火力發電廠主力變壓器常見故障淺析

陳鐵成

摘 要：火力發電廠的主力變壓器是發電廠的重要的設備。隨著運行時間的增加，總會出現一些或大或小的故障，變壓器出現的這些故障會造成電力供應的中斷，可能引起火災等重大事故，給社會生產和人民生活造成很大的損失。所以，我們要加強對火力發電廠變壓器常見故障的分析和研究，這樣就能夠防患于未然，電力系統也能夠提供一個安全的運行環境，人民的正常生活和社會的生產就能夠得到保障，社會生產就可以順利運行。

關鍵詞：火力發電廠；主力變壓器；常見故障；處理措施

1 引言

隨著電力應用范圍的不斷擴展，它已經成為了我們生活中的一種常見能源。為千家萬戶提供了日常所需的電力。火力發電是目前我國電力產能的一個重要組成部分，也是運用時間最久的一種方式。主要原因在于我國具有豐富的煤炭資源，且火力發電的技術很容易掌握，因此火力發電在我國的電力產業中一直占據著主要的地位。發電是一個長期且不間斷的工作，因此火力發電廠所使用的變壓器也長期處于不間斷運行的狀態，這就導致發電廠無法有效地避免因變壓器故障而引起的事故。

2 火電廠主力變壓器的簡介

2.1 變壓器的用途

火力發電廠比較常見的一種設備就是變壓器，它能夠將某一數值的交變電壓轉換成在同一頻率的另外一個數值的交變電壓，也能夠把交流電的數值進行改變以及變換阻抗或相位改變，這樣能夠有利于電能的利用和傳輸。

2.2 變壓器的分類

火力發電廠配備使用的變壓器多種多樣，主要有以下幾種類型：

2.2.1 按相數分類：單相變壓器和三相變壓器。

2.2.2 按冷卻方式分類：干式變壓器和油浸式變壓器。

2.2.3 按變壓器用途分類：工頻變壓器、變頻變壓器、電源變壓器、調節變壓器、互感器。

2.3 變壓器的結構

變壓器種類雖多，但基本原理和基本結構是類似的。火力發電廠主要應用油浸式變壓器，下面就以其為例介紹一下變壓器的結構。

2.3.1 鐵芯

鐵芯是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，厚度為0.35或0.5mm，表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成。鐵芯分為鐵芯柱和鐵軛倆部分，鐵芯柱套有繞組；鐵軛閉合磁路之用。

2.3.2 繞組線圈

繞組是變壓器的電路部分，它是用紙包的絕緣扁線或圓線繞成。

2.3.3 油箱

變壓器的油箱由高抗張強度的鋼板焊接而成，分為上下兩個部分。殼式變壓器的線圈完全用絕緣材料密封，并依次用線芯環繞，因此不會因外部影響而擔心損傷，而且無須提供絕緣空間。

2.3.4 變壓器保護裝置

主要包括儲油柜、吸濕器、安全氣道、氣體繼電器、凈油器、溫度計等。

2.3.5 出線套管

2.3.6 調壓裝置

3 常見故障的分析及處理措施

3.1 漏油故障

在火力發電廠所使用的油浸式的變壓器中，其最為常見的故障就是漏油故障。由于長時間的高壓負荷運行，基本上每臺變壓器都會出現漏油的情況。最初的變壓器漏油都是以滲漏開始的，所以不會直接導致變壓器損壞或者無法使用。但這種影響是會隨著時間的積累逐漸變大的，如果沒有引起足夠重視和相應的及時處理，可能會使小問題發展成大問題。

油浸式的變壓器具有對應油箱，為了保障其不會造成泄漏所以使用了大量的密封方式。因而導致漏油原因特征各不相同。有的是因為密封膠墊的質量問題，有的則是因為密封膠墊得不到及時的更換導致的老化和破損的問題。也有油箱閥門不緊密導致漏油，或者是油箱焊接質量不過關等各種原因導致的漏油現象。

處理辦法：由于變壓器漏油故障引起的問題，就需要技術人員準確的把握其漏油的位置進行對應的工作；如果是變壓器油箱密封的問題，就需要對油箱的密封效果進行關注以便于及時查找問題，進行解決；如果是由于焊接的問題導致焊接點漏油，就需要技術人員對漏油點進行對應的處理后進行補焊。

