大型电力变压器常见故障预防及处理

万新兵

(华能大坝发电有限责任公司，宁夏 青铜峡 751607)

作为电力系统中最主要的设备之一，变压器对电能经济传输和灵活调配具有十分重要的作用，其稳定可靠运行是维系电网不间断供电的基本保证。随着电力工业的发展，大型电力变压器已广泛使用，变压器的异常和故障若不能及时发现和处理，将严重危及电力系统的安全，给国民经济造成重大损失。

1 变压器内部异常声响

变压器正常运行时，一般会发出均匀的“嗡嗡”电磁声。若响声异常或特别大，则说明变压器运行不正常或有内部故障，应立即进行检查判断。

1.1 原因分析

(1)严重过负荷使变压器内部发出沉重的“嗡嗡”声。

(2)由于内部接触不良或有地方被击穿而发生放电，使变压器内部发出“吱吱”或“劈啪”的放电声。

(3)由于变压器顶盖连接螺栓等个别零件松动，变压器铁芯未夹紧，造成硅钢片震动，从而发出强烈噪声。此外，铁芯两侧硅钢片未夹紧也会发出异常声响。

(4)电网中有接地故障或短路故障时，绕组中流过的电流过大会发出强烈的噪音。

(5)变压器接有大型动力设备或能产生谐波电流的设备时，大型动力设备启动或产生谐波的设备运行时都可能导致变压器发出“哇哇”声。

(6)由于变压器铁芯谐振，变压器发出忽粗忽细的异常声响。

(7)变压器原边电压过高或不平衡可能导致其发出异常声响。

(8)由于存在过电压，绕组或引出线对外壳放电或铁芯接地线断开，使铁芯对外壳放电，导致变压器发出放电声。

1.2 处理方法

(1)准确判断原因。

(2)对于由过负荷或外部原因引起的异常声响，应着重监控负荷，使其不超过变压器允许过负荷能力，同时注意油温和油位的变化，特别要注意接头处应接触良好，无火花放电现象。

(3)若变压器油击穿或零件松动，应停电处理。

2 变压器油位过高或过低

正常运行时，变压器的油位会随着油温的变化而发生变化。在不正常情况下，由于漏油、油标管堵塞等，也会导致变压器油位发生变化。

2.1 原因分析

2.1.1 油位过高

(1)变压器长时间或严重超负荷运行。

(2)环境温度过高。

(3)冷却器运行故障。

2.1.2 油位过低

(1)环境温度过低。

(2)变压器密封不好，发生漏油。

2.2 处理方法

(1)若变压器油位过高，将造成溢油，使变压器表面脏污。因此，当发现油位过高时，应适量放油。

(2)若变压器油位过低，则可能造成气体继电器误动作，还可能使变压器内部乃至线圈外露，导致内部放电；同时使变压器内油与空气的接触面增大，加速油的氧化，使油质变坏。因此，当发现油位过低时，可适当关闭散热器并及时补油。若变压器缺油是由漏油造成的，应立即查找泄漏点并及时堵漏；大量漏油时，应申请停电检修，此时瓦斯保护不得退出运行。

(3)若油位固定不变或变化规律与油温变化不一致，则可能是假油位。假油位一般是由油标管、呼吸器或防爆管通气管堵塞造成的。发生假油位故障时，应重设瓦斯改投信号，防止误跳闸。

3 油温突然升高

油浸式电力变压器采用的绝缘纸、木材、棉纱均为A级绝缘材料。A级绝缘材料的最高工作温度不得超过150 ℃，因此，变压器发热元件温度不得超过105 ℃，绕组温升不得超过65 ℃，铁芯表面温升不得超过70 ℃，油箱上层油温不得超过95 ℃。为减缓变压器油变质，上层油温不宜超过85 ℃。对于大型变压器，采用强油风冷(或水冷)，正常运行中上层油温不得超过75 ℃。若运行中发现变压器油温过高或突升，应及时处理。若环境温度、负荷电流和电压未发生变化，运行中变压器油温突然升高，其原因及处理方法如下。

