試論電力變壓器故障原因及處理(lǐ)方法
發布時(shí)間：2015-04-24 08:54 來(lái)源：華電國威
針對(duì)電力變壓器在運行中産生的(de)故障的(de)原因以及排除的(de)方法等做(zuò)出了(le)簡要的(de)分(fēn)析，小編認爲正确的(de)、合理(lǐ)的(de)故障排除法對(duì)于變壓器設備能夠正常運行起到促進作用(yòng)。一般來(lái)說，變壓器産生故障主要是由于其内部的(de)組成、電路等方面出現了(le)電力損耗而造成的(de)，而外在的(de)人(rén)爲因素或者是其他(tā)方面也(yě)有可(kě)能造成其故障的(de)産生。所以，排除電力變壓器故障時(shí)，要抓住其原因所在而對(duì)症下(xià)藥，從而提高(gāo)其排除效果。
電力變壓器作爲一種能量的(de)轉化(huà)的(de)設備，它在電壓的(de)轉變以及電流的(de)運輸過程中有著(zhe)不可(kě)取代的(de)地位，在電力系統中有著(zhe)最核心的(de)地位。如果電力變壓器發生故障，會導緻電力的(de)供應發生中斷，甚至會引發火災等一系列安全事故，将會對(duì)社會生活以及經濟的(de)發展造成重大(dà)的(de)損失。所以，加強電力變壓器的(de)故障分(fēn)析，成爲一種必要，它能爲電力系統提供一個(gè)安全的(de)、穩定的(de)、高(gāo)效的(de)運作環境，确保生産的(de)井然有序。
一、常見故障的(de)分(fēn)析處理(lǐ)
1.變壓器油質變壞
變壓器中的(de)油，由于長(cháng)時(shí)間使用(yòng)而沒有更換，其中漏進了(le)雨(yǔ)水(shuǐ)和(hé)浸入了(le)一些潮氣，再加上其中的(de)油溫經常過熱(rè)，這(zhè)就容易造成油質的(de)變壞。而油質變壞則導緻變壓器的(de)絕緣性能受到了(le)很大(dà)的(de)影(yǐng)響，這(zhè)種情況就非常容易引起變壓器的(de)故障産生。如果是新近投運的(de)變壓器，它的(de)油色會呈淺黃(huáng)色，在使用(yòng)一段時(shí)間以後，油色将會變成淺紅色。而如果發現油色開始變黑(hēi)，這(zhè)種情況下(xià)爲了(le)防止外殼與繞組之間或線圈繞組間發生電流擊穿，就要立刻進行取樣化(huà)驗。經化(huà)驗後，若油質合格則繼續使用(yòng)，若不合格就對(duì)絕緣油進行過濾和(hé)再生處理(lǐ)，讓油質達到合格要求和(hé)再進行使用(yòng)。
2.内部聲音(yīn)異常
變壓器如果運行正常，其中産生的(de)電磁交流聲的(de)頻(pín)率會相當穩定，而如果變壓器的(de)運行出現問題，在變壓器中就會偶爾産生不規律的(de)聲音(yīn)，表現出異常現象。這(zhè)種情況産生的(de)幾種主要原因是：變壓器進行過載運行，這(zhè)種情況變壓器内部就會有沉重的(de)聲音(yīn)産生；變壓器中的(de)零件産生松動時(shí)，在變壓器運行時(shí)就會産生強烈而不均勻的(de)噪聲；變壓器的(de)鐵芯最外層矽鋼片未夾緊，在變壓器運行時(shí)就會産生震動，同樣會産生噪音(yīn)；變壓器頂蓋的(de)螺絲産生松動，變壓器在運行時(shí)也(yě)發出異響；變壓器的(de)内部電壓如果太高(gāo)時(shí