路造成干擾最大的因素，同時也是導致變壓器故障的主要原因，一直以來都是變壓器故障預防措施中重點研究的內容。線路涌流故障主要表現在合閘過電壓、線路故障以及電壓峰值以及其他輸配方面存在的異?，F象，如果管理不到位，很容易就會因為此類問題而影響變壓器的正常運行。想要解決此類問題，需要進一步加深對沖擊保護驗證的研究。

1.3 絕緣老化

就變壓器實際應用情況來看，在所有故障原因中絕緣老化出現的頻率比較高。因為變壓器運行環境特殊，為保證輸電網的正常運行，變壓器需要持續不間斷地運行，在運行過程中與周圍設備產生的熱量會對絕緣造成損壞，加速絕緣老化的速度，降低其所具有的功能，嚴重的就會導致變壓器運行故障。與絕緣正常變壓器運行效果相比，絕緣老化的變壓器使用壽命大大降低，不但加大了設備運行危險性，同時也增加了資金的投入。

1.4 維護不當

變壓器是維持輸電網正常運行的主要設備，再加上其運行環境的特殊性，應安排專業的維護小組對其進行檢修，但是實際中受地理環境以及變壓器數量等因素影響，日常管理工作并不到位，不能及時發展存在的問題，在問題持續發展的情況下，導致變壓器出現故障。例如受潮是影響變壓器運行效率的因素之一，主要包括頂蓋滲漏、管道滲漏、配件浸入油箱以及洪水等原因，不能通過檢修來完成對受潮情況的處理，影響設備正常工作。

1.5 設備過載

主要是因為設備負荷運行導致的故障，即設備長時間處于超過最大功率的狀態，經常發生于發電廠或者用電部門持續緩慢提升負荷的情況下，在未經管理的情況下達到超負荷運行的狀態。長時間的超負荷運行，會加速絕緣的老化，一旦變壓器絕緣紙板老化，其強度降低，

這樣在外部故障的沖擊下會導致絕緣破損發生故障。

2 變壓器故障預防措施分析

2.1 加強安裝管理

首先，保證運行負荷變壓器設計允許范圍之內，如果是油冷變壓器則需要對頂層油溫進行定時監測，保證變壓器運行正常。其次，在確定變壓器安裝地點時，應保證其滿足設計與建造相關規范要求，尤其是對于戶外變壓器的安裝，更是要保證各項數據都滿足安裝設計要求，做好防雷處理，降低外界因素對設備運行造成的影響，確定變壓器所具有的條件能夠滿足戶外運行需求。

2.2 做好用油質量檢測

基于變壓器的運行特征，隨著水分的增加，變壓器油的節電強度會急劇降低，一般情況下油中萬分之一的水分可以降低變壓器一半左右的介電強度?；诖吮仨氁龀⌒团潆娮儔浩饕酝獾乃凶儔浩饔蜆舆M行擊穿試驗，準確測定水分含量，然后采取過濾的措施將其去除。另外，還需要進行油中故障氣體分析。應用變壓器油中8種故障氣體在線監測儀，連續測定隨著變壓器中故障的發展而溶解于油中氣體的含量，通過對氣體類別及含量的分析則可確定故障的類型。每年都應作油的物理性能試驗以確定其絕緣性能，試驗包括介質的擊穿強度、酸度、界面張力等。

2.3 加強日常維護管理

首先，應保證瓷套管與絕緣子的清潔度，并做好電氣連接緊固程度的檢測，保證其滿足變壓器運行需求。其次，針對油冷卻系統進行全面檢查，確定散熱器不存在生銹、滲漏、污垢淤積以及損傷等。再次，做好分接開關與避雷器接地處理的檢測，一方面檢測觸頭緊固度、疤痕、灼傷以及靈活性等因素，另一方面，檢測接地電阻，保證其低于5Ω。最后，應每隔三年都要對變壓器的線圈、避雷器以及套管進行全面檢測，確定構件不存在損傷，可以滿足變壓器運行需求。

3 變壓器故障處理措施分析

3.1 繞組故障

繞組故障主要包括匝間、相間短路以及斷線與接頭開焊相關問題，出現此類問題的主要因素是因為變壓器在生產與安裝過程中，造成繞組一部分絕緣體被破壞，影響了繞組的功能的正常運行。變壓器一般都是長時間持續運行，在長期過載與散熱困難情況下，導致繞組溫度上升加劇了絕緣的老化。另外，繞組制造工藝不佳，壓制不夠嚴密，構件的機械強度不能滿足設備運行需求，這樣在發生短路時，繞組不能承受沖擊影響，造成繞組變形被損毀。因此，在對繞組故障進行處理時，應將管理工作滲透到設備安裝以及日常檢修中，檢查確認繞組性能的完整性，保證其機械強度可以滿足變壓器運行需求，不會因為構件本身制作質量而影響到變壓器運行效果。

3.2 分接開關故障

一般情況下分級開關故障的發生，主要是因為相間觸頭或者接頭放電而造成構件表面灼傷與熔化。想要避免此類故障的發生，應確定連接螺絲已經擰緊，不存在松動情況；保證分接頭結緣板絕緣級別滿足變壓器運行需求；將帶載調整裝置配備到位，另外還要避免因為油酸價過高而對分接開關接觸面造成的腐蝕。

3.3 鐵芯故障

如果鐵芯柱穿心螺桿或者鐵輪夾緊螺桿絕緣存在問題，很有可能會出現鐵芯故障。在變壓器運行過程中，一旦出現繞組或者鐵芯故障應立即對吊芯進行檢查，測量并記錄各相繞組直流電阻，然后對測出的數據進行比較。如果兩者差距比較大，則證明繞組存在故障。然后在此基礎上觀察鐵芯外觀，并用直流電壓、電流表測量片間絕緣電阻，如果鐵芯外觀損壞程度比較小，則可以選擇對損壞處進行涂漆的處理方式。

4 結語

變壓器運行環境相對特殊，受到外界因素的影響比較大，但是其影響著電網運行的可靠性與穩定性。為降低其故障的發生率，需要全面分析故障出現的原因，并在此基礎上進行研究，采取可行的措施對故障進行處理，并做好相應的預防措施，爭取降低各類因素的影響，提高變壓器運行的可靠性，促進輸電網的穩定

運行。

參考文獻

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作者簡介：陸釗（1988-），女，江蘇無錫人，江蘇省電力公司無錫供電公司助理工程師，在讀工程碩士，研究方向：電力系統及自動化。

（責任編輯：蔣建華）