煤礦變壓器常見故障分析及其預防措施

常永祥，張春龍

（潞安化工集團李村煤礦，山西 長治 046600）

引言

潞安化工集團李村煤礦鰲泉110 kV 變電站擔負著全礦的用電分配，安設CSC326 型變壓器。變壓器作為煤礦最為主要的電氣設備之一，關系到整個礦井的安全生產工作，對煤礦地面變壓器的維護保養、故障排除工作至關重要。掌握變壓器的常見故障，并在故障初期及時消除，保障變壓器的安全穩定運行是保障安全生產的關鍵。本文以分析煤礦變壓器的常見故障為基礎，總結了煤礦變壓器的事故預防措施。

1 變壓器常見故障

1.1 變壓器聲音異常

變壓器聲音異常是判斷變壓器故障的主要依據，變壓器常規下電磁聲音均勻穩定。若出現異響，則證明該變壓器已經帶病工作。聲音異常故障包括：

1）變壓器“嗡嗡”聲沉重不清脆，需注意負載情況，需先查明是否有大功率設備啟動，若無此情況則為變壓器超負荷嚴重；

2）“嗡嗡”聲尖銳刺耳，說明設備處于諧振過電壓或者單項接地情況，需檢查電網設備情況；

3）發出間歇性的“咕嘟”聲音或者轟鳴聲，表明變壓器處于匝間短路狀態[1-2]；

4）變壓器發出“吱吱”噪音且處于由遠及近音量變化較大時，表明變壓器內部絕緣擊穿導致接觸不良；

5）變壓器“噼啪”響聲，說明用電設備接地或短路，需檢查用電設備狀態；

6）時有風吹聲音且不均勻、不穩定，需注意變壓器自身鐵芯是否發生松動，需檢查壓緊件。

1.2 變壓器油溫過高

1）冷卻器問題：如冷卻排氣扇故障停運、散熱器管路不暢通、循環油泵故障停運都會導致油溫過高，冷卻問題是油溫過高的最常見原因。

2）穿芯螺絲絕緣損壞問題：導致穿芯螺絲過電流，導致發熱，該位置熱量不易散失，導致變壓器油溫不斷升高。

3）繞組匝間短路或絕緣摔壞問題：接觸點電阻加大導致漏磁發熱現象，該問題多伴隨著差動保護動作。

1.3 變壓器油位異常

變壓器油位異常情況主要包括油位虛假和油位低。

1）虛假油位：通氣小孔堵塞造成油位失真，油表管堵塞造成油位顯示不實，油枕吸管器堵塞造成油位顯示誤差[3]。

2）變壓器油位低：加油不及時造成油品損耗后未能及時得到補充，變壓器故障漏油導致油位急劇降低，工作人員誤操作放油或放油后未及時補充。

1.4 變壓器顏色氣味異常

1）套管故障：套管污損產生電磁造成油泵、風扇的燒損產生燒焦味、臭氧味等異味；套管的閃絡放電造成絕緣層的燒損，產生異味和顏色異常；套管接線部位發熱造成接觸面氧化、表面鍍層的氧化失去光澤。套管故障需及時進行檢查維護，以免發生套管爆炸事故[4]。

2）防爆管問題：防爆管的損壞或防爆膜的老化破損造成油品乳化，變壓器的絕緣等級降低。

3）其他原因：油室浸水、潮氣太重造成吸濕劑的吸潮變色。

1.5 變壓器漏電故障

變壓器正常時三相電對地電流相等。在發生單向接地時（以A 相接地為例），電流流向如下頁圖1所示，A 相和大地相位差為零。A 相電壓為零，BC 兩相電壓遠超過變壓器線圈絕緣耐壓水平，導致漏電故障。