)，鐵芯接地線會出現斷路或外殼閃絡，外殼和(hé)鐵芯感應出高(gāo)電壓，變壓器内部同樣會發出噪音(yīn)；變壓器内部産生接觸不良和(hé)擊穿，會因爲放電而發出異響；變壓器中出現短路和(hé)接地時(shí)，繞組中出現較大(dà)的(de)短路電流，會發出異常的(de)聲音(yīn)；變壓器産生諧波和(hé)連接了(le)大(dà)容量的(de)用(yòng)電設備時(shí)，由于産生的(de)啓動電流較大(dà)，以後造成異響。
3.自動跳閘故障
在變壓器的(de)運行過程中，突然出現自動跳閘時(shí)，要進行外部檢查，查明(míng)跳閘原因。如果在檢查後确定是因爲操作人(rén)員(yuán)的(de)操作不當或者是因爲外部故障造成的(de)，就可(kě)越過内部檢查環節，進行直接投入送電。如果是發生了(le)差動保護動作，就要對(duì)保護範圍中的(de)設備進行全面、徹底檢查。在其中要注意變壓器中有不少可(kě)燃性的(de)物(wù)質，而内部故障有可(kě)能造成火災，如果沒有得(de)到及時(shí)的(de)處理(lǐ)，甚至有可(kě)能造成爆炸。可(kě)能導緻變壓器著(zhe)火的(de)因素有下(xià)面幾種：内部故障導緻變壓器散熱(rè)器和(hé)外殼破裂，有油燃燒著(zhe)從變壓器中溢出；在油枕的(de)壓力下(xià)，變壓器中的(de)油流出然後在變壓器頂蓋上燃燒；變壓器套管的(de)破損和(hé)閃絡等。這(zhè)些事故發生時(shí)，變壓器就會自發産生保護動作，斷路器就會自動斷開。若斷路器因某些原因而沒有自動斷開，就要通(tōng)過手動來(lái)完成，立刻停止冷(lěng)氣設備并關上電源，進行撲救火情。變壓器的(de)滅火要使用(yòng)泡沫滅火器，在火勢緊急時(shí)還(hái)可(kě)以使用(yòng)砂子滅火。
4.油位過高(gāo)或過低
變壓器正常運行時(shí)，油位應保持在油位計的(de)1/3到1/4 之間。假如變壓器的(de)油位過低，油位低于變壓器上蓋，則可(kě)能導緻瓦斯保護及誤動作，在情況嚴重的(de)時(shí)候，甚至有可(kě)能使變壓器引線或線圈從油中露出，造成絕緣擊穿。若是油位過高(gāo)，則容易産生溢油。長(cháng)期漏油、溫度過低、滲油檢修變壓器放油之後沒有進行及時(shí)補油等就是産生油位過低的(de)主要原因。影(yǐng)響變壓器油位變化(huà)的(de)因素有很多(duō)種，如冷(lěng)卻裝置運行狀況的(de)變化(huà)、殼體滲油、負荷的(de)變化(huà)以及周圍環境的(de)變化(huà)等。如除漏油外，油溫上升或下(xià)降就直接決定著(zhe)油位上升或下(xià)降還(hái)有變壓器油的(de)體積。所以，在裝油時(shí)，一定要根據當地氣溫選擇合适的(de)注油高(gāo)度。而變壓器油溫則受負荷同環境因素的(de)變化(huà)的(de)影(yǐng)響，假如油溫出現變化(huà)，但起油标中油位卻沒有跟著(zhe)出現變化(huà)，那麽油位就是一個(gè)假象，造成這(zhè)種狀況的(de)原因可(kě)能是油标管堵塞、呼吸管堵塞、防爆管通(tōng)氣孔堵塞等。這(zhè)就要求值班人(rén)員(yuán)要經常對(duì)變壓器的(de)油位計的(de)指示狀況做(zuò)出檢查，如果出現油位過低，就要查明(míng)其原因并實施相應措施，而如果出現油位過高(gāo)，就适當地放油，讓變壓器能夠安全穩定地運行。