3.2 變壓器自動跳閘的處理

當運行中的變壓器自動跳閘時，運行人員應迅速作出如下處理：①當變壓器各側斷路器自動跳閘后，將跳閘斷路器的控制開關操作至跳閘后的位置，并迅速投入備用變壓器，調整運行方式和負荷分配，維持運行系統及其設備處于正常狀態；②檢查掉牌屬何種保護動作及動作是否正確；③了解系統有無故障及故障性質；④若屬以下情況并經領導同意，可不經檢查試送電：人為誤碰保護使斷路器跳閘；保護明顯誤動作跳閘；變壓器僅低壓過流或限時過流保護動作，同時跳閘變壓器下一級設備故障而其保護卻未動作，且故障已切除，但試送電只允許一次；⑤如屬差動、重瓦斯或電流速斷等主保護動作，故障時有沖擊現象，則需對變壓器及其系統進行詳細檢查，停電并測量絕緣。在未查清原因之前，禁止將變壓器投入運行。必須指出，不管系統有無備用電源，也絕對不準強送電。

3.3 油位過高或過低

變壓器正常運行時，油位應保持在油位計的1/3到1/4之間。假如變壓器的油位過低，油位低于變壓器上蓋，則可能導致瓦斯保護及誤動作，在情況嚴重的時候，甚至有可能使變壓器引線或線圈從油中露出，造成絕緣擊穿。若是油位過高，則容易產生溢油。長期漏油、溫度過低、滲油檢修變壓器放油之后沒有進行及時補油等就是產生油位過低的主要原因。影響變壓器油位變化的因素有很多種，如冷卻裝置運行狀況的變化、殼體滲油、負荷的變化以及周圍環境的變化等。如除漏油外，油溫上升或下降就直接決定著油位上升或下降還有變壓器油的體積。所以，在裝油時，一定要根據當地氣溫選擇合適的注油高度。而變壓器油溫則受負荷同環境因素的變化的影響，假如油溫出現變化，但起油標中油位卻沒有跟著出現變化，那么油位就是一個假象，造成這種狀況的原因可能是油標管堵塞、呼吸管堵塞、防爆管通氣孔堵塞等。

3.4 繞組故障

繞組故障主要有匝間短路、繞組接地、相間短路、斷線及接頭開焊等。產生這些故障的原因有以下幾點：①在制造或檢修時，局部絕緣受到損害，遺留下缺陷；②在運行中因散熱不良或長期過載，繞組內有雜物落入，使溫度過高絕緣老化；③制造工藝不良，壓制不緊，機械強度不能經受短路沖擊，使繞組變形絕緣損壞；④繞組受潮，絕緣膨脹堵塞油道，引起局部過熱；⑤絕緣油內混入水分而劣化，或與空氣接觸面積過大，使油的酸價過高絕緣水平下降或油面太低，部分繞組露在空氣中未能及時處理。由于上述種種原因，在運行中一經發生絕緣擊穿，就會造成繞組的短路或接地故障。匝間短路時的故障現象使變壓器過熱油溫增高，電源側電流略有增大，各相直流電阻不平衡，有時油中有吱吱聲和咕嘟咕嘟的冒泡聲。輕微的匝間短路可以引起瓦斯保護動作；嚴重時差動保護或電源側的過流保護也會動作。發現匝間短路應及時處理，因為繞組匝間短路常常會引起更為嚴重的單相接地或相間短路等故障。

4 結語

作為電力系統中最重要的設備之一，電力變壓器的正常工作對整個電力系統的安全穩定運行具有重要作用。相關的技術人員應針對變壓器在運行過程中出現的異常狀況，從當前運行的狀態及歷史的試驗及運行數據中進行綜合判斷和分析，將電氣試驗與油色譜分析進行有效結合，這樣不僅能夠準確地診斷出變壓器內部故障的類型，而且能夠為檢修人員迅速消除故障提供方法和思路。

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（作者單位：西北電力建設工程監理有限責任公司）