淺議500千伏變壓器常見故障分析及防治措施

陳曉+王群鋒+連進燦+王海龍

摘 要：變壓器在不同條件的運行狀態進行檢查，有助于對變壓器發生的故障與異常運行進行分析和總結，有助于工作人員根據變壓器內部是否發生故障進行檢修，判斷變壓器出現故障產生的原因及類型。本文針對500千伏的變壓器出現的故障，分析原因，提出解決相關故障的防治措施，旨在保障變壓器的正常運行及維護效果。

關鍵詞：500千伏變壓器；故障分析；防治措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.039

0 引言

目前我國的電網建設中一般使用500千伏變壓器，保障電能正常的輸送。電力運行事故頻發已經引起電力企業的重視。在電力系統事故當中，電氣設備的事故較多，屬于局部性事故。但是針對電氣設備事故處理不及時，將影響整個電網的運行。500千伏的變壓器若發生故障，將會對電網運行造成毀滅性的破壞。

1 500千伏變壓器的差動保護

1.1 保護的范圍

500千伏變壓器的差動保護主要有三種方式：一是針對大于或者等于6.3兆伏安使用的工作變壓器或者并列運行的變壓器；二是大于或者等于10兆伏安的的單獨運行變壓器或者備用變壓器；三是大于或者等于2兆伏安的工作變壓器。這些變壓器主要能起到保護變壓器的作用，通過縱連差動保護裝備保障變壓器的實際運行。

1.2 保護的功能

差動保護主要在變壓器的內部結構。同氣體繼電器造差動保護方面相比較，靈敏性較低。但是差動保護也可以將變壓器在可保護范圍內的外部故障進行保護。針對保護變壓器外部故障的死區方面進行消除，可以將電流回路的接線范圍重疊附近的保護電流接線。在變壓器運行工作中，進行注油、慮油等工作同正常運行工作同樣進行差動保護[1]。

2 500千伏變壓器出現故障的原因

變壓器在生產和運行的過程中，由于多種因素的影響，產生了故障，影響差動保護，特別是變壓器的器件所產生的故障最為嚴重。

2.1 鐵芯故障分析

變壓器的鐵芯故障主要體現為放電、過熱。鐵芯產生故障的原因有短路、散熱不良等。鐵芯短路主要是變壓器在鐵芯上打孔之后使變壓器滿負荷運轉造成出現磁飽和，并且鐵芯的絕緣性能降低導致短路，最終造成鐵芯的過熱繼而引起短路。同時變壓器生產廠家在鐵芯的生產過程中，破壞了鐵軛與鐵軛夾件兩者之間的絕緣并產生渦流，最終損壞絕緣造成短路故障。

鐵芯在生產過程中，在制造過程中出現金屬異物掉落的情況，造成鐵芯多點接地形成故障。在安裝過程中，沒有將變壓器油箱內部進行徹底清理，油箱內部的殘余雜物特別是金屬碎屑隨著強油的循環沖擊導致出現鐵芯接地的現象。此外，變壓器油箱內部產生的油泥會依附在鐵芯上，影響散熱。如果不及時清理油泥，使鐵芯過熱引發故障。

2.2 繞組故障

繞組故障產生的部分原因同鐵芯故障相同。繞組的長期超負荷運轉、出口短路、絕緣老化、線圈受潮等都會導致繞組出現故障。繞組的故障表現有短路、斷線和過熱。

繞組的短路主要原因有：由于繞組和鐵芯之間的絕緣材料是紙質的，并具有很強的吸水作用。因此，變壓器在安裝或者檢修中出現水分過多導致干燥不徹底將導致絕緣受潮，使絕緣的性能下降，一旦絕緣被擊穿導致變壓器內部的局部放電，甚至會使繞組產生接地故障。繞組的斷線主要原因有繞組的焊接不良導致質量下降，最終引發故障，另外繞組產生的短路與過熱也會產生斷線的現象。

2.3 絕緣故障

絕緣的故障主要有絕緣被擊穿、沿面放電、油流帶電等。變壓器內部沒有徹底干燥導致絕緣受潮，最終出現絕緣被擊穿的情況發生。另外高溫也會導致絕緣使用壽命縮短使電阻被降低，最終引發內部絕緣被擊穿的事故。變壓器在使用過程中出現絕緣承受電壓過高出現沿面放電的情況，各種因素例如高溫、水分、電壓過高使變壓器內部絕緣產生劣化，造成沿面放電的故障[2]。

3 500千伏變壓器故障防治措施

3.1 防止空氣水分進入變壓器

變壓器在檢修前后必須保持密封，變壓器在安裝過程中嚴格按照使用說明書進行安裝，必要時可以將變壓器解體重修。安裝之后的變壓器要按照嚴格程序進行油箱注油并采用真空處理。真空處理主要是將變壓器內部的空氣進行排空。變壓器的使用過程中，若發現不合格的配件及時停修更換，防止變壓器出現故障。

3.2 防止雜物進入變壓器

針對鐵芯和繞組在生產過程中出現金屬雜物遺落的現象，首先變壓器在運行前對內部和相關器件進行徹底的檢查，如有雜物立即徹底清除。油箱在使用前內部要清理干凈并使用合格油來進行清洗。

3.3 檢查變壓器外觀

變壓的外殼、金屬外露的零部件由于受到空氣、陽光、溫度、水分等多種因素的影響，容易出現腐蝕的現象。變壓器出現腐蝕除了影響外觀外，還會導致出現了滲漏油，使變壓器的差動保護出現跳閘的情況，安全運行受到了影響。因此，對變壓器定期進行防腐噴漆，若零部件出現腐蝕嚴重的情況，立即進行更換。

3.4 防止絕緣受到損壞

在變壓器的絕緣安裝上，避免過分吊拉和硬力扭結導致絕緣受損的情況出現。在電壓器的絕緣進行安裝或檢修時，螺絲要擰緊，防止運行中出現各種損壞或者變形。在安裝和檢修過程中，絕緣部件的更換上必須保證部件質量的合格，防止劣質產品進入。絕緣部件必須保證干燥性。

3.5 防止繞組出現故障

繞組出現發電、擊穿、燒毀等故障，最終導致變壓器無法正常運轉和進行差動保護，最終危害整個電網系統的運行。因此，在防止措施上，加強變壓器的日常維護并安裝監視設備。變壓器在修復之后保持密封。另外變壓器的安裝必須有接地屏，避免出現放電現象[3]。

4 結語

綜上所述，500千伏變壓器在運行過程中受到多種因素的干擾出現故障。針對故障產生的原因進行分析，500千伏變壓器的器件在安裝與運行的過程中容易發生故障，導致變壓器出現損壞，影響電網的正常運行。因此，制定相應的防治措施，避免出現上述故障的發生，保障電網正常供應電能。

參考文獻：

[1]智愛忠.芻議500kV變壓器運行維護與常見故障分析[J].中國新技術新產品，2015（23）：51.

[2]趙軍.500kV變壓器故障分析[D].鄭州大學，2016.

[3]代建強，賴穎，韋海治，梁睿.500kV變壓器運行維護與故障分析處理[J].大科技，2014（36）：231-232.endprint