淺談電力變壓器的安全運行

摘 要：電力系統中最重要的設備之一就是電力變壓器，電力變壓器是電壓變換、電能分配及傳輸的重要媒介，還可以提供電力服務。因此只有將電力變壓器的工作狀態保持好，才能為廣大群眾提供安全、穩定、優質的電力服務。實際工作中變壓器的長時間運轉勢必會有元器件的老化問題，下面筆者結合工作實踐就變壓器安全運行的影響因素及對策展開探討。

關鍵詞：電力系統；變壓器；安全運行；故障

中圖分類號：TM421 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 02-0000-01

電力變壓器在工作的過程中，周圍有著比較大的電場。電場的存在會對變壓器產生破壞作用，同時散熱不暢也會破壞變壓器的內部結構。只有克服了這兩種破壞因素，才可以從根本上確保變壓器的安全運作。為了保證變壓器安全穩定的運轉，可以對器械進行符合國家標準的預防性實驗測試。實驗內容包括：繞組絕緣電阻的測量、繞組直流電阻的測量、交流耐壓試驗、線圈變形實驗、局部放電、泄漏電流測量以及油中氣體分析等。

一、變壓器異常運行的原因

（一）聲響異常

變壓器聲響的分辨十分重要，利用聽聲音，可簡單推測變壓器的實際運作情況。根據經驗，如果是變壓器工作正常，則由于硅鋼片磁滯伸縮，會出現均勻的嗡嗡聲。當出現異常聲響時，要憑借聲響尋找故障的因素，下面介紹幾種異常聲響以及原因：變壓器內部發出低沉而且特別重的嗡嗡聲時，應該是因為變壓器負荷較重或者系統電壓大于額定電壓，造成鐵心硅鋼片振動增加。當內外同時出現非常大的聲響以及其他雜音時，估計是系統內部出現了短路，變壓器由于受到強勁的電動力整個箱體會產生振動。內部的聲音中伴隨著氣泡溢出的聲音，應該是由于繞組匝間短路或者分接開關接觸不良導致的。內部響聲中出現吱吱或者噼啪聲，這表示內部存在放電故障。內部出現叮當的聲音，則推斷是出現了變壓器內鐵心夾件或者相關螺釘松動問題。

（二）油位異常

油位異常有油位過低和油位過高兩種情況。當油位過低時，若變壓器沒有漏油痕跡，油溫較高但油溫所應有的油位明顯下降時，要馬上加油，加油時要遵照規定，加油后需及時關注氣體繼電器的氣體。如果由于大量漏油致使油位不斷下降時，要把瓦斯保護換成只動作于信號，必須立即實施措施組織漏油，并迅速加油；當油位過高時，超過了變壓器設計標準中的核定高度，但是運行過程無其他異常時，可能是由于溫度上升造成的，這時需要馬上放油，將油位控制在設計標準的范圍之內，避免油發生溢出現象。同時要檢查有枕呼吸器是否通暢，以免發生假油位。

（三）油溫異常

變壓器內部的絕緣材料會隨著運行時間的延長發生老化問題，內部注入的油也會在高溫條件下加速器件的老化。對此，務必要對油溫進行控制，做好對油溫的密切監視，尤其關注溫度的異常升高。第一，過負荷升溫。因為變壓器在外界溫度高、過負荷狀態工作而造成的油溫異常，要運用降負荷或吹風等手段進行降溫；第二，故障升溫。當變壓器在負荷與散熱條件、外界溫度都沒有變化時，溫度逐步升高是變壓器的故障表現，造成溫度異常升高的因素有：變壓器匝間、層間短路；變壓器鐵心部分短路；由于漏磁或者渦流致使油箱、箱蓋等發熱；冷卻裝置損壞。此時應立即停電，檢查設備，使用相應的手段給予排查。

（四）冷卻裝置異常

冷卻裝置的異常情況包括兩部分：第一，風扇、油泵運轉異常。也許是因為風扇與油泵的電動機定子、轉子短路，或者導線絕緣破壞，缺相而致。此時需停止故障冷卻器，對風扇及油泵進行修理或替換；第二，冷卻器負壓進氣。如果冷卻器密封性不好，油泵運作時冷卻器因為負壓而進氣，也許會致使重瓦斯保護誤動作，要立即采取方案進行排除。

二、變壓器安全運行維護

（一）關于電場破壞作用及防護

變壓器在運行的過程中會產生電場，在電場的作用下變壓器絕緣部分會受到一定程度的破壞，一旦變壓器的絕緣部分失效，就會有漏電事故發生。根據數據顯示，近年來發生的變壓器事故中絕大多數是由于絕緣問題引發。因此，要監視并做好電場破壞作用的處理工作。根據筆者工作經驗，發生絕緣事故的因素主要包括以下三種：第一，作用在絕緣上的變壓器電場超過了設計的核定場強；第二，絕緣的耐受場強小于作用場強；第三，絕緣的耐受場強降低與作用場強的上升一起發生。

在對變壓器絕緣問題進行深入分析之后發現，即便是變壓器工作在正常電壓下，其內部也會產生游離水。對此，除了要做好實驗室的假設驗證與實際變壓器保護之外也要從這兩個方面來著手：（1）始終將變壓器內部的游離水保持在總量的0.5%及以下。因此，變壓器在安裝作業或調試檢查過程中，作業人員都要根據操作指導來執行真空注油作業。針對長期運行中的老舊變壓器，在做好游離水控制的同時認真落實干燥處理。（2）維持內絕緣和大氣嚴密隔離。起初要了解到變壓器滲漏油，不管是油一氣滲漏或者氣一氣滲漏，都是一個相互滲透的過程，都是對內部絕緣的破壞。

（二）關于力的破壞作用

首先，要重點增強內繞組的幅向動穩定。增加內繞組的動穩定性，除了常用的方式外，重點依賴導線的自支撐強度。如果對于新安裝投入使用或者對舊變壓器升級更新繞組，則被繞組都要使用半硬銅導線繞制，還要適當減少運作電流密度，進而實現導線橫截面積增大的目的。

第二，降低變壓器出口短路的概率，也是維護變壓器安全運行的重要手段。通常對變壓器進行維護時變壓器都會處于正常工作狀態，這樣就可以通過降低短路幾率來實現維護。工作中通常采用的方案主要有向低壓側增加限流電抗器、在低壓側母線增加絕緣、放棄重合閘等。通過這些操作，可以有效避免變壓器發生短路問題，切實提高變壓器的安全運行。

第三，增加機電保護動作可靠性，實行繞組變形監測工作，能夠減少繞組塑性變形的積累效應，還可以防止變壓器短路。

（三）關于熱的破壞

對于變壓器溫度破壞，主要還是提升變壓器的本身質量來應對。對已經出現的故障或發生老化問題的設備，應與制造廠商和設計部門共同處理；預防或消除連接接頭過熱故障，重點在于安裝或檢修連接接頭，切記按規定規范操作；針對老式的、過早老化的冷卻器，要替換冷卻器或者使用片式散熱器；對于污垢較多的冷卻器，要進行徹底清理方可使用。

三、結束語

變壓器室電力網中重要的器件之一，變壓器的正常運轉對電網的安全、可靠運輸有著重要作用。無論是設計，還是運行維護，都要從安全合理的方面來考慮，不斷加強電力變壓器的供電可靠性，從而提升電網的安全運行與可靠運行性能，增加社會經濟效益。

參考文獻：

[1]鐘海濤，陳志浩，陳志敏.試析變壓器工作過程中的常見故障[J].電子制作，2013（20）：41-42.