变压器运行中常见异常及故障处理

赵春梅 南充电业局顺庆供电局生技科 637000

变压器运行中常见异常及故障处理

赵春梅 南充电业局顺庆供电局生技科 637000

变压器是发电厂和变电站的主要设备之一，变压器在电力系统中的主要作用是变换电压，以利于功率的传输。变压器在运行过程中由于使用环境条件的限制、运行维护不但及变压器固有的遗留缺陷等，产生故障是难以避免的。如果处理不及时将造成故障的扩大，甚至变压器烧毁的重大事故。通过对变压器在运行中的常见异常及故障现象的分析，提出了对故障的正确判断和处理方法。

变压器；异常；故障；判断；处理

1、变压器常见异常

变压器在运行中的常见异常有:声音异常、过负荷、上层油温过高、油位异常等。

1.1 变压器常见异常的处理

1.1.1 变压器内部发出异常声音

变压器在正常运行时，内部发出的声音是均匀的“嗡嗡”声，如有下列情况之一，应确认变压器内部有故障，必须立即向调度和主管总工程师汇报；若认为情况较为严重，可立即停用；若有备用变压器，亦可先将其投入运行，然后向调度汇报。

1）声音较大而嘈杂，强烈而不均匀的“噪声”时，可能是铁芯的穿心螺丝夹的不紧，使铁芯松动而造成的。

2）变压器内部发出“吱吱”或“劈啪”的放电声时，这是由于内部接触不良或有绝缘击穿。

3）声音中还夹有水的沸腾声时，可能是绕组有较严重的故障，使其附近的零件严重发热；也可能是分接开关的接触不良，而局部点严重过热。

4）声音中夹有爆裂声，既大又不均匀时，可能是变压器的器身绝缘有击穿现象。

5）变压器内发出很高而且沉重的“嗡嗡”声，这是因过负荷引起的，可以从电流表的指示判断出来。

6）由于铁磁谐振，使变压器内发出“嗡嗡”声和尖细的“哼哼”声，这声音忽而变粗，忽而变细，电流表测量指示摆动较大，一般是系统低频率的谐振所致。若是操作引起，则应立即用断路器停用刚才所操作的设备。

7）变压器带有大动力设备（如大型轧钢机、电弧炉等），因负荷变化较大而造成五次谐波分量较大，当变压器瞬间发出“哇哇”的声音时，应密切监视电压、电流表的指示，汇报调度，进行处理（如可采用改变电网的运行方式、方法进行处理）。

1.1.2 变压器过负荷

根据变电运行管理的有关规定，电力变压器允许事故过负荷持续运行时间如下表:

表1 变压器允许事故过负荷能力表

从上表可知，当变压器过负荷电流为额定电流的2倍时，持续运行时间不得超过10分钟。否则，将造成变压器严重过热、甚至烧毁的事故。有的变压器装设了变压器过负荷跳闸保护，当过负荷电流值达到保护跳闸整定值时，过负荷保护动作，仍将造成变压器跳闸事故。

因此，当变压器发出过负荷信号，首先应立即汇报调度，并根据调度命令及时调减负荷；同时应严密监视变压器的上层油温和冷却器的运行情况，随时注意负荷变化情况，及时汇报调度进行处理。

1.1.3 上层油温过高

当变压器发出油温过高信号时，应进行以下检查，并根据具体情况进行相应的处理:

1）检查温度计本身是否失灵。如遥测温度装置的电源是否中断；变压器左右侧温度计是否指示一样；强油循环水冷变压器的冷却器前、后的温升，冷却水温和油温是否正常等。

2）检查冷却系统。冷却器表面有无积灰堵塞；阀门有无打开；管道有无堵塞；风扇、油泵、水泵运转是否正常数量是否合适，分布是否合理，油、水等冷却介质温度是否正常，流量是否足够等。

3）检查变压器的负荷和冷却介质的温度，并与以往同样负荷及冷却条件比较，若高出10℃而又无冷却器及温度表异常，则认为变压器内部出现了异常。应该汇报调度，根据调度命令对变压器作停电检查。

1.1.4 油位异常

1.1.4.1 油位过高

运行中的变压器油位高出油位计的顶端、并且无其它异常时，为了防止变压器油溢出，则应放油到正常高度，同时还应注意油位计、吸潮器和防爆管是否堵塞；对于隔膜密封式储油柜，若发现油位上升过高，应先检查胶囊呼吸是否畅通、储油柜气体是否排尽等，以避免油位虚假而造成误判断。

1.1.4.2 油位过低

1）若变压器无漏油现象，油位明显低于当时油温下应有的油位，应尽快补油（不能从变压器下部阀门补油，防止底部沉淀物冲入绕组内），在补油前要将重瓦斯保护由跳闸改接信号位置。补油后，要及时根据气体继电器的指示，排除变压器内的气体。

2）变压器大量漏油造成油位迅速下降时，应立即采取措施制止漏油（此时不得将重瓦斯保护改接信号位置）。若不能制止漏油，并且低于油位计指示限度时，应立即报告调度，要求紧急停运变压器。

2、变压器常见故障及处理

变压器在运行中有:线圈、套管、电压分接开关、铁芯等常见故障。

2.1 线圈故障

变压器的线圈故障主要有匝间短路、线圈接地、相间短路及接头开焊等。产生这些故障的原因有以下几点:

