电力变压器常见故障分析及预防

保定供电公司 张 　昆

电力变压器常见故障分析及预防

保定供电公司 张 昆

电力变压器是电力系统中最为重要的设备之一，它能否安全稳定的运行直接关系到整个电网的安全运行。因此对电力变压器故障进行分析、预防以及在线监测，不仅可以提高变压器运行稳定性，还对整个电网的安全稳定性提高有着重要的意义。本文首先对电力变压器可能出现的各种故障类型进行了分析，并归纳总结出了每种故障的特点，给出了相应的预防措施。

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1　 研究背景及意义

变压器是电力系统中最重要的设备，用途非常广泛，升压、降压及配电等都要用到变压器，电力变压器是电力系统中的一个重要组成部分。从当前来看，我国电力系统正发生着巨大的变化，电压等级不断升高，电网规模不断扩大，作为电能运输枢纽的电力变压器更是发挥着重要和关键的作用。

由于电力变压器价格昂贵，结构复杂，其运行环境和安全与电力系统的安全性息息相关，一旦出现故障可能会给电力系统和电力用户带来重大的影响，所以在日常对变压器故障的预防及诊断显得尤为重要。为了保证电力变压器的正常运行，除了日常的维护保养和巡视外，还需要运用高科技技术手段对变压器的故障进行有效的预防、诊断与监测，以便及时发现故障，及时进行故障维修处理，以保证变压器乃至整个电力网络正常安全运转。

2　 变压器故障类型

2.1 绝缘故障

2．1．1 绝缘故障分析

电力变压器在日常运行中，其绝缘材料在高热、氧化、电磁、机械受力等因素的影响下会逐步失去原有的机械强度和良好的电气性能，变得没有弹性，脆弱，颜色发黑等。若在此时，老化的绝缘层产生过大的振动或人为破坏，就很容易造成机械损坏、短路等问题，也极易发生绕组匝间短路故障，从而引起变压器故障，电网停运中断等问题。

目前生产生活中，较为广泛使用变压器的绝缘和冷却的方式主要是油浸式，所以绝缘油的老化问题是重中之重，不能忽视。变压器运行过程中，空气会与由相接触，空气中所含的水分会逐步被绝缘油所吸收，变压器的绝缘油和冷却油也极易吸收溶解大量空气，加之变压器油通常工作在很高的工作温度下，会在油中通过化学反应产生各种酸性的氧化物，这不仅仅会使得油变质加剧，还会让一些金属部件加速被腐蚀损坏。绝缘油一旦老化变质，很容易使变压器发生故障的几率大为升高，影响变压器乃至整个电网的运行安全。

2．1．2 绝缘故障解决及预防措施

为降低因绝缘的老化原因而造成变压器发生意外事故的几率，最大限度使变压器的使用命延长，提高整个电网投资的高效性，必须严格将变压器的运行温度控制在一个安全的范围内。就目前而言，采用的方法主要是使用温度计来监测变压器的顶层油温度。当气温很高的时候，由于用电设备的增加，变压器往往会超载运行，这时便有必要加强监测的力度，密切关注油温的上升速度及趋势，掌握住变压器负载的变化，如果在长期的高负荷运的转状态下，就要采取有效措施避免因为变压器过热而造成故障。再者，采用合适方法有力确保变压器的散热风扇、循环水泵等部件始终处于良好的运行状态是十分重要的。

在条件允许的情况下，还可以利用红外热成像技术等高新技术，对运行了多年的超载变压器，进行红外技术进行诊断分析，以掌握变压器的运行温度变化趋势分布，及早的发现变压器异常的征兆，从而有效的减少各类事故造成绝缘老化的几率。

预防变压器的绝缘油和冷却油油质劣化的措施，主要是测量变压器的介质损耗，再利用诸如气相色谱法等方法分析变压器潜伏性故障的存在。气相色谱法是一种不需要设备停运情况下就能灵敏得监测出故障隐患的方法，常常被认为是监测充油变压器是否正常运行的重要手段之一。

2.2 铁芯故障

2．2．1 铁芯故障分析

由于声音不正常、油变质、温度升高，变压器内部的问题，有轻微的噼啪声。产生这种现象的原因主要是由于铁芯迭片的绝缘或者核心导电材料的表面遭到某种原因的破坏，并导致铁芯出现损坏。除此之外，变压器铁芯中的缺片因素，铁芯的油道内或者夹件下面发生松动，铁芯的紧固零件不牢而松动，都会产生出不正常的噪声。这些原因的产生往往是由于在制造不精或检修过程中没有装配质量很高的元器件，例如接地夹子没有完全夹到位或者接地不良等。

