關(guān)于油浸式電力變壓器的故障分析與預防對策探討

劉佳林

保定保菱變壓器有限公司 河北保定 071000

1 油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)

（1）目前容量較大的變壓器均為油浸式電力變壓器，其繞組及鐵芯浸泡在絕緣油中，繞組經(jīng)絕緣套管引出，從而與外電路連接。（2）鐵芯和繞組構(gòu)成了變壓器的主體框架，通常鐵芯會采用厚度為3．5～5cm的電工鋼片疊裝而成；繞組根據(jù)電壓大小可分為高壓、中壓、低壓繞組；繞組通過絕緣紙纏繞包裹，繞組匝間，高中低壓繞組之間，繞組與鐵芯及地之間，均通過絕緣墊塊進行隔離并實現(xiàn)彼此間絕緣。（3）變壓器油是一種礦物油，具有良好的絕緣性能。對于油浸式電力變壓器來說，變壓器油的主要作用在于：①提高變壓器繞組之間及其與鐵芯、油箱間的絕緣性能；②變壓器油在一定的高溫條件下，油體溫度和流速會迅速提升，逐漸形成對流空間，避免變壓器鐵芯和繞組因集中發(fā)熱而造成短路現(xiàn)象[1]。

2 油浸式變壓器的特點

油浸式變壓器的適用范圍很廣，既可以在戶內(nèi)使用，也適用于戶外。油浸式變壓器的主要特點如下：（1）油浸式變壓器大多數(shù)采用的是圓柱形結(jié)構(gòu)繞組。除了小容量的變壓器外，大多數(shù)用的是銅導線繞制，餅式結(jié)構(gòu)主要用于高壓繞組。這種結(jié)構(gòu)可以一定程度上平衡變壓器內(nèi)的繞組安匝分布，可以減少漏磁通，提高機械強度，同時抗短路能力也有所提高。（2）鐵芯和繞組都要加強緊固，由于變壓器運行時要經(jīng)受住電力系統(tǒng)可能發(fā)生的短路故障，以及運輸過程中的振動，所以變壓器其器身一定要緊固好。（3）油箱采用桶式和鐘罩式等結(jié)構(gòu)，既要能夠避免氧氣、水分等物質(zhì)的滲入，有效隔絕了變壓器與外部環(huán)境的接觸，起到密封的作用。還要滿足因溫度變化引起的油量變化的影響以及足夠的機械強度[2]。

3 油浸式電力變壓器的常見故障分析

3.1 溫度異常故障

對油浸電力變壓器而言，受其自身的性質(zhì)影響，對環(huán)境的溫度要求較高。例如，在正常狀態(tài)下，當其散熱與負載功能沒有改變，而其溫度逐漸出現(xiàn)異常升高時，將導致變壓器自身溫度出現(xiàn)不均衡情況，遠遠超出標準的規(guī)定，此時將引發(fā)變壓器故障。相對來說，通常情況下變壓器三相出現(xiàn)局部溫度變化時，人們重視力度不足，如果未能采取有效地措施將導致變壓器自身留下安全隱患，影響其后期的使用安全。

3.2 油浸式電力變壓器常見絕緣故障

相關(guān)運行經(jīng)驗表明，油浸式電力變壓器常見的絕緣故障主要有以下幾類：內(nèi)部局部放電；繞組變形導致絕緣墊塊脫落或絕緣紙破損；變壓器內(nèi)部進水或受潮；絕緣紙或墊塊等固體絕緣老化等。

3.3 油箱發(fā)生泄漏

（1）由于自身的原因，可能是油箱與零件之間的接觸密封不良，或者是鑄件和焊件的強度不足，變壓器運行時的負荷過大等，可能會出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。（2）變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障時，可能會導致油箱內(nèi)的油溫升高，油的體積會增加，可能會出現(xiàn)噴油或者漏油的現(xiàn)象。所以有經(jīng)驗的工作人員可以根據(jù)標準環(huán)境溫度判斷油位是否正常，如果油位過低可能會導致變壓器油泄漏，過高可能是內(nèi)部冷卻裝置故障。

4 油浸式電力變壓器故障預防對策

4.1 處理變壓器油的策略

當故障出現(xiàn)后，排查到油浸式電力變壓器可能存在絕緣受潮的現(xiàn)象，可以將變壓器油位降到箱頂下300mm左右，同時可以將瓦斯繼電器以及散熱器關(guān)閉，采用熱油循環(huán)處理的方式來解決變壓器絕緣故障的問題。在處理變壓器油過程中，可以控制濾油機壓力為0．3MPa，并控制真空壓力為0．09MPa，出口油溫可以控制在75℃，同時采取熱油循環(huán)處理。當油溫超過60℃之后，可以將這一時間點作為起始時間，待循環(huán)36h之后進行脫氣處理，控制在2～3h之間。在靜置24h之后，進行變壓器絕緣相關(guān)指標是否達到合格標準，包括絕緣電阻、吸收比等參數(shù)，從而避免絕緣受潮故障的再次發(fā)生，確保供電網(wǎng)絡(luò)的安全性與穩(wěn)定性，同時能夠避免設(shè)備的整體使用性能受到影響[3]。

4.2 加強對平衡溫度的監(jiān)控

為解決當前的溫度平衡問題，可以結(jié)合實際情況建立完善的溫度監(jiān)督體系，加強對油浸電力變壓器溫度進行控制與管理，以滿足當前的需求。通過完善的監(jiān)督系統(tǒng)，積極對油浸電力變壓器的發(fā)熱點進行監(jiān)控，并定期對其溫度進行測量，在不斷地發(fā)展過程中，積極對溫度進行控制，并采取跟蹤化管理方式對當前的變壓器質(zhì)量進行保護，滿足當前的需求。與此同時，工作人員還應完善當前的測控體系，保證現(xiàn)有的測溫流程實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測控制，以此來保證溫度的測量結(jié)果具有良好的穩(wěn)定性。加強對油浸電力變壓器溫度的重視力度，如果發(fā)現(xiàn)存在安全隱患應及時進行整改，并對其進行合理的預防，從根本上消除由溫度異常而引發(fā)的安全事故發(fā)生。

4.3 避免絕緣受潮的現(xiàn)象發(fā)生

不可否認，絕緣受潮是變壓器經(jīng)常會遇到的問題，其中絕緣材料是絕緣失效的主要原因之一，必須確保變壓器的安裝符合規(guī)范，對于發(fā)生了問題的變壓器，要及時進行處理，根據(jù)設(shè)備的運行工作時間，合理的制定檢驗周期，測試項目盡可能完整。加強對變壓器運行的監(jiān)控，實時監(jiān)控變壓器油箱的頂部油溫，油位，外殼溫度等，及時發(fā)現(xiàn)錯誤，通知工作人員進行處理。變壓器制造的時候，出廠之前就應該在廠房內(nèi)的干燥室進行干燥，嚴格執(zhí)行干燥工藝標準，徹底清除游離水，并將絕緣材料的含水量作為工廠監(jiān)督的質(zhì)量控制點。還應該加強變壓器和附件的質(zhì)量管理，加強對工廠設(shè)計、生產(chǎn)、工藝和材料質(zhì)量的監(jiān)測。

5 結(jié)語

綜上所述，油浸式變壓器故障是由多種因素引起的，需要不斷地總結(jié)故障原因，為日后的工作提供科學依據(jù)，這樣有助于提高工作效率和質(zhì)量，以實現(xiàn)油浸式變壓器的穩(wěn)定運行。