浅议500千伏变压器常见故障分析及防治措施

陈晓+王群锋+连进灿+王海龙

摘 要：变压器在不同条件的运行状态进行检查，有助于对变压器发生的故障与异常运行进行分析和总结，有助于工作人员根据变压器内部是否发生故障进行检修，判断变压器出现故障产生的原因及类型。本文针对500千伏的变压器出现的故障，分析原因，提出解决相关故障的防治措施，旨在保障变压器的正常运行及维护效果。

关键词：500千伏变压器；故障分析；防治措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.039

0 引言

目前我国的电网建设中一般使用500千伏变压器，保障电能正常的输送。电力运行事故频发已经引起电力企业的重视。在电力系统事故当中，电气设备的事故较多，属于局部性事故。但是针对电气设备事故处理不及时，将影响整个电网的运行。500千伏的变压器若发生故障，将会对电网运行造成毁灭性的破坏。

1 500千伏变压器的差动保护

1.1 保护的范围

500千伏变压器的差动保护主要有三种方式：一是针对大于或者等于6.3兆伏安使用的工作变压器或者并列运行的变压器；二是大于或者等于10兆伏安的的单独运行变压器或者备用变压器；三是大于或者等于2兆伏安的工作变压器。这些变压器主要能起到保护变压器的作用，通过纵连差动保护装备保障变压器的实际运行。

1.2 保护的功能

差动保护主要在变压器的内部结构。同气体继电器造差动保护方面相比较，灵敏性较低。但是差动保护也可以将变压器在可保护范围内的外部故障进行保护。针对保护变压器外部故障的死区方面进行消除，可以将电流回路的接线范围重叠附近的保护电流接线。在变压器运行工作中，进行注油、虑油等工作同正常运行工作同样进行差动保护[1]。

2 500千伏变压器出现故障的原因

变压器在生产和运行的过程中，由于多种因素的影响，产生了故障，影响差动保护，特别是变压器的器件所产生的故障最为严重。

2.1 铁芯故障分析

变压器的铁芯故障主要体现为放电、过热。铁芯产生故障的原因有短路、散热不良等。铁芯短路主要是变压器在铁芯上打孔之后使变压器满负荷运转造成出现磁饱和，并且铁芯的绝缘性能降低导致短路，最终造成铁芯的过热继而引起短路。同时变压器生产厂家在铁芯的生产过程中，破坏了铁轭与铁轭夹件两者之间的绝缘并产生涡流，最终损坏绝缘造成短路故障。

铁芯在生产过程中，在制造过程中出现金属异物掉落的情况，造成铁芯多点接地形成故障。在安装过程中，没有将变压器油箱内部进行彻底清理，油箱内部的残余杂物特别是金属碎屑随着强油的循环冲击导致出现铁芯接地的现象。此外，变压器油箱内部产生的油泥会依附在铁芯上，影响散热。如果不及时清理油泥，使铁芯过热引发故障。

2.2 绕组故障

绕组故障产生的部分原因同铁芯故障相同。绕组的长期超负荷运转、出口短路、绝缘老化、线圈受潮等都会导致绕组出现故障。绕组的故障表现有短路、断线和过热。

绕组的短路主要原因有：由于绕组和铁芯之间的绝缘材料是纸质的，并具有很强的吸水作用。因此，变压器在安裝或者检修中出现水分过多导致干燥不彻底将导致绝缘受潮，使绝缘的性能下降，一旦绝缘被击穿导致变压器内部的局部放电，甚至会使绕组产生接地故障。绕组的断线主要原因有绕组的焊接不良导致质量下降，最终引发故障，另外绕组产生的短路与过热也会产生断线的现象。

2.3 绝缘故障

绝缘的故障主要有绝缘被击穿、沿面放电、油流带电等。变压器内部没有彻底干燥导致绝缘受潮，最终出现绝缘被击穿的情况发生。另外高温也会导致绝缘使用寿命缩短使电阻被降低，最终引发内部绝缘被击穿的事故。变压器在使用过程中出现绝缘承受电压过高出现沿面放电的情况，各种因素例如高温、水分、电压过高使变压器内部绝缘产生劣化，造成沿面放电的故障[2]。

3 500千伏变压器故障防治措施

3.1 防止空气水分进入变压器

变压器在检修前后必须保持密封，变压器在安装过程中严格按照使用说明书进行安装，必要时可以将变压器解体重修。安装之后的变压器要按照严格程序进行油箱注油并采用真空处理。真空处理主要是将变压器内部的空气进行排空。变压器的使用过程中，若发现不合格的配件及时停修更换，防止变压器出现故障。

3.2 防止杂物进入变压器

针对铁芯和绕组在生产过程中出现金属杂物遗落的现象，首先变压器在运行前对内部和相关器件进行彻底的检查，如有杂物立即彻底清除。油箱在使用前内部要清理干净并使用合格油来进行清洗。

3.3 检查变压器外观

变压的外壳、金属外露的零部件由于受到空气、阳光、温度、水分等多种因素的影响，容易出现腐蚀的现象。变压器出现腐蚀除了影响外观外，还会导致出现了渗漏油，使变压器的差动保护出现跳闸的情况，安全运行受到了影响。因此，对变压器定期进行防腐喷漆，若零部件出现腐蚀严重的情况，立即进行更换。

3.4 防止绝缘受到损坏

在变压器的绝缘安装上，避免过分吊拉和硬力扭结导致绝缘受损的情况出现。在电压器的绝缘进行安装或检修时，螺丝要拧紧，防止运行中出现各种损坏或者变形。在安装和检修过程中，绝缘部件的更换上必须保证部件质量的合格，防止劣质产品进入。绝缘部件必须保证干燥性。

3.5 防止绕组出现故障

绕组出现发电、击穿、烧毁等故障，最终导致变压器无法正常运转和进行差动保护，最终危害整个电网系统的运行。因此，在防止措施上，加强变压器的日常维护并安装监视设备。变压器在修复之后保持密封。另外变压器的安装必须有接地屏，避免出现放电现象[3]。

4 结语

综上所述，500千伏变压器在运行过程中受到多种因素的干扰出现故障。针对故障产生的原因进行分析，500千伏变压器的器件在安装与运行的过程中容易发生故障，导致变压器出现损坏，影响电网的正常运行。因此，制定相应的防治措施，避免出现上述故障的发生，保障电网正常供应电能。

参考文献：

[1]智爱忠.刍议500kV变压器运行维护与常见故障分析[J].中国新技术新产品，2015（23）：51.

[2]赵军.500kV变压器故障分析[D].郑州大学，2016.

[3]代建强，赖颖，韦海治，梁睿.500kV变压器运行维护与故障分析处理[J].大科技，2014（36）：231-232.endprint