5.瓦斯保護故障
瓦斯保護是變壓器内部故障的(de)主要保護元件，其中輕瓦斯作用(yòng)于信号，而重瓦斯則作用(yòng)于跳閘。瓦斯保護的(de)動作靈敏可(kě)靠，因此能有效監視變壓器内部大(dà)部分(fēn)故障。一般來(lái)講，引起瓦斯保護動作有下(xià)面幾種原因：
（1）在變壓器進行加油或濾油時(shí)，帶入變壓器内部的(de)空氣沒有及時(shí)排出，導緻油溫在變壓器運行時(shí)升高(gāo)，并逐漸排出内部空氣，從而引發瓦斯保護動作。
（2）變壓器發生了(le)穿越性短路或内部故障産生氣體，都會讓瓦斯保護動作出現。當出現瓦斯保護信号動作時(shí)，如果檢查中并沒有發現任何異常狀況，就要立刻收集瓦斯繼電器中産生的(de)氣體，并經過分(fēn)析試驗。假如無色無味且氣體不燃燒，則可(kě)認爲是因爲空氣侵入了(le)變壓器内部，如果是這(zhè)種情況，那麽變壓器就是正常的(de)，隻要将瓦斯繼電器中浸入的(de)氣體放出就行，同時(shí)注意觀察信号動作時(shí)間之間的(de)間隔是否在一直變長(cháng)，并在不久後消失。如果是可(kě)燃性氣體，則可(kě)表明(míng)變壓器是發生了(le)内部故障，這(zhè)時(shí)就要立刻關閉變壓器的(de)電源，并進行電氣測試，找出産生事故的(de)原因，如果不能自己修理(lǐ)就送去檢修。
（3）變壓器内部有嚴重故障發生而發生瓦斯保護動作。
（4）變壓器保護裝置中的(de)二次回路發生了(le)故障而引發瓦斯保護動作。
（5）新近安裝投入使用(yòng)或者大(dà)修後運行的(de)變壓器，有可(kě)能會因爲變壓器油中的(de)空氣産生過快(kuài)分(fēn)離而形成保護動作以及跳閘。
（6）變壓器内部的(de)油位下(xià)降速度過快(kuài)而引起瓦斯的(de)保護動作。在變壓器發生瓦斯保護動作或者跳閘後，工作人(rén)員(yuán)應立即停止變壓器的(de)運行，并對(duì)變壓器做(zuò)出外部檢查。檢查變壓器中油位是否正常、防爆門是否完整、絕緣油是否有噴濺現象、外殼是否鼓起等。然後還(hái)要對(duì)變壓器内部的(de)氣體進行收集并做(zuò)出分(fēn)析，然後進行變壓器内部故障性質鑒定，在檢修完成和(hé)經測驗合格後，才能再次投入使用(yòng)。
6.變壓器油溫突增
變壓器油溫突增，其引起的(de)主要原因是：内部緊固螺絲接頭松動、冷(lěng)卻裝置運行不正常、變壓器過負荷運行以及内部短路閃絡放電等。在正常的(de)情況下(xià)，變壓器上層油溫必須要在85℃以下(xià)，如果沒有在變壓器的(de)本身配置溫度計，則可(kě)用(yòng)水(shuǐ)銀溫度計在變壓器的(de)外殼上測量溫度，正常溫度要保持在80℃以下(xià)。如果油溫過高(gāo)，要對(duì)變壓器是否過負荷以及冷(lěng)卻裝置的(de)運行狀況進行檢查。若變壓器在進行超負荷運行，要立刻對(duì)變壓器的(de)負荷進行減輕，如果變壓器的(de)負荷減輕後，溫度依然如此，就要立刻停止變壓器運行，對(duì)其故障原因進行查找。
7.繞組故障
