浅析电力变压器故障原因分析及处理措施

2018-01-29陈林

中国设备工程 2018年20期

陈林

（大唐平罗发电有限公司，宁夏平罗 753409）

电力变压器是电力系统当中的主要的装置，可应用于众多领域中，是整个电网当中的一个主要构成部分。目前我国输电线路电压等级变化巨大，由高压220kV逐步迈入超高压330～750kV、特高压1000kV交流、±800kV直流以上门槛，电位差级别进一步提升，对整个供电系统提出更严格的要求。

因为电力变压器价格较高，其构造也相对复杂，电力变压器正常运行就显得尤为关键。为了确保电力变压器的安全运行，不仅平时要进行定期的检修保养与巡查，还应当利用先进的技术措施对电力变压器的故障实施行之有效的预防措施、排查及检测，可以在第一时间找出故障，并且对存在的故障做出维修处理，用来保障变压器，让电力系统中各种电压的变电设备整体安全可靠运行。

1 变压器故障类型

1.1 绝缘故障

（1）绝缘故障分析。电力变压器在正常的工作过程中，受到铜、铁耗产生的热量、电磁力、氧化反应等因素的影响，变压器内绝缘油、绝缘材料在热和电的作用下，会逐步老化、原来具备的电气、机械及化学特性随老化程度而改变，绝缘材料出现失去弹性、易碎易折、颜色发黑等情况。假设在这个时候，老化的绝缘层因电动力引起振动幅度过大以及人为损坏的情况发生，将特别容易产生设备损坏、短路等情况，也还很容易出现绕组匝间短路的问题，进而导致变压器出现故障，电网出现停止运行甚至会有中断的现象出现。

对于大型电力变压器，现如今大多数采用油进行绝缘与散热，发电厂应用大型变压器（厂高变、主变、联变、电抗器）的绝缘及冷却基本都采用油浸式强迫油循环或自然循环方式，因此绝缘油、绝缘材料的老化情况是亟待解决的难题，应当予以高度重视。变压器油与油里面的固态树脂与合成树脂（热塑性树脂和热固性树脂）在正常运行过程中由于电、热、氧化以及局部电弧等各个原因作用会慢慢变质，分解成碳与氢各为四价及一价原子及CO2、CO等气体大多数在变压器油里面进行溶解；在变压装置里面有着潜伏性太热与放电情况将提高产气的速度，伴随着安全隐患的逐渐出现，分解出来的气体产生泡在油里面通过扩散，将会逐渐与油融为一体。把变压器油拿到实验室里面实施色谱分析，不但不遭到现场繁琐电磁场的影响，同时能够找到油装置里面许多用介损与部分放电方式所无法造成的部分过热等劣势，能够给电力变压器状态检修提供决策依据和辅助分析。

（2）绝缘故障防治作业与解决对策。为了科学合理的降低因为绝缘的老化原因而产生的重大事故，应当严格将电力变压器的温度掌握在一个规定的范畴里面。就现如今的实践状况而言，采取的方法重点是安全的压力方法、同心式和交叠式温度计来测量电力变压器的顶部油温，联启备用冷却装置投入运行，降低变压器温度。在环境气温过高时，引起变压器温度较高，这个时候一定要强化监测的强度，观察油温的上涨速率与态势，牢牢把握变压器负载的变化情况，假设在长时间的高负荷工作运转的状况下，就应当采用科学合理的策略规避由于变压器太热而出现的故障。其次，采取行之有效的方式有力保障变压器的冷却装置、潜油泵等设备一直处在良好的工作状态是特别关键的，例如在低负荷段对冷却装置进行冲洗、检修等。

目前国内新投运的大型变压器已陆续安装变压器油气体在线监测装置，其是一种不需要变压器停止运行就可以灵活计算检测出安全隐患的方式，通过在线检测、收集油中氢气，一氧化碳、乙炔和乙烯等主要特征气体综合值，获取完善、连续的变压器油中气体数据，可反映绝缘油、绝缘材料在电、热作用下的老化后油中产生的气体数值变化趋势，还可利用计算机建立监测数据库，对变压器绝缘老化状态、趋势进行对比分析、评判，对变压器运行状态进行综合评估，制定出更加合理的检修策略。

