淺談變壓器的運行維護和事故處理

石懷莉　馬立明

摘 要：變壓器是電力系統中十分重要的電氣設備，它的故障將對電力系統的可靠性、安全性、經濟性帶來嚴重的影響。變壓器的作用是多方面的，不僅能升高電壓降低損耗，還能降低電壓為各級使用，以滿足用電的需要。現對變壓器在運行中發生的故障類型、故障原因進行簡要分析，結合運行實踐提出對變壓器故障的處理方法。

關鍵詞：變壓器 故障 原因分析 處理方法

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0132-02

電力變壓器是發電廠和變電站的主要電氣設備之一。變壓器的作用是多方面的，不僅能升高電壓降低損耗，還能降低電壓為各級使用，以滿足用電的需要。當電力變壓器發生故障時，將對整個供電系統及電力用戶造成極大的危害，變電站出口或近距離短路對變壓器危害極為嚴重。短路沖擊是最關鍵的因素之一。因此扼制短路故障的發生就要加強變壓器的故障分析，才能保證電力系統安全穩定運行。

1 常見故障類型

1.1 油質變壞

變壓器中的油，在長時間的使用中進入空氣、油溫過熱，極易造成油質變壞。油質變壞對變壓器的影響主要包括：（1）破壞變壓器油路的管壁、絕緣層，侵蝕變壓器的線路，降低管壁、絕緣層和線路的絕緣性能，提高事故的發生幾率；（2）降低變壓器的運作性能，油作為變壓器的“血液”，在變壓器的正常運作中發揮著重要作用。油質變壞，不僅會導致供油不足，更會使油的潤滑作用降低，從而影響變壓器各部件的配合和運作。

1.2 絕緣故障

絕緣是變壓器運轉的重要保護項目，它在變壓器整個運轉過程中都有所體現，因此，是故障高發的環節。絕緣故障會導致變壓器線路短路，輕者影響變壓器的正常運行，重者會導致變壓器癱瘓，甚至引發火災。

1.3 油位過高或過低

變壓器運作過程中經常出現油位過低或過高現象，其中，油位過低會導致瓦斯保護動作，甚至破壞絕緣層；油位過高會產生溢油，侵蝕變壓器線路和絕緣層，導致部件受損。

1.4 瓦斯保護動作

瓦斯保護動作的具體表現有兩種，其一是輕瓦斯作用，通常是由于內部溫度過熱，促使油溫在短時間內快速上升，形成的氣體觸動繼電器，從而發出保護信號；其二是重瓦斯作用，它的信號反映源于變壓器內部線路短路，具體表現是跳閘。瓦斯保護反映了變壓器郵箱的所有故障，因此，在發生瓦斯保護動作時，首先要查明故障的原因，繼而做出相應反應，消除故障。

2 故障分析

2.1 油質變壞的成因

導致變壓器油質變壞的原因有很多，其中包括以下幾項主要原因。第一，使用劣質油。劣質油的黏度不足，黏溫特性和抗氧能力差，含有大量雜質，對變壓器的主要影響有：（1）油的黏度不足，導致油耗加大和油溫過熱；（2）難以形成高強度的油膜，影響變壓器的潤滑效果，造成各部件磨損嚴重；（3）油中的雜質過多，成分復雜，一方面會磨損變壓器零部件；另一方面會形成大量氣體，使變壓器極易發生瓦斯保護作用，從而影響正常運作。第二，管理力度不足。變壓器在運行中，需要定期取油樣化驗，檢驗油質是否合格。而對變壓器的管理力度不足，不清理油箱，不檢測油質，會導致油色變黑，黏度降低，油溫過高，從而產生故障隱患。第三，油質劣化。變壓器中的油垢、零部件磨損的碎屑、油的沉淀物等會使油質不斷劣化，從而影響變壓器的運轉。

