变压器故障分析及解决方法

裴莉莉

【摘 要】随着我国电网系统的快速发展，电力变压器在电力变换过程中的作用日益突出，电力变压器的稳定运行关系到经济社会的良好运行。在实际运行中，电力变压器存在着一些常见的故障，严重影响了变压器的正常使用。本文对变压器的常见故障做了梳理，并给出了解决方法，供同行业者参考。

【关键词】变压器；故障检测；解决方法

中图分类号：TM4文献标识码： A

1 引言

当前，随着我国电力事业的发展，电力变压器作为电网系统中电能转换的核心设备，在人们日常生活中的作用日益突出，电力变压器的稳定运行关系到工业、农业生产和居民的日常用电。然而，电力变压器是电力易损设备，一旦发生故障，将会导致重大经济损失，因此变压器的安全运行是避免电网系统出现故障的第一道防线。而变压器故障的种类多种多样，发生故障的原因也不尽相同，电力工作者只有对常见故障的征兆了然于胸，熟悉各种故障的检测手段，才能找准问题的原因，采取合适的手段加以解决，把故障消除在萌芽状态，从而保证电力系统的稳定运行。

2 变压器常见故障分类及判断方法

2.1 变压器放电故障

根据放电能量密度的不同，电力变压器的放电故障分为三种：局部放电、火花放电和高能量放电。其中，局部放电是由放电部位的电场强度所决定的，尤其是绝缘结构中电场分布不均与局部区域电场过于集中造成。而油中存在气泡，固体绝缘材料中留有空隙，金属部件与导体存在不良接触等因素是造成局部电场过于集中的主要原因。虽然局部放电的能量密度不大，但若是任由其发展将会造成放电的恶性循环，终将导致绝缘材料被击穿，引起严重事故；火花放电是由悬浮电位引起的放电现象，悬浮电位产生的主要原因是油中有水、纤维等杂质，处于低电位的部件与地的连接出现松动脱落。由于火花放电在较低的电压下也可能发生，所以火花放电的后果也是不容小觑的；高能量放电也叫电弧放电，它的放电密度大、产气急剧，能造成绕组匝层绝缘突然被击穿，引线断裂或对地闪络和分接开关飞弧等重大故障。这种放电具有无明显预兆，难预测的特点，一旦发生后果就不可想象。

（1）短路故障：主要是指铁芯绕线出口短路，绕组相间短路，当短路故障发生时，会在变压器中产生比正常时候大数十倍的短路电流，产生大量的热量，严重时会使绕组击穿，甚至发生火灾。

（2）放电故障：一般来说，按照放电瞬间能量密度，放电故障可以分为局部放电、火花放电、高能量放电。主要放电部位有绝缘层内的气隙，或者在绕组间的绝缘层被击穿时有可能导致瞬间高密度火花放电。

（3）绝缘故障：我们知道变压器的使用寿命是由绝缘材料的寿命所决定的，绝缘材料的性能在很大程度上决定了变压器的使用效率，而影响变压器绝缘性能的因素有温度、湿度、过电压、过电流、铁芯叠片绝缘不良、过负荷引起绝缘老化等，这些因素都会导致变压器绝缘性能下降。

（4）铁芯故障：当变压器正常运行时，铁芯的接地端只有一个，如果出现两点接地，铁芯就会出现过热现象，严重时会烧毁变压器。

2.2 变压器常见故障分析

根据笔者实际工作经验，传统的变压器故障分析方法一般有以下几种：

（1）观察法：对于在正常运行状态下的变压器，通过听其声，闻其味，摸其温的方式来发现其外部故障，查看是否有异常声音和气味，有无渗漏现象、硅胶变色，严重发热现象，从而及时处理。

（2）变比测量法：对于无法确定变压器是否处于短路状态时，可以通过变比测量，检查变压器绕组匝数比是否与额定值相吻合的方法，来确定分接开关是否存在匝间短路的状况。

（3）绕组温度指示或红外测温法：绕组温度指示器是用来检测变压器绕组温度的指示装置，并当温度达到一定阈值时，给出越限报警，并启动保护装置动作。红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号，经放大处理，转换成标准视频信号并在监视器上显示红外热像图。以上两种故障检测方法都可以测出变压器引线接触不良或过负荷所导致的局部过热现象，是判断变压器热故障的较好方法。