1）在制造或检修时，因局部绝缘受到损害而遗留下的缺陷；

2）在运行中因散热不良或长期过载，或线圈内杂物落入使温度过高绝缘老化；

3）制造工艺不良，使线圈变形绝缘损坏；

4）线圈受潮、绝缘膨胀堵塞油道，引起局部过热；

5）绝缘油内混入水分而劣化，使油的酸性过高绝缘水平下降，部分线圈露在空气中而未能及时处理。

变压器在运行中若出现线圈绝缘击穿，就会因线圈匝间短路而引起更为严重的单相接地故障或相间短路故障。轻微的匝间短路可以引起瓦斯保护动作，严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。发现匝间短路应及时进行处理。

2.2 套管故障

套管的常见故障是套管爆炸、闪烁、漏油，其原因有:

1）因密封不良，绝缘受潮劣化；

2）套管内吸入水份未及时处理；

3）由于渗油使之积灰脏污，喷水冷却的影响等。

发现套管故障应安排检修处理，必要时应更换套管。

2.3 有载调压装置的常见故障及处理

2.3.1 有载调压分接开关的常见故障及处理

有载调压分接开关在进行分接变换操作中发生下列故障，应进行处理或及时汇报安排检修。

1）操作中发生连动时，应在分接开关分接位置指示盘上出现第二个分接位置时立即切断操作电源，终止操作；如有手摇机构，则用手摇操作到正确分接位置。

2）在进行远方电气控制操作时，如计数器及分接位置指示正常，而电压表和电流表又无相应变化，应立即切断操作电源，终止操作，查明原因并及时处理。

3）当分接开关发生拒动、误动；电压表和电流表变化异常；电动机构或传动机械故障；分接位置指示与变压器实际档位不一致，内部切换产生异声；过压力的保护装置动作；看不见油位或大量喷油和危及分接开关和变压器安全运行的其他异常情况时，应立即禁止或终止操作。

2.3.2 有载调压切换开关的常见故障

1）快速机构的主弹簧、复位弹簧、爪卡变形或断裂；

2）各触头编织软连接线断股；

3）切换开关动、静触头烧损；

4）过渡电阻烧损、断裂。

出现上述情况时，应对切换开关进行解体检查、清洁、维修与更换零部件，再测试动作顺序与测量接地电阻合格后，将切换开关置于起始工作位置。

2.4 铁芯故障及处理

2.4.1 铁芯故障的原因

铁芯故障大部分是铁芯柱的穿芯螺杆或铁轮夹紧螺杆的绝缘损坏而引起。它可能使穿芯螺杆与铁芯叠片造成两点连接，出现环流引起局部发热，甚至引起铁芯的局部烧毁。也可能造成铁芯叠片局部短路，产生过热，引起叠片绝缘层损坏，使变压器空载损耗增大，绝缘油质劣化。主要原因有:

1）铁芯夹件肢板距离芯柱太近铁芯铁轭因某种原因翘起后，触及到夹件肢板；

2）铁轭螺杆的衬套过长与铁轭相碰；

3）铁芯下夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损，使垫脚铁轭处叠片相碰；

4）变压器安装竣工后未将油箱顶盖上运输用的定位销去除；

5）变压器油箱体（或干式变压器壳体中）落入了金属异物，使铁芯叠片和箱体沟通；

6）下夹件与铁轭间的木垫块受潮或不清洁，引起绝缘能力降低；

7）运行维护不当，造成多点接地。

2.4.2 铁芯故障的处理

运行中变压器如发生线圈或铁芯故障时，应作吊芯检查，首先测量各相线圈的直流电阻进行比较，如差别较大，则为线圈故障；然后进行铁芯外关检查，并用直流电压电流法测量片间绝缘电阻，以判断绝缘损坏情况。如损坏不大，在损坏处涂绝缘漆即可。

3、通过变压器主要保护装置动作情况判断和处理故障

3.1 变压器瓦斯保护

瓦斯保护能反映变压器油箱内部的各种故障（如接头过热、局部放电等），对变压器的匝间短路、铁芯故障和内部进入空气等是唯一有效的保护方式，是变压器本体的主保护。

变压器瓦斯保护动作跳闸后，除按照事故处理规程处理外，还应立即收集气体、取油样进行油样分析和色谱分析，并检查变压器是否有故障特征，进行电气试验。在确认变压器无故障，则为电力系统的外部穿越性故障或继电保护误动，经过总工程师同意后，可以重新将变压器投入运行。

3.2 变压器的差动保护

当出现变压器引出线及变压器绕组发生多相短路、单相严重的匝间短路和在大电流接地系统中保护线圈及引出线上的接地故障时，变压器的差动保护动作开关跳闸，切除故障。

变压器的瓦斯保护或差动保护之一动作跳闸，在检查变压器外部无明显故障，变压器差动保护范围内的设备无故障，经检查气体继电器，证明变压器内部无明显故障时，在系统急需时可以试送电一次。

变压器的瓦斯保护及差动保护同时动作跳闸，未经查明原因和消除故障前，不得进行强送电。

4、结束语

掌握了变压器故障的判断方法，能及时对变压器的故障进行正确处理，防止变压器事故的扩大，提高变压器的经济运行率，保证电网的安全运行。本文对其它运行中的变压器均适用。

[1] 张全元.变电运行现场技术问答（第二版 ）.北京:中国电力出版社.2009年9月；66

[2] 黄政中.变电运行岗位技能培训教材（110Kv）.北京:中国电力出版社.1998年1月第一版； 17-19

[3] 刘振兴.变电运行管理规范实用手册（中卷）安徽文化音像出版社ISBN 7-88413-229-1 ；624-625

[4] 继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 14285-2006.北京:中国标准出版社；9-10

[5] 毛锦庆.电力系统继电保护实用技术问答.北京:中国电力出版社.2005年4月；266

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.11.064

赵春梅 大学本科，工程师。在电力系统从事变电运行及变电检修技术管理工20多年，有较丰富的变电运行、变电检修专业知识和管理经验。