變壓器常見(jiàn)故障處理及日常維護(hù)

于 濤，羅 磊

(國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司檢修公司，西安 710065)

變壓器常見(jiàn)故障處理及日常維護(hù)

于 濤，羅 磊

(國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司檢修公司，西安 710065)

在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行體系中，有一類設(shè)備非常重要，即電力變壓器，無(wú)論是正常供電還是配電、升壓等各類環(huán)節(jié)，電力變壓器都是非常重要的支撐設(shè)備。通過(guò)分析電力變壓器的故障類型及主要原因，提出配電變壓器的運(yùn)行維護(hù)措施。

變壓器；常見(jiàn)故障；日常維護(hù)

1 變壓器概述

電力變壓器是輸配電系統(tǒng)的重要電氣設(shè)備，運(yùn)行狀況的好壞直接決定了整個(gè)電力輸變電系統(tǒng)的穩(wěn)定與否。所謂電力變壓器，主要是指其能用來(lái)將某一數(shù)值的交流電壓(電流)變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓(電流)的功能，這是一種靜止的電氣設(shè)備。

2 電力變壓器的故障類型及主要原因

電力變壓器的主要故障類型及造成該故障的原因一般有：a.電力變壓器在生產(chǎn)、出廠時(shí)就沒(méi)有控制好質(zhì)量。b.使用不合理導(dǎo)致的電力變壓器加速老化。變壓器的平均使用壽命在18年左右，遠(yuǎn)低于變壓器的標(biāo)準(zhǔn)年份(35～40年)。c.線路設(shè)置不當(dāng)產(chǎn)生的干擾。線路干擾是導(dǎo)致變壓器故障的主要原因，其中以天氣造成的故障是最為常見(jiàn)的。d.超負(fù)荷運(yùn)行。變壓器在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常電壓的功率持續(xù)運(yùn)行導(dǎo)致的變壓器壽命降低、變壓器元器件老化速度加快。e.沒(méi)有定期對(duì)變壓器開(kāi)展運(yùn)行維護(hù)管理工作。f.變壓器周圍環(huán)境的影響。

3 變壓器的運(yùn)行檢查措施

3.1 噪聲檢查

運(yùn)行狀態(tài)下的配電變壓器，通常會(huì)發(fā)出“嗡嗡”聲，這一聲音具有均勻、輕微的特點(diǎn)。當(dāng)聲響發(fā)生變化，則說(shuō)明配電變壓器產(chǎn)生了一定故障。因此，在對(duì)變壓器進(jìn)行日常維護(hù)的過(guò)程中，進(jìn)行噪聲檢查是關(guān)鍵途徑之一。檢查方法為應(yīng)用絕緣拉桿，將其一端固定在配電變壓器上，從另一端聽(tīng)取配電變壓器發(fā)出的聲響，判斷是否存在雜音。如果此時(shí)聽(tīng)到了“噼啪”聲，則說(shuō)明配電變壓器產(chǎn)生了擊穿鐵芯的故障；如果聽(tīng)到的噪聲非常沉重，且聲音偏大，則說(shuō)明配電變壓器處于負(fù)荷電流過(guò)大的運(yùn)行狀態(tài)；如果噪聲聲調(diào)較高，同時(shí)伴有尖銳的聲響，則說(shuō)明配電變壓器的鐵芯處于過(guò)飽和狀態(tài)，且電源電壓相對(duì)較高。

3.2 對(duì)油位、油溫及油色進(jìn)行全面檢查

配電變壓器運(yùn)行中，通常會(huì)散發(fā)一定的熱量，如果工作電流在流經(jīng)線圈時(shí)相對(duì)較大，將增加發(fā)熱量，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致油溫不斷上升。正常運(yùn)行狀態(tài)下的配電變壓器，最高油溫通常在85℃～95℃，如果在實(shí)際檢查工作中發(fā)現(xiàn)油溫超過(guò)這一限值，則說(shuō)明配電變壓器內(nèi)部發(fā)熱加劇，應(yīng)及時(shí)停機(jī)修理。正常運(yùn)行狀態(tài)下的配電變壓器，其油位通常在1/4～3/4，如果油位異常，很可能是漏油導(dǎo)致的。工作人員必須及時(shí)檢查設(shè)備，正常運(yùn)行狀態(tài)下的配電變壓器，油色為淺黃色，運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)變成淺紅色，如果顏色加深，說(shuō)明設(shè)備產(chǎn)生了氧化和老化問(wèn)題。