3 变压器常见故障解决方法

3.1 变压器油故障及解决方法

变压器油常见的故障有油温升高，超过额定温升，当出现这种情况时，首先应该检查温度表的指示是否正确，查看变压器的冷却系统工作是否正常，并与之前的记录进行比较，在同样负载，同样时段里，观察变压器油的温度变化情况。若判断出是变压器负荷过大导致的温升，应该降低负荷，若是三相负荷不平衡，则应该调整负荷比例。如果冷却系统一切正常的话，此时，故障的发生原因可能是线圈涡流、变压器内部绕组短路、油路堵塞等原因，应立即停电检修。此外，还应注意防止变压器油质变坏，使用时间过长，运行时潮气入侵或者漏进雨水，都有可能使变压器油绝缘性能下降而使得油质变坏，变压器发生故障的可能性大大增加，此时，应立即停止运行，进行变压器油质化验，重新灌装，检验合格后方可继续运行。

3.2 变压器声音异常故障及解决方法

变压器在运行时，由于励磁电流和磁力线的交替变化，在铁芯和绕组中会发生振动，因而能听见均匀的嗡嗡声，工作人员称之为交流声。当变压器负荷增大时，交流声沉重且嘈杂，这时候，说明内部结构松动，必须停电检修。如果交流声为滋滋声，说明变压器表面出现了裂痕，或者管道有污物，需进行清理工作。如果变压器的噪声不均匀，且有爆裂声时，说明内部绝缘击穿或者系统出现了短路，也有可能是内部过电压，导致铁芯接地线短路，外壳感应出高电压，这时应对硅钢片进行重新涂抹绝缘漆或进行绕组重绕。

3.3 变压器绕组故障及解决方法

变压器绕组出现故障的表现多半为接头开焊、断线、相间短路、匝间短路等。具体来说有以下几点原因会引发绕组故障：一是在变压器检修过程中，操作人员不注意，损害了绝缘层，导致后来运行时出现故障；二是由于变压器长期运行，出现机体过热或散热不良，如遇有杂物落入绕组，则极有可能使得变压器温升过高，导致绝缘老化；三是变压器制造工艺不够精良，变压器机械强度无法经受短路过电流冲击，使得绝缘损坏，绕组变形。针对以上绕组故障，在日常的工作中，应该缩短变压器监视周期，保证变压器入口干净无杂物，必要时采取防污措施，保证散热器进风畅通，并对分接开关进行检查，确保接触良好，防止出现三相电压不平衡或者相间短路或单相接地的情况。

4加强变压器的日常维护

（1）变压器在使用过程中能否正常运转，首先在安装上就应该选择合适的安装地点，若安装在户外则要注意变压器的防雷击设计以及保护变压器免受外部环境的损伤。变压器日常维护中对变压器油的管理也很重要，观察油位情况防止油位过低，油位的高低是由变压器温度决定的，此时可能与变压器负荷过高有关，若在油位表中看不到油位则表示变压器有可能出现漏油现象，应及时处理；观察油的质量，观察油的气闻、颜色，发现变质应及时更换；变压器油应避免受到阳光直射。变压器在日常运转过程中就应该严格按照操作规范进行，防止因操作上的失误而发生故障。

（2）保证清洁也是日常维护变压器中重要的一部分，套管和磁裙的污垢淤积后有可能发生闪络事故，因此要应及时对其进行清理；冷却装置的蝶阀直接影响散热器的通畅，因此要保证冷却装置入口的清洁，冷却装置的风扇有无漏油有无异常声音。在日常维护中，变压器若超负荷运转，应缩短对变压器的检查周期。定期检查变压器分接开关、触头套管以及避雷针，保障变压器的正常运转。

结束语

变压器是电力生产中的关键性设备，其良好稳定运行至关重要，但由于变压器电力机理结构复杂，既有电路耦合，也有磁路交链，出现故障的种类也千变万化，需要电力工作者在实际工作中多多总结经验，将各种故障的现象和解决方法归纳总结了然于胸，才能在出现故障时候，快速判断，准确排除故障，保障电力系统的安全稳定运行。

参考文献：

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