電力變壓器的故障分析與預防保護

龍建偉

【摘 要】電力變壓器是整個電力系統中不可或缺的設備之一，用來實現電壓轉化和能量轉化，其運行安全對整個電力系統的運行安全具有直接影響。隨著我國工業企業的發展，電力變壓器的故障問題頻發，為了進一步保證行業發展，筆者探討了電力變壓器的故障特點以及預防保護措施。

【關鍵詞】電力變壓器；故障分析；預防保護

變壓器安全涉及到整個電力系統的安全，因此對變壓器的保護應才能夠故障發生原因和形態入手，及時預防和解決故障才能確保變壓器的穩定運行。并且，變壓器故障具有多樣性，要求安全負責人具有豐富的經驗，并且能夠應對臨時性故障，制定并執行相關故障處理措施。

1 電力變壓器的故障

電力變壓器的故障主要分為內部故障和外部故障兩種。其中內部故障是由于變壓器的油箱故障所引起，主要處理方式為瓦斯和差動保護動作以切除變壓器；外部故障則包括各種線路不良造成的故障以及絕緣套管的破損等，可以采用差動保護來切除變壓器。對于無延時類變壓器，設備主要故障就與變壓器的差動穩定性有直接關系。另外，外部故障還可由變壓器不同側面的母線引起，當故障變壓器未啟動故障保護時，應依靠后備保護開關跳閘來解決變壓器故障問題。但此時變壓器就會承受來自外部區域的過電流沖擊，可能引起變壓器的損壞，此時需要控制變壓器的熱穩定性，以降低故障發生幾率。

2 變壓器出現故障的原因

變壓器出現故障的原因眾多，其中主要是來自于天氣等外部環境的破壞、變壓器自身過載或線路涌流以及變壓器開關所造成的故障。

（1）雷雨天氣造成的變壓器故障

雷雨天氣易造成變壓器故障，這是由于避雷器在接電電阻的設計上過高，或者過長或者截面積小。當發生雷擊時，電壓迅速上升，上升到一定階段后，就會引起變壓器絕緣被損壞。在地線設置上存在不合理，使得避雷器與地線之間存在重疊，從而影響變壓器的絕緣性，造成故障。

（2）過載或線路涌流

過載是指用戶過多導致瞬間電流增大，進而使變壓器線圈溫度快速上升，降低絕緣效果。同時使線體裸露，而造成匝間短路。或者由于外部故障沖擊力導致絕緣破損，進而發生故障。

另外：除明確查明為雷擊事故，我們將其他沖擊故障均視為“線路涌流”。線路涌流即線路干擾，是電力變壓器故障的主要原因，對變壓器造成的傷害也排在首位。一般出現的現象包括線路故障、合閘過電壓、電壓峰值和部分輸出異常。其中，變壓器出口突發性短路帶來的危害最大，短路將導致電流瞬間增加，產生機械應力二導致線圈破壞，或者墊板松落，因此故障，通常會導致整個變壓器無法使用，需要停機查找故障，因此需要得到維修和管理人員的重視。

（3）分接開關故障

開關故障對變壓器具有一定影響，通常變壓器漏油是造成分接開關裸露在外的主要原因，長時間外漏所造成的結果就是開關受潮而失效，甚至導致短路，使變壓器損壞。變壓器分接開關的促動較為頻繁，因此會造成觸頭上的磨損，腐蝕或者污染，電流的熱效應也會導致在彈簧的性能減弱，破壞動、靜觸頭之間的壓力。

3 電力變壓器故障的預防措施

變壓器故障的預防與保護同樣重要，并且很多故障隱患可以同有效的預防而避免。企業應建立專業的變壓器故障預防團隊，加強對設備的操作管理和巡視，減少故障的發生幾率。其維護過程如下。

（1）運行維護

保持變壓器的套管等裝置處于清潔狀態，對產生的污垢進行及時處理，以防止受潮和機械破損，影響變壓器性能。時刻對變壓器裝置進行檢查，及時處理斷線、脫焊等問題；在油冷卻系統中，要檢查系統散熱器是否存在污垢聚集，滲漏現象，及時控制以控制造成變壓器零件的機械損傷；保證電氣連接的緊固安全，對開關進行安全查找，并在使用過程中進行巡查，常見的開關安全問題包括水腐蝕使功能下降，轉動不靈活以及機械破壞等，要求對變壓器線圈進行檢測，并且能夠對出現問題的開關進行更換，以減少安全隱患；每年檢驗避雷器的接地性能，防止雷雨天造成的短路，要做到時刻檢查，及時更換損壞的變壓器。

（2）變壓器引出線短路故障處理

對工廠而言，額定電壓和額定電流較大，應采用單獨運行的變壓器與備用變壓器，一遍預防變壓器的臨時短路等問題。當后備保護時限大于0.5S時，應采用電流速斷保護。技術查找變壓器隱患，如電流速斷保護靈敏性不符合要求的，要及時裝設差動保護。對于高壓側電壓為330KV及以上的變壓器，要裝設雙重差動保護。而對發電機變壓器組，在未發生短路現象時，應以發電機的處理原則進行處理。此外，還應實施差動保護方案。針對變壓器運行中出現的涌流，設置差動保護來應對不平衡電流，減少變壓器誤動。

（3）110KV及以上電力系統變壓器故障處理

本文主要探討110、220KV中性點直接接地的變壓器。每段帶有兩個時限，以較短的時限動作于故障范圍查找，而以較長的時限動作于斷開變壓器各側斷路器。接地中性點出現放電間隙時，應采用零序電流保護。當變壓器失去接地中性點時，零序電流電壓保護作用于斷路器的時間約為0.3～0.5s，而在中性點無放電間隙時，需要兩段零序電流保護措施來預防故障。并在第一段設置一個時限，第二段設置兩個時限，這樣就會通過中性點的時限來判斷故障的位置。零序電流變壓器未接地狀態下試試保護，可獨立采用一段，且帶有一個時限。

4 總結

變壓器的運行維高護是電力系統運行中的重要問題，保證變壓器安全才能確保電力系統的運行問題。文章探討了變壓器在不同使用環境下所造成的故障和故障隱患，并且基于變壓器的不同種類提出了高水平的預防和維修方案。以確保變壓器穩定運行，提高其使用壽命。

【參考文獻】

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[2]劉輝.電力變壓器故障分析與診斷預防措施[J].中國電子商務，2012（19）.

[責任編輯：張濤]endprint