4 配電變壓器的運(yùn)行維護(hù)措施

4.1 對(duì)外加設(shè)備進(jìn)行合理安裝

在對(duì)配電變壓器進(jìn)行日常維護(hù)的過(guò)程中，應(yīng)將絕緣罩合理安裝在低壓端和高壓端，加大對(duì)自然災(zāi)害及外力破壞的預(yù)防力度，高空墜物等對(duì)配電變壓器的影響就會(huì)減小，不易導(dǎo)致低壓短路和燒毀問(wèn)題。但不可以將低壓計(jì)量箱安裝于配電變壓器中，因?yàn)榕潆娮儔浩鏖L(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，如果應(yīng)用低壓計(jì)量箱，容易導(dǎo)致玻璃破損問(wèn)題，如無(wú)法對(duì)其進(jìn)行及時(shí)更換，降雨等對(duì)配電變壓器的安全運(yùn)行將造成嚴(yán)重威脅。

4.2 合理安裝避雷器

過(guò)電壓保護(hù)工作中，應(yīng)合理應(yīng)用避雷器，使配電變壓器在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)受到高壓雷電波的侵襲，降低內(nèi)部絕緣擊穿和短路發(fā)生的幾率。工作人員應(yīng)定期開(kāi)展接地電阻檢測(cè)，嚴(yán)禁發(fā)生焊接點(diǎn)脫焊，預(yù)防接地電阻超標(biāo)的問(wèn)題。合理選擇低壓過(guò)電流保護(hù)定值，能夠加大配電變壓器的保護(hù)力度。當(dāng)短路及故障產(chǎn)生于低壓側(cè)總回路中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，此時(shí)熔斷現(xiàn)象不會(huì)在高壓側(cè)熔體中產(chǎn)生。

5 配電變壓器的常見(jiàn)故障處理

5.1 繞組匝間短路

發(fā)生繞組匝間短路，配電變壓器的油溫將不斷升高，黑煙會(huì)從油枕蓋中冒出，配電變壓器整體運(yùn)行溫度也相對(duì)較高，導(dǎo)致氣體繼電器被觸動(dòng)。這一故障通常是變壓器進(jìn)水導(dǎo)致的，繞組被水浸入，焊接處和導(dǎo)線處的絕緣性會(huì)受到損壞，雜物浸入到油道中也是導(dǎo)致這一故障的主要原因之一。工作人員要定期開(kāi)展配電變壓器檢修工作，及時(shí)修理發(fā)生故障的繞線圈，定期更新絕緣老化的設(shè)備。

5.2 配電變壓器自動(dòng)跳閘事故

一旦發(fā)生自動(dòng)跳閘事故，值班人員應(yīng)向調(diào)度室報(bào)告，并判斷跳閘原因，重點(diǎn)檢查火光、過(guò)負(fù)荷、噴油及短路等問(wèn)題。如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，則說(shuō)明是二次回路誤動(dòng)導(dǎo)致配電變壓器發(fā)生自動(dòng)跳閘。如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)外部原因，則要檢查直流電阻和絕緣電阻，如仍無(wú)法確定自動(dòng)跳閘的原因，應(yīng)在跳閘位置放入瓦斯保護(hù)，使配電變壓器重新合閘。

5.3 特征氣體法判斷技術(shù)

故障導(dǎo)致的產(chǎn)氣特征是判斷故障性質(zhì)的一個(gè)重要根據(jù)。導(dǎo)致變壓器內(nèi)部產(chǎn)生氣體的故障主要包括過(guò)熱和放電兩種。過(guò)熱又根據(jù)溫度的高低分為低、中、高溫三種，過(guò)熱故障產(chǎn)生的氣體主要是CH4和C2H4，一般來(lái)說(shuō)兩者之和能占?xì)怏w總烴的80%以上，隨著故障位置溫度的升高，CH4、C2H4和H2所占比例依次增加。根據(jù)變壓器放電的具體形式，可將之分為局部放電、火花放電與高能量放電三種基本形式，放電故障產(chǎn)生的特征氣體主要是C2H2與H2，其次是C2H4與CH4。另外，當(dāng)變壓器內(nèi)部由于受潮而產(chǎn)生故障時(shí)，主要產(chǎn)生的特征氣體是H2。