3.1 变压器绕组匝间短路或层间短路

当变压器绕组匝间短路或层间短路时，会使油温上升，导致变压器油温升高。其判断方法如下：

(1)根据变压器的声音进行初步判断，有时发生“咕噜咕噜”的声音；

(2)取油样化验，检查绝缘油是否变坏；

(3)检查瓦斯继电器的轻瓦斯是否动作发信号、重瓦斯是否动作造成跳闸；

(4)停电后测量绕组直流电阻以便作进一步判断。若确定为变压器绕组匝间短路或层间短路，应进行大修。

3.2 变压器分接开关接触不良

变压器分接开关接触不良时，会使接触电阻过大而发热或局部放电，导致变压器油温升高，其判断方法如下：

(1)观察负荷是否随温度升高而增大；

(2)检查气体继电器，观察轻瓦斯是否频繁动作发出信号；

(3)取油样化验，检查绝缘油是否变坏，闪点是否下降；

(4)停电后测量高压绕组的直流电阻值，分析是否发生变化。若确定为变压器分接开关接触不良，应修理分接开关；若确定为分接开关未就位，应及时使其就位。

3.3 变压器铁芯片间绝缘损坏或压紧螺杆绝缘损坏

变压器铁芯片间绝缘损坏或压紧螺杆绝缘损坏时，会造成铁心短路，进而使涡流损失增大，导致变压器温度升高。其判断方法如下：

(1)检查瓦斯继电器，观察轻瓦斯是否频繁动作发信号、是否导致重瓦斯动作；

(2)取油样化验，检查绝缘油是否变坏，观察闪点是否下降。若确定变压器铁芯短路，应吊芯检查并处理。

3.4 变压器负荷过大且延续时间过长、三相负荷严重不平衡或电压偏高

变压器负荷过大且延续时间过长、三相负荷严重不平衡或电压偏高时，将导致变压器温度升高。其判断方法如下：

(1)根据变压器的声音和仪表指示判断是过负荷还是三相负荷严重不平衡；

(2)若变压器过负荷，应根据实际情况减小负荷，并将冷却器全部投入运行；

(3)若电压过高导致发热增大时，应适当降低原边电压(可降低发电机无功出力或减少无功补偿)，对于带有有载调压的变压器可适当降低档位和电压运行。

3.5 冷却器故障

冷却器故障会使变压器冷却条件恶化，造成温度突然升高。其判断方法如下：

(1)立即就地检查冷却器运行情况。若冷却器全停，在查明原因并实施解决措施后，立即将其投入运行。

(2)若原因复杂、一时不能查清时，可适当降低变压器负荷，采取临时冷却方式，通知检修人员抢修冷却器后运行。

(3)加强对变压器各部分温度及温升的监控。有备用变压器时应投备用变压器；上层油温达到高限值且冷却器未投入运行时，应立即停电处理。

4 变压器钟罩螺栓过热

当变压器钟罩螺栓过热时，若不及时有效地消除，将会造成主变压器油箱密封橡胶垫局部快速劣化而漏油，甚至迫使变压器停电检修。

4.1 原因分析

(1)螺栓安装不紧，螺栓与法兰因污垢而接触不良，引起变压器漏磁，从而在螺栓上产生涡流导致过热。

(2)运行中的变压器漏磁在变压器钟罩表面感应出较大的电流，此电流通过变压器钟罩螺栓、接地扁铁等泄放到大地。当泄放电流过大时，会引起螺栓过热。

4.2 处理方法

(1)对发热严重的螺栓采用外跨接短路环的办法进行处理，以增加螺栓的受热面，并起到较好的分流效果。

(2)对其他与法兰接触状况较差的螺栓进行清污，并涂抹增加导电性和防止氧化的电力脂后重新紧固。

(3)在变压器大修时，应尽量使各螺栓的紧固力相同，并考虑在油箱沿内侧增设屏蔽层，以隔断漏磁路径。

5 冷却器全停

大型变压器因容量大、参数高而导致发热量特别大，为保证安全运行，变压器装设了强迫油风冷或强迫油水冷装置，以加强冷却效果。一旦冷却器全停，变压器冷却条件恶化，油温会很快上升至最高限定值，可能导致设备损坏或通风保护动作跳闸，使用户供电中断。

5.1 原因分析

(1)冷却器控制柜密封不好，沙尘进入到继电器内部，造成控制回路工作不正常。当1路工作电源发生故障失电后，2路工作电源不联投，造成冷却器失电全停。

(2)没有完善的设备定期轮换制度，冷却器出现1路(2路)电源带1路(2路)电源接触器长期运行，从而导致设备因发热、疲劳而发生故障。同时，2路(1路)电源接触器因长时间备用，沙尘进入接触器内部附着在接触器触头表面，造成联投成功率大幅下降。

(3)冬季气温低，导致变压器油温低、黏度增大，易引起冷却器油泵热偶动作，造成冷却器停运。

5.2 处理方法

(1)在冷却器控制柜的前后门的四边贴密封条，以提高控制柜的密封性。值班人员每次巡检后应及时将柜门关好，并定期进行清灰。

(2)制定明确的设备轮换制度，每月对冷却器2路工作电源定期切换1次。

(3)冬季运行时，应根据气温和变压器的油温情况，适当减少运行冷却器的组数，将变压器油温控制在15 ℃以上。