干式變壓器常見故障分析及處理方法

張雪松 張楊俊 任彥東

摘 要：干式變壓器作為電力系統中常用的裝備，在使用過程中應定時定期進行維護，保證變壓器正常工作。干式變壓器在使用過程中，因線路老化、檢修不及時等硬性原因，會出現各種問題，影響人們正常生產生活。現針對干式變壓器的應用，闡述了幾種常見故障及其處理方式，以期為干式變壓器檢修和維護工作提供借鑒。

關鍵詞：干式變壓器;常見故障;處理方法

0? ? 引言

干式變壓器屬于變流變壓器，由鐵芯和線圈組成，鐵芯材料以硅鋼片為主，線圈材料以環氧樹脂為主，由環氧樹脂澆筑而成，環氧樹脂具有絕緣性和不可燃性，因此變壓器在使用過程中不會出現漏液、助燃等問題，相比其他變壓器維護工作量較小。在電廠運行過程中，應定期維護干式變壓器，檢查其工作狀態，防止因變壓器長時間做功和內部零件損壞而影響電力系統的正常運行。

1? ? 干式變壓器常見故障、故障原因及處理方式

1.1? ? 鐵芯過熱

以某電廠為例，該電廠干式變壓器24B（參數如表1所示）于2018年4月投入運行，次年4月在進行紅外線檢測時發現該變壓器鐵芯存在過熱現象，當時鐵芯最高溫度達到111 ℃。為及時了解鐵芯溫度變化情況，采取了紅外線跟蹤監測，2020年10月調取紅外線檢測數據（表2），數據顯示鐵芯最高溫度達137 ℃。隨后進行停電檢查，發現鐵芯表面絕緣漆破裂，甚至出現脫落情況（圖1）。

1.1.1? ? 原因分析

干式變壓器鐵芯過熱通常由以下幾種原因引起：

（1）變壓器長時間運行摩擦生熱導致鐵芯過熱。

（2）硅鋼片質量問題也是導致鐵芯過熱的原因之一，劣質的硅鋼片會使變壓器在工作狀態時做功增大，過度摩擦導致鐵芯過熱。

（3）散熱器出現故障，變壓器做功時無法正常散熱導致鐵芯過熱。

（4）變壓器在設計運行過程中會設置額定電壓，若在實際運行中電壓過大則會導致鐵芯過熱。

根據以上可能導致鐵芯過熱的原因進行排查，經檢驗，該電廠干式變壓器24B所帶負荷僅為額定負荷的75%，不存在超負荷運行情況;針對干式變壓器材料問題，咨詢了硅鋼片的生產廠家，結果顯示該批次的硅鋼片嚴格按照干式變壓器制作要求生產，材料質量等級較高;后又對變壓器散熱器進行檢查，發現散熱器正常運行，沒有出現散熱器不正常運轉現象;又檢查了干式變壓器銘牌，顯示該變壓器額定電壓為36 750 V，但電廠運行過程中，變壓器實際是在最低電壓為37 000 V的狀態下運行，嚴重超過額定電壓，導致變壓器鐵芯飽和度增加，鐵芯耗損加大，從而引起鐵芯過熱，影響干式變壓器使用壽命。

1.1.2? ? 處理措施

綜上所述，導致干式變壓器鐵芯過熱的原因為變壓器實際運行電壓超過額定電壓。針對該問題，電廠應啟動備品備件采購計劃，及時采購需要的備件，充分考慮電廠實際運行中的最高電壓情況，對干式變壓器額定電壓重新進行設計，并試運行一段時間，采用紅外線持續跟蹤監測，觀察鐵芯溫度是否處于正常水平。

1.2? ? 聲音異常

聲音異常是干式變壓器運行過程中的常見故障之一，隨著變壓器做功時間增長及做功強度加大，變壓器難免超負荷運轉，導致其在運行過程中處于疲憊狀態，發出異常聲音。根據變壓器不同零件不同程度的受損情況，變壓器也會發出不同的聲音。以某電廠電力系統為例，維護人員在檢查變壓器運行過程中聽見變壓器做功時出現了多種聲音狀態，說明變壓器出現了故障，維護人員應首先判斷異常聲音部位，再根據異常聲音位置采取對應的解決措施。

1.2.1? ? 內部異常聲音產生原因及處理措施

導致變壓器內部聲音異常主要有以下幾方面原因：

（1）干式變壓器分接頭松動，導致變壓器做功增大，超負荷做功導致變壓器發出“吱吱”聲。

（2）鐵芯夾件松動。

（3）鐵芯未接地。

（4）套管表面污漬較多，出現“嘶嘶”聲。

根據以上可導致干式變壓器內部聲音異常的原因進行逐個排查，最終發現該電廠干式變壓器分接頭松動，未及時發現，導致變壓器內部聲音出現異常。維修工人應先做好自身安全防護措施，并停電檢查分接頭檔位連接情況以及電阻安全狀況，再根據檢查結果恰當處理。

1.2.2? ? 外部異常聲音產生原因及處理措施

變壓器除內部聲音異常外，也會出現外部聲音異常現象，這就要求維護人員在判斷變壓器聲音異常故障時，冷靜應對，先判斷出異常聲音部位，若為外部聲音異常，需從以下角度進行原因分析：

（1）變壓器長時間運行，“疲勞”做功，超負荷運行，使得變壓器在運轉過程中承受過大壓力，進而產生異常聲音。

（2）干式變壓器實際運行電壓與額定電壓不符，實際運行電壓過高容易使變壓器過勵磁，導致變壓器不正常運轉，出現外部聲音異常現象，縮短變壓器使用壽命。

（3）缺相運行，這是在變壓器工作狀態下經常出現的問題，會導致變壓器出現過勵磁，讓變壓器在正常做功狀態下發出十分尖銳的聲音。

（4）低壓側短路或接地導致變壓器外側聲音異常。

（5）懸浮電位并不影響變壓器運行，但會使變壓器工作時產生異常聲音（在該電力系統中，變壓器各個零部件包括螺栓、拉板等都用漆噴涂，一定程度上影響了各部件之間的接觸，受漏磁場作用影響，極易導致變壓器出現懸浮電位）。

（6）變壓器共振，維護人員應檢查變壓器安裝位置，如果變壓器安裝位置不規范，如變壓器安裝部位地板過薄等，都會因為變壓器安裝部位空鼓產生共振，出現噪聲。

經檢查，導致干式變壓器外部聲音異常的上述原因全部存在，為有效消除干式變壓器外部聲音異常現象，制訂出如下應對策略：