高壓油浸式變壓器的故障及處理策略

摘要：油浸式變壓器是一種交換變壓的靜止電器，運用電磁感應原理，把某種頻率的電壓變換為同種頻率的另一種或多種數值不等電壓的功率傳輸裝置。油浸式變壓器在運行過程中會受到一些因素的影響而出現運行故障。本文結合實際，運用文獻法、調查法等對油浸式變壓器的常見故障及處置措施展開分析，提出幾項建議，以供參考。

關鍵詞：高壓油浸式變壓器；故障；處置

一、高壓油浸式變壓器的組成

高壓油浸式變壓器是供配電系統的重要組成部分，其結構如圖1所示。它將10（6）kV或35kV網絡電壓降至用戶使用的230/400V母線電壓。油浸式變壓器由繞組、鐵芯、油箱、分接開關、絕緣套管、油枕及氣體繼電器等組成。繞組與鐵芯是變壓器中的核心元件，同時是容易出現故障的元件。與其他類型的變壓器相比，油浸式變壓器的機械強度高、抗短路性能好，整體可靠穩定，但在運行過程中不可避免地會出現一些故障。下面對油浸式變壓器常見故障進行具體分析。

二、高壓油浸式變壓器的常見故障及故障原因

（一）繞組故障

油浸式變壓器在運行過程中可能會出現繞組故障，繞組故障的主要表現為接頭開焊、相間短路、繞組接地及匝間短路等。變壓器繞組故障是由多種原因引起，如變壓器絕緣老化會引起變壓器繞組故障；在制造或檢修期間，由于一些不規范的操作，造成絕緣局部損壞，在運行過程中出現繞組故障的概率加大；因散熱不良或長期過載，溫度長期過高，絕緣老化速度加快，繞組故障也更容易產生；由于運行環境比較潮濕復雜，導致繞組受潮，并進一步引起絕緣膨脹使油道受到堵塞，最終引發絕緣故障。

（二）套管故障

套管故障也是油浸式變壓器的常見故障之一。油浸式變壓器在運行一段時間后，套管變臟變舊，套管上積累下較多污垢，容易引起污閃，污閃問題又會引發變壓器相間短路或高壓側單相接地。

（三）滲漏故障

油浸式變壓器滲漏故障會給整個機組的運行帶來嚴重影響，滲漏故障與變壓器的密封性有關，變壓器密封件失效或焊縫開裂，導致密封性大大下降，出現滲漏故障。在變壓器運行過程中，工作人員觀察發現變壓器油液從破損處不斷外溢出或油計已看不到油位，漏油情況如圖2所示，應立即停用變壓器并開展補漏與加油處理，使故障盡快消除。

（四）過電壓故障

運行中的變壓器受到雷擊時，如果雷電的電位過高，會造成外部過電壓，由此給正常運行帶來嚴重影響。另外，如果電力系統的某些參數發生變化，在電磁振蕩的影響下，也會引起內部過電壓，造成變壓器故障。

（五）外殼帶電

運行中的高壓油浸式變壓器有時會出現外殼帶電的情況。有可能是內部漏電引起，也有可能是變壓器套管瓷瓶不良，或引線與變壓器外殼接觸引起。

三、高壓油浸式變壓器的故障處理策略

變壓器密封性差容易出現故障。因此在將油浸式變壓器應用于供配電系統之前，要對變壓器做嚴格的密封實驗，通過實驗及時發現問題并及時更換，從而降低故障發生率。工作人員要定期檢查變壓器，尤其是雷雨天過后，查看內部是否有受潮現象，要及時更換以免供配電系統的運行受到影響。對于有輕微受潮現象的變壓器也要及時處理，以防發生運行故障。在變壓器運行過程中，可使用測試儀對變壓器進行定期預防性測試，根據測試結果掌握運行狀況，并進行科學有效的維護。

做好運維養護，通過及時、有效的運維養護提高油浸式變壓器性能，延長設備壽命，降低故障發生率。在日常的檢查與運維工作中，要仔細檢查外觀，查看是否有閃絡與損壞及時處理，以免引發更大的故障。定期檢查并清理套管，防止套管積污，確保變壓器的正常穩定運行。工作人員也要對變壓器的漏電流值進行復制，將復制的數值與初始值進行比較，根據比較結果判斷運行狀況。一般情況下，當復制值遠大于初始值時，就說明變壓器出現了較大缺陷，需及時上報并處理。