5.4 比值判斷技術(shù)

根據(jù)不同類型特征氣體含量值及產(chǎn)氣速率判斷故障時(shí)，可使用比值法判斷故障的主要類型。例如，使用國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)提出的特征氣體比值法能夠判斷變壓器等充油類電氣設(shè)備故障類型。根據(jù)這種故障判斷方法，任何一種故障都對(duì)應(yīng)一組具體的氣體比值，當(dāng)出現(xiàn)故障聯(lián)合作用時(shí)，則可能會(huì)出現(xiàn)找不到對(duì)應(yīng)比值組合的情況，這時(shí)應(yīng)分析該種非典型組合比值，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這種非典型情況的主要原因，分析變壓器的實(shí)際故障類型。

5.5 變壓器局部放電檢測(cè)技術(shù)

變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，內(nèi)部將產(chǎn)生與正常工作狀態(tài)不同的聲音、狀況，可以根據(jù)這些變化判斷其具體故障類型。變壓器局部放電通常是因?yàn)榫植看艌?chǎng)強(qiáng)度迅速增強(qiáng)而產(chǎn)生的瞬間電流。因此，局部放電強(qiáng)度及增長(zhǎng)速度可以有效反映變壓器內(nèi)部發(fā)生的變化，即能夠反映絕緣體中因?yàn)槟巢糠植坏轿欢鴮?dǎo)致的變壓器固體絕緣失效的情況。

5.6 其他類型故障檢測(cè)技術(shù)

第一，振動(dòng)分析技術(shù)。通過(guò)檢測(cè)與分析電力變壓器的振動(dòng)信號(hào)，能獲得變壓器出現(xiàn)故障時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)數(shù)據(jù)，為后續(xù)變壓器的檢測(cè)提供參考數(shù)據(jù)。第二，紅外線熱像檢測(cè)技術(shù)。紅外線熱像檢測(cè)技術(shù)能接收到變壓器外部產(chǎn)生的紅外線信號(hào)，通過(guò)放大處理后，成為被人們所識(shí)別的圖像，再根據(jù)熱量分布實(shí)時(shí)狀況判斷變壓器的具體故障原因。第三，頻率響應(yīng)分析技術(shù)。此技術(shù)屬于一種診斷變壓器繞組或接地線是否遷移的一種有效方法。利用這種技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，在變壓器的排管上纏繞對(duì)應(yīng)圈數(shù)的磁場(chǎng)線圈，并分析變壓器運(yùn)行過(guò)程中因?yàn)橄嗷ラg磁場(chǎng)強(qiáng)度作用影響而產(chǎn)生的不同頻率，利用這些頻率獲得變壓器的具體故障類型。

[1] 錢政，嚴(yán)璋，羅承沐.電力變壓器絕緣故障綜合診斷方法的研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2016，(02) ：32-36.

[2] 何首賢，孫晨祺.電力變壓器故障分析及診斷技術(shù)研究[J].農(nóng)村電氣化，2016，(01)：20-21.

Researchontransformercommonfaulthandlingandroutinemaintenance

YU Tao, LUO Lei

(State Grid Shaanxi Electric Power Company Maintenance Company, Xi’an 710065, China)

In the normal operating system of power system, it is very important to have a type of equipment, that is, power transformers are very important supporting devices for power supply, power distribution, voltage boosting and other links. By analyzing the fault types and main reasons of power transformers, this paper puts forward the operation and maintenance measures of distribution transformers.

Transformer; Common faults; Routine maintenance

TM407

B

1674-8646(2017)24-0094-02

2017-10-20

羅磊(1987-)，男，本科，助理工程師；

于濤(1985-)，男，本科，助理工程師。