圖1 A 相接地三線電路

1.6 分接開關故障

分接開關故障的常見表現：變壓器油箱發出放電“呲呲”聲音并且電流表指針隨著該聲音規律地擺動。

故障原因：

1）分接開關觸頭接觸不良導致的開關燒損。表現為觸點壓力不足、壓力分配不均造成接觸面積降低；鍍鋅層嚴重磨損導致接觸不良；短路電流沖擊導致觸頭的熱損。另外，分接開關部分觸頭未用部分長期浸油，該部分在氧化作用下產生氧化膜也可導致分接觸頭的接觸不良問題[5-6]。

2）過電壓作用導致短路。常見原因為絕緣材料的性能降低、相間距離過近。

3）開關燒壞。多為倒分接開關時分頭位置切換錯誤導致。

需注意：倒分接頭前，需消除接觸部分的油污及氧化膜，并且必須測量各分接頭的直流電阻值，三相電阻不平衡相差不得大于2%；倒分接開關時，需對內部接頭連接情況與分接開關指示器進行一一核對。

2 變壓器典型故障預防措施

2.1 變壓器絕緣擊穿預防

2.1.1 做好變壓器防水、防潮工作

變壓器進場→安裝→調試→應用→維保等各個環節需要嚴格做好防水、防潮工作，確保使用環境密閉干燥，避免水分進入變壓器。調試前需要進行預防性測試試驗，以確保變壓器應用環境的可靠安全。

2.1.2 避免異物進入變壓器

在安裝變壓器期間，需做好防護工作，避免微小雜質等異物進入變壓器。在安裝前應對油經過的部位進行專業的清理，避免在安裝過程中帶入更多雜質，如油管、潛油泵等部位。在調試、應用變壓器前，需要進行變壓器的清理清掃工作[7]。

2.1.3 變壓器絕緣受損預防

變壓器防護罩的安裝需注意做好引線、支架、高壓套管的防護工作，高壓套管的安裝原則上不得扭轉引線，如果扭轉應采取相應措施，避免變壓器絕緣層受損導致擊穿事故。

2.1.4 過電壓擊穿預防

在變壓器使用期間，需按要求定期對避雷器進行檢測，測定直流電阻是否滿足要求，另外需做好變壓器各個部件的檢查維護工作，以免發生過電壓擊穿事故。

2.2 套管爆炸預防措施

套管爆炸事故的發展流程如圖2 所示，套管絕緣缺陷→套管電容屏逐層被擊穿→瓷套內壁閃絡故障→故障電流形成放電通道→套管本體、絕緣油受熱→急劇膨脹→導致上瓷套發生粉碎性爆炸。

圖2 套管事故發展過程示意

套管爆炸事故發生的主要原因是絕緣層缺陷。變壓器進場需做好進場檢查工作并保持其清潔、密閉完好，在使用過程中要定期檢查套管并做好維護工作。另外，需注意：新進變壓器首次注油，須做好脫氣工作，將變壓器本體進行長時間的真空處理；注油排氣需升高油溫、保證真空度，氣體膨脹后利于加速排出；變壓器的安裝需用高密封性不銹鋼真空球閥，防止氣體滲入變壓器油；變壓器靜置期間，儲油箱需做好注氮排氣[8]。

2.3 其他故障預防措施

2.3.1 分接開關事故預防

在變壓器應用前，需做好觸點的電壓比和直流電阻監測工作，確保接頭接觸良好，并清除接頭部分氧化膜和油污，以免造成分接開關事故。在日常維保過程中，要對照分接開關說明書仔細保養檢查。

2.3.2 變壓器油劣化預防

優化變壓器的放置場所的條件，確保散熱良好，避免變壓器在高溫條件下運行；在注油過程中要做好加油記錄工作，及時分析判斷防止出現假油位，以免空氣進入導致事故發生;變壓器油的管理須嚴格把關和儲存，保證油品質量。

3 結語

在實際工作中，有些變壓器故障還需進行特性試驗才能夠精準地查明故障的原因、制定相應的應對措施。文章以分析直接潞安化工集團李村煤礦安設CSC326 型變壓器常見故障為基礎，總結了變壓器事故預防的措施，確保變壓器的安全穩定運行。