四、高壓油浸式變壓器故障的智能診斷與維修管理

（一）高壓油浸式樣變壓器故障智能診斷

在當前技術背景下，充分運用大數據、人工智能技術等構建變壓器智能診斷系統，實現對變壓器運行狀態的智能監測、離線狀態監測及故障智能診斷，提高變壓器故障診斷與處置速度，降低故障損失。在建立起故障智能診斷系統后，工作人員可通過狀態監測數據，隨時發現各參數相對正常運行區間的偏離度，并運用專家知識庫，有效推理變壓器故障類型、故障原因等，得到診斷結果，為后續的精準運維提供參考依據。在構建起故障智能診斷系統后，由系統中的先進技術與智能裝置，動態采集變壓器本體、套管中的油中溶解氣體，然后將采集到的數據信息與專家庫中典型故障案例進行對比匹配，判斷變壓器是否出現運行故障及出現何種類型的故障。在初步診斷的基礎上，再通過預防性試驗與局部放電試驗，依據試驗結果，運用SVM、聚類等方法，對變壓器各部件的運行狀態與故障類型作出進一步判斷，變壓器故障智能診斷算法如圖3所示。

（二）變壓器維修管理

根據變壓器日常運行狀態及故障智能診斷結果，制訂科學可行的維修管理方案，落實預防性維修等工作，從而提高維修管理水平，維護變壓器的正常穩定運行。變壓器運行期間，可根據智能診斷結果進行分級，對故障風險級別較高的設備，直接采用糾正性維修；對風險等級較低的部件，平時做好監測，必要時采用糾正性維修；對存在明顯老化機理的設備，采用預防性維修策略，對設備保養維護，對老化嚴重的設備及時更換，以免出現重大故障。對高壓油浸式變壓器做到定期檢視，根據變壓器的工作環境、具體故障部位等科學制定檢查項目周期，定期安排專業人員檢查保養，以此延長設備使用年限，降低故障發生率。對變壓器電源部分每月進行一次檢查，按照技術規定規范測量電源實際輸入電壓是否與變壓器匹配，測量主板開關電源輸出電壓是否符合規范，檢查變壓器接地是否良好，有無故障隱患，并根據測量與檢查結果做好記錄、上報及保養維修等工作。

高壓油浸式變壓器運行期間，由了解高壓油浸式變壓器知識、掌握設備與線路運維技能、有一定實踐經驗的專業電工負責，其他工作人員不得介入。生產期間，工作人員如果發現高壓油浸式變壓器故障，需及時記錄并上報專業電工，不得擅自拆卸檢修。所有新購高壓油浸式變壓器，未經測試不得投入生產，只有經過交接試驗且實驗結果表明一切安全正常后才能投入運行。變（配）電室安裝防雷擊裝置，做好雷電接地工作，使用的各種防雷設施，都必須先進合理，安全可靠，各項參數調配恰當。在每年雷雨季到來之前，需全面、詳細檢查防雷設施，對檢查中發現的問題限期解決，杜絕問題延后處理。做好對高壓油浸式變壓器的基礎檢查與運維，保證高壓油浸式變壓器的運行安全。對所有腐蝕或破損嚴重的高壓油浸式變壓器，及時記錄并上報更換，從而避免安全隱患。露天高壓油浸式變壓器運行期間，如果發現主要設備的絕緣顯著降低或重大絕緣缺陷和擊穿時，應及時匯報，搶修或更換試驗合格后，才能再次投入運行。

部分工作人員在對高壓油浸式變壓器進行檢修維護時，缺乏規范意識、安全意識，存在不安全的操作動作與不規范的檢修行為，這不僅會使高壓油浸式變壓器得不到及時、有效的維護，還有可能引發安全事故。對此，要不斷完善高壓油浸式變壓器運維管理規范，確定運維管理細則，并嚴格要求工作人員按照規范細則開展各項檢修維護與管理工作，以提升露天礦山高壓油浸式變壓器安全管理水平。工作人員進行安裝、檢修、調整和試驗等工作時，必須做好安全防護，配備齊全安全防護裝備，按照工作的規定做好記錄與交接。開展帶電檢修作業時，工作人員需做好安全防護，并詳細調查作業區域及周邊的高壓油浸式變壓器情況，制定科學可行的工作方案。帶電檢修期間一旦發現異常，應及時停止作業，并將情況上報。開展檢修運維工作時，工作人員需按照規定使用相應的安全工具規范操作。企業可對高壓油浸式變壓器的檢修標準、檢修操作規范與質檢標準等確定與統一，將檢修目標、檢修內容、檢修要求、操作規范及進度目標、質量目標等編寫成冊，分發給檢修人員，要求其深入研讀學習，掌握其中要領開展各項工作。

五、結語

本文探討了高壓油浸式變壓器幾種常見故障，提出運行期間容易出現繞組故障、套管故障、滲漏故障及過電壓故障等。高壓油浸式變壓器運行振故障與多種原因有關，企業要根據具體原因做好故障處置工作，將故障損失降到最低。此外，企業還需結合高壓油浸式變壓器構造特征、技術參數等建立科學可行的運行管理制度，完善運行管理規范，并建立智能故障診斷系統與故障處理模式，運用技術手段提高運行管理水平，降低故障發生率。

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作者簡介：劉運武（1975），男，江西省贛州市人，本科，電氣工程師，研究方向為電廠電氣設備的技術管理。