繞組故障中主要包括相間短路、繞組接地、頭開焊、接斷線、匝間短路等。引發這(zhè)些故障的(de)主要原因主要有以下(xià)幾種：
（1）變壓器在制造和(hé)後期進行檢修時(shí)，造成了(le)絕緣局部損壞，留下(xià)了(le)後遺症。
（2）變壓器在運行中因散熱(rè)不良或長(cháng)期過載，溫度長(cháng)期過高(gāo)，使絕緣産生老化(huà)。
（3）變壓器的(de)制造工藝不良，壓制不緊，機械強度無法承受短路沖擊，讓繞組變形，絕緣損壞。
（4）變壓器的(de)繞組受潮，導緻絕緣膨脹堵塞油道，緻使局部過熱(rè)。
（5）變壓器中的(de)絕緣油與空氣接觸面積太大(dà)，或混入水(shuǐ)分(fēn)出現劣化(huà)，造成油的(de)酸價變高(gāo)，絕緣能力下(xià)降或者油面過低，讓繞組暴露到空氣裏，而沒得(de)到及時(shí)的(de)處理(lǐ)。這(zhè)些都可(kě)能造成絕緣擊穿，從而形成短路或繞組接地故障。如果出現匝間短路，各相直流電阻出現不平衡，電源側電流輕微增大(dà)，油溫增高(gāo)，變壓器過熱(rè)，甚至在油中不停地産生冒泡聲。輕微的(de)匝間短路，可(kě)引起瓦斯保護動作，而匝間短路嚴重則可(kě)造成差動保護動作或者電源側的(de)過流保護。而匝間短路常常會引起更嚴重的(de)單相接地或相間短路等故障，因此如果發生匝間短路要盡快(kuài)處理(lǐ)。
三、電力變壓器日常維護
在變壓器的(de)日常維護工作中，要做(zuò)到實時(shí)監視變壓器的(de)運行狀況，特别是在過負荷運行時(shí)，更是要縮短監控的(de)周期。定期巡視變壓器的(de)電壓、電流、上層油溫等，并經常對(duì)變壓器的(de)外部進行檢查。日常維護的(de)具體工作有：對(duì)套管、磁裙的(de)清潔程度進行檢查并及時(shí)做(zuò)好清理(lǐ)工作，以保證磁套管與絕緣子的(de)清潔，避免閃絡事故的(de)發生；冷(lěng)卻裝置運行時(shí)，要确認冷(lěng)卻器進油管和(hé)出油管的(de)蝶閥，保證入口幹淨無雜(zá)物(wù)，散熱(rè)器通(tōng)暢進風；風扇在運行中運轉是否正常，有無明(míng)顯振動及異音(yīn)，潛油泵的(de)轉向是否正确，冷(lěng)卻器有無滲漏油現象，有無異常聲音(yīn)及振動，分(fēn)路電源自動開關閉合是否良好。此外，定期檢查分(fēn)接開關，包括接觸的(de)定位、轉動靈活性、緊固等。還(hái)要定期測試變壓器的(de)線圈、避雷器、套管，避雷器接地必須可(kě)靠，引線要盡可(kě)能短，接地電阻要小于5Ω。同時(shí)要定期試驗相關的(de)消防設施。
在實際現場(chǎng)操作中，我們通(tōng)過變壓器的(de)溫度、聲音(yīn)、外觀、油位以及其他(tā)現象對(duì)電力變壓器故障進行的(de)判定，隻能作爲變壓器故障的(de)初步判定。因爲，變壓器的(de)内部故障不是一種單一的(de)直觀反映，其中涉及諸多(duō)因素，甚至有時(shí)還(hái)會出現假象。因此在判斷故障時(shí)，必須結合電氣試驗、油質分(fēn)析以及設備檢修、運行等情況進行綜合分(fēn)析，對(duì)故障的(de)原因、部位、部件或絕緣的(de)損壞程度等做(zuò)出準确判定，才能制定出合理(lǐ)的(de)處理(lǐ)方案。