2．2．2 铁芯故障的解决及预防措施

可以采用测量铁心对地面的绝缘电阻的大小的方法，看绝缘垫子的大小是否符合规定，然后再对外观做一次细致检查，看是否存在明显开裂等物理缺陷，也可采取加直流电压的测量方法来测量绝缘电阻。此外，做负载测试，测量空载损耗是否过大。操作人员从变压器运行声音尽快找到一个类似的问题，检查测试，防止形成接地短路事故。

2.3 套管的短路故障

2．3．1 套管的短路故障分析

套管由于损坏，裂缝，漏油等原因，容易造成短路故障。套管在外力的作用下造成损伤，或者由于套管的密封不严，绝缘受潮都会引发套管的短路故障发生，套结垢严重，或套管操作过程中遭受人为破坏，也将造成套管的短路故障。

2．3．2 套管短路故障解决及预防措施

对套管进行外部检查是一种很好的方法，目的在于观察是否瓷套出现裂缝，缝隙中是否存在污秽结垢。此外还可以用摇表检查测量套管的绝缘电阻的值，对比阻值是否满足相应要求。对于检查出套管出现了裂纹等故障时，应及早进行治疗。对于受损十分严重的地方，可以采用安装套管外套，避免人为投掷杂物造成的破坏。对于套管受潮应防患于未然及早对套管进行干燥处理，破损十分严重已无法使用的套管应及时更换新套管，经过密封性，机械性检查合格后，方可安装。安装时要注意各个触点螺丝要紧固，防止接触不良。此外，还要监测变压器绝缘油油位的变化，绝对不允许出现少油甚至无油运行。

2.4 分接开关故障

2．4．1 分接开关故障分析

分解开关故障主要是由于分解开关位置不准确或者接触不良造成的，这会导致分接开关接触表面受热或灼伤而产生放电现象。一旦分接开关出现局部过热，或者局部放电都会产生严重的后果。分解开关由于在结构和装配上出现缺陷，例如弹簧的压力不足等原因同样也会引起故障的发生。

2．4．2 分接开关故障解决及预防措施

可以用摇表测量绝缘电阻的阻值，若出现电阻值很大，则证明出现了故障。也可以将电阻值和出厂值或者有记录的前几次电阻值进行对比，如果差别很大，则很有可能出现了触头故障。如果检测出输出电压及电流不稳定或者分解开关严重过热，应及时进行维修检测和重新试验。

2.5 小结

变压器的运行、维修、检测、日常维护过程中，我们不应该错过任何细节，并尽可能发现和消除缺陷。并进行记录和分析，总结各类变压器故障及其处理方法，不断总结经验，提高水平，以确保变压器的修理和维护，变压器长期，安全，高效，稳定运行。不仅要严格按照有关规定与技术标准做好变压器运行前的检查与试验，防患于未然。还要有良好的定期运行维护，其运行维护主要包括：1)保持瓷套管及绝缘子清洁。定期清理变压器上的污垢，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、裂纹等现象。2)检查冷却系统和变压器油。检查散热器有无渗漏、生锈，同时应检查变压器油位，油色。3)保证电气连接良好。4)对变压器线圈、套管及避雷器的介质损耗角进行检测。5)每年检查避雷器接地可靠性，检查接地电阻阻值、引线用符合规定，无短股现象。6)变压器定时大、小修，在运行中发生异常情况时，可以及时大修。应考虑将在线监测系统应用于最关键的变压器上，同时在线监测系统应与专家系统结合起来对变压器绝缘进行预测、把变压器故障消灭于萌芽阶段

[1]王长昌,李福祺,高胜友．电力设备的在线检测与故障诊断．电力设备的在线监测与故障诊断[M]．清华大学出版社,2008．

[2]林海．500KV变压器故障诊断分析与预防[J]．科技与生活,2012(23)．

[3]刘辉．电力变压器故障分析与诊断预防措施[J]．中国电子商务,2012(19)．

张昆（1990-），男，天津人，主要从事电气设备绝缘监督工作。