2.2 變壓器絕緣故障主要成因

（1）溫度過高導致絕緣故障。

變壓器的絕緣方式為油、紙絕緣，既不耐高溫，又是導致變壓器內部溫度過高的重要因素。因油溫、短路、超負荷運轉等原因導致的變壓器內部溫度過高，會使絕緣材料不斷老化，繼而加劇了溫度增高，降低了絕緣材料壽命，從而導致絕緣故障。絕緣故障是影響變壓器壽命的重要因素，因此，重視絕緣故障，是提高安全指數、延長變壓器使用年限的重要舉措。

（2）濕度過大導致絕緣故障。

雨季、潮濕的氣候是導致變壓器絕緣故障的重要因素。氣候變化導致變壓器周圍的相對濕度增大，水氣滲入變壓器內部，使變壓器受潮，水氣傳導電量，從而導致絕緣故障。此外，絕緣油中的微量水分對絕緣介質產生著危害，會導致介質損耗因數tg8增大，從而影響絕緣性能，造成絕緣故障。

（3）油質劣化導致絕緣故障。

優質劣化會破壞變壓器油路的管壁、絕緣層，侵蝕變壓器的線路，降低管壁、絕緣層和線路的絕緣性能，提高事故的發生幾率。

2.3 油位過高或過低的成因

在排除人為因素的前提下，變壓器油位過高或過低的原因主要有三種。首先，輸油管路堵塞、油質黏度過大，會導致油的傳送速度緩慢，油位遲遲居高不下，造成油位過高；其次，油質黏度不足、油管破裂、溢油、滲油，會導致油耗加大，造成油位過低。此外，環境氣候的變化也會影響油位，如冬季氣候寒冷，變壓器內部溫度過低，則油傳送不暢，油位過高；而夏季炎熱，油耗較大，則導致油位過低。

2.4 瓦斯保護動作的成因

油箱故障是產生瓦斯保護動作的重要因素。首先，濾油、加油都會將氣體帶入變壓器內部，逐漸積累，使油溫不斷升高，從而產生瓦斯保護動作。其次，油箱內的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開關接觸不良，都會形成故障，從而引發瓦斯保護動作。

3 變壓器故障判斷方法

3.1 根據故障產氣速率判斷

變壓器故障的發展過程是一個漸進的過程，必須根據故障部位的產氣速率來判斷。當相對產氣速率、總烴的產氣速率不小于10%時應引起注意，變壓器內部可能有故障存在，但是對總烴起始含量很低的變壓器不易采用此判據。

3.2 繞組直流電阻測試

這種測試方法能夠檢測變壓器是否存在反應繞組匝間短路、開關狀態和線路接觸不良等故障，它的工作原理是，直流電阻檢測變壓器傳電線路是否暢通，一旦發現故障，則采用分段測試法，檢測故障產生的部位，最后排除故障。變壓器繞組直流電阻的檢測是一項很重要的試驗項目。它是變壓器大修時、無載開關調級后、變壓器出口短路后和1～3年1次必須試驗項目，對消除變壓器的安全隱患具有重要意義。

3.3 絕緣電阻測試

這種測試方法是利用電阻檢測變壓器絕緣部位的性能，得到相應的參數，對照絕緣參數合格指標，檢測變壓器是否存在受潮、劣化和絕緣貫穿性缺陷，消除絕緣故障及其隱患。

4 減少故障措施

（1）優化運行條件.要確保變壓器正常運轉，消除故障隱患，就必須要優化變壓器的運行條件。其中包括：①使用合格的絕緣油，同時定期檢查；②定期檢查變壓器的絕緣水平；③檢查變壓器各部件的運行情況；④根據當地的氣候特點以及季節變化，對變壓器做出適當的保養手段。（2）優化運行方式.優化變壓器運行方式的主要方法包括：①核算、限制短路電流，確保短路時具有相應的保護配置；②對極易發生故障的非重要出線，采用退出重合閘保護，以期提高速切保護性能，壓縮保護時間。（3）提高運維管理水平.變壓器的運維管理要具有專業的高素質人才，同時制定相應的制度，對變壓器進行定期檢查、維護和保養，杜絕人為故障，消除安全隱患。

參考文獻

[1] 國網輸變電設備狀態檢修試驗規程[Z].

[2] 國家電網公司電力變壓器規程[Z].