浅谈电力变压器常见故障诊断技术

黄 庆

（东莞市弘康电力设备有限公司，广东 东莞 523000）

1 前言

电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。合理使用变压器，圆满完成区域性灌排、引水冲淤等多重任务，提高抽水站经济效益是一项需引起广泛重视的课题。作为电力系统的重要设备，变压器的正常安全运行决定着供电的可靠性与连续性。做到早发现、早处理，可以避免事故和障碍，提高经济效益和社会效益。

2 电力变压器常见故障及处理措施

2.1 内部声音异常

正常运行的变压器，会发出均匀的电磁交流声，在变压器运行不正常时，有时会出现声音异常或声音不均匀。造成该现象的主要原因：变压器过负荷运行时，内部会发出很沉重的声音；在内部零件发生松动的情况下，会有不均匀的强烈噪声发出。假如未夹紧铁芯最外层硅钢片，则会在运行时产生震动，发出噪声。此外，变压器发出异响还有可能是由于变压器顶盖螺丝松动所致。

变压器内部过电压时，会导致铁芯接地线短路，或一二次绕组对外壳闪络，外壳及铁芯感应出高电压，使变压器内部发出噪声。假如变压器内部发生击穿或者接触不良，会由于放电而发出吱吱的声音。若发生短路或接地，将有较大的短路电流出现在变压器绕组中，使其发出大且异常的声音。若设备有可能产生谐波，或将大容量的用电设备接在变压器负载上，则易产生较大的启动电流会使变压器发出异常噪声。

2.2 瓦斯保护故障

一种情况是发生了瓦斯保护信号动作。瓦斯保护其动作灵敏可靠，变压器内部大部分故障都可被瓦斯保护有效监视。在瓦斯保护信号动作发生后，即可恢复到正常音响信号，对变压器的运行情况严密监视。一般来讲，有几种原因可以引起瓦斯保护动作：①在变压器进行滤油或加油时，没有及时排出带入变压器内部的空气，变压器运行时油温升高，逐渐排出内部空气，引发瓦斯保护动作；②变压器发生穿越性短路，或者由于内部故障产生气体而引发瓦斯保护动作。当发生瓦斯保护信号动作时，若检查中未发现异常，就要立刻对瓦斯继电器中的气体进行收集，并分析试验。假如气体不燃烧且无色无味，则可认为变压器内部被空气侵入，这种情况下，变压器是正常运行的，只需立即将瓦斯继电器中的气体放出即可，同时注意观察信号动作时间间隔是否越来越长，直至不久消失。假如气体是可燃的，则可证明变压器发生了内部故障，应将变压器立刻停止运行，并进行电气试验，查找事故原因，送去检修。

2.3 自动跳闸故障

发生自动跳闸故障时，应进行外部检查，查明保护动作情况。假如在检查之后，确认是由于人员失误或者外部故障，而不是内部故障引起的，则可越过内部检查步骤，直接投入送电。假如发生的是差动保护动作，就应彻底、全部检查保护范围内的设备。还应注意的是，变压器起火燃烧也是极其危险的事故，变压器内含有的不少物质都具有可燃性，不及时处理可能导致火灾扩大，甚至发生爆炸。以下因素可能导致变压器着火：由于内部故障致使变压器散热器或外壳破裂，变压器油燃烧着溢出；在油枕的压力下，变压器油流出并在变压器顶盖上燃烧；变压器套管的闪络和破损等。这类事故发生时，变压器会发生保护动作，断路器自动断开。若断路器因故未断开，则需立即手动来完成，停止冷却设备，拉开电源的隔离开关，扑救火情。变压器灭火应用泡沫式灭火器，火势紧急时也可用砂子灭火。

2.4 绕组故障

绕组故障主要包括接头开焊、断线、相间短路、绕组接地、匝问短路等等。以下几点原因引发了这些故障：

（1）变压器在检修或制造时，损害了局部绝缘，留下了后遗症。

（2）变压器在运行中因散热不良或长期过载，有杂物落入绕组内，使温度长期过高，导致绝缘老化。

（3）压制不紧，制造工艺不良，变压器机械强度无法经受短路冲击，使绝缘损坏，绕组变形。

（4）由于绕组受潮而导致绝缘膨胀堵塞油道，致使变压器局部过热。

（5）绝缘油与空气接触面积过大，或因混入水分而劣化，升高了油的酸价，油面太低或者绝缘水平下降，使得绕组暴露于空气中，未能尽快处理。

以上原因都可造成一旦发生绝缘击穿现象时，绕组接地故障或短路。假如发生匝问短路，则表现各相直流电阻不平衡，电源侧电流略有增大，变压器过热油温增高，有时还发生油中有不停的冒泡声。匝问短路轻微时，可引起瓦斯保护动作，而严重的匝间短路则可造成电源侧的过流保护或者差动保护动作。因为更严重的相间短路或单相接地等故障绕组常常会因匝间短路而引起，匝问短路发生时，应尽快处理。

2.5 变压器油温突变

引起变压器油温突增的主要原因：冷却装置运行不正常、内部紧固螺丝接头松动、内部短路闪络放电以及变压器超负荷运行等。正常情况下，变压器上层油温必须在85 ℃以下。假如变压器本身没有配置温度计，则可在变压器的外壳用水银温度计测量温度，80 ℃以下的指示值为正常。发现油温过高时，首先检查冷却装置运行是否正常以及变压器是否过负荷。若变压器超负荷运行，要即刻使变压器的负荷减轻，假如负荷减轻后变压器温度依然难以下降，就要立刻切断电源，查找故障原因。

2.6 变压器油质变坏

变压器油温经常过热，使用时间过长，运行时侵入潮气或漏进雨水都是导致油质变坏的原因。变压器油的绝缘性能由于油质变坏而大大降低，极易导致变压器故障。对于新近投运的变压器，其油质应为浅黄色，经过一段时间运行后，逐渐变成浅红色。如检测时发现油色发黑，为防止绕组与外壳之间或线圈绕组间发生击穿，应立即取样进行化验分析，若化验不合格，则停止变压器运行，对绝缘油进行再生或过滤，检验合格方可继续运行。

3 电力变压器维护措施

日常维护工作中，应实时监视变压器的运行情况，变压器在超负荷运行时，更应缩短监控的周期。定期巡视变压器的上层油温、电压、电流等，并对变压器进行外部检查。具体的日常维护工作有：对磁裙、套管的清洁程度进行检查并及时清理，以保证绝缘子与磁套管的清洁，避免闪络事故；运行冷却装置时，要对冷却器出油管和进油管的蝶阀进行确认，保证入口干净无杂物，散热器进风通畅；运行中风扇运转正常，无异音及明显振动，潜油泵转向正确，冷却器无渗漏油现象，无振动及异常声音，分路电源自动开关闭合良好。此外，定期对分接开关进行检查，包括触头的紧固、接触的定位、转动灵活性等。还应定期测试变压器的套管、线圈、避雷器，避雷器引线应尽可能短，接地必须可靠，接地电阻不应超过4 Ω。对相关的消防设施也要定期试验。

4 结束语

综上所述，抽水站运行中的变压器很多直接安装在室外，变化着的气候条件很容易影响变压器的运行；此外，由于电力负荷的变化范围和频率也很大，也会对变压器造成影响。如果温度持续升高，散热不畅，就会造成变压器温升大增，甚至导致变压器烧毁。变压器及其附属设备还会遭受外力的破坏。所以，应该加强对变压器的检测与巡视，观察其运行时的油位、油温、颜色异常、声音、气味等，将故障与风险扼杀在萌芽状态。

1 唐黎标.电力变压器常见故障及诊断技术[J].安全，2008.12

2 郭 芳.变压器常见故障综合判断方法[J].西北职教，2008.5