1.2 铁芯故障

（1）铁芯故障分析。因为声音与平时有所不同、油变质、温度上升，变压器内部的问题，设备运行时出现磕碰声。造成上述情况的因素重点是因为铁芯迭片的绝缘和核心导电材料的表面收到许多因素的影响，同时使得铁芯造成损耗甚至损坏。另外，变压器铁芯里面的缺片原因，铁芯润滑油进入油孔的通道里面和夹件下方出现松动情况，铁芯紧固连接的机械零件不牢固而产生松动情况，都将出现非正常的噪声。上述情况的出现通常是因为在生产过程中安装、检修工艺水平不高或采用了质量不高的元器件引起，比如接地夹尚未彻底夹到位还有接地较差等。

（2）铁芯故障防治作业与解决对策。能够运用测量铁芯对绝缘电阻值大小的方式，检查绝缘部件规格是否符合标准、外观有无出现裂纹或开裂等物理情况发生，还能够采用加直流电压的检测方式来检测绝缘电阻。针对箱体里面的异常物品、其中绝缘发霉与破损、油箱里面积累油泥、铁芯多点接地种类的安全隐患，能够经由定时检测铁芯接地电流来测量，接地电流一般应控制在100mA以下。除此之外，进行负载检测，检测由于空载所造成的损耗是否超过标准。应从电力变压器运行时发出的声响在第一时间找出差不多的问题，接着对其实施检查测试，防止造成接地短路的现象出现。

1.3 套管的短路故障

（1）套管的短路故障分析。电力变压器套管是变压器外部的关键绝缘装置，变压器某一电压值相对应的电气线路的一组线匝的引出线应当穿过绝缘套管。因电压等级不同，绝缘套管有纯瓷套管、硅橡胶套管、充油套管和电容套管等形式。套管因为破损，开裂、漏油等因素，可能会出现短路问题。套管在外力的作用下产生破损，或套管塑封性较差，绝缘受潮将产生套管的内部短路问题的出现，套管外表面污秽、结垢现象不断趋于严重化，并且在套管控制过程当中由于存在人为因素的损坏，此外，还将致使套管外部造成短路的现象。

（2）套管短路故障防治作业与解决对策。对套管实施外部检测，一是依据电厂所在地区测定的环境污区等级，核算套管爬电比距是否大于环境污区分级及外绝缘选择要求的爬距，在严重污秽地区运行的变压器，可考虑在瓷套涂长效防污闪涂料等措施。二是检查瓷套有没有出现开裂的情况，在其外表面、缝隙当中有没有污秽、结垢。除此之外，还能够用摇表进行检查测量套管的绝缘电阻的数据，与电阻数值是否可以达到规定的标准相比较。针对检测出套管产生裂缝等安全隐患的时候，需要在第一时间内进行修理。针对遭到损坏特别多的位置，能够运用装配套管外套，预防人为随意将杂物乱丢乱弃所造成的破坏。对于套管受潮现象需要在祸患出现以前就加以预防，在第一时间内对套管做出干燥，损失现象极其严重已经无法正常运用的套管需要在第一时间内替换新的部件，经过密封性、机械性的检测，其结果达到标准之后方可安装。在安装的时候应当注重所有触点螺丝应该紧固，预防接触不良的情况发生。除此之外，还应该检查套管绝缘油油位的改变，断然不可以产生缺油以及无油运行的情况。

1.4 分接开关故障分析及处理措施

分接开关故障重点是因为分接开关定位有误、切换时间过长或接触不良出现的，由此将会使得分接开关接触表面过热、灼伤而导致出现放电情况，只要分接开关产生过热或部分放电均会出现严重的后果。分接开关在结构、制造、安装、调试过程中存在的隐患，例如弹簧的压力较低等隐患都将会造成安全事故的出现。使用电桥测量全程的直流电阻和变比，使用开关测试仪对切换顺序、时间进行测定，将测量数据及出厂数据以及有记录的以往的数据做出比较，假设差异较大，那么需要对弹簧状况、触头表面镀层及接触情况、分接引线是否断裂及紧固件是否松动、切换到位情况进行检查，均需要在第一时间实施维修、检测，重新试验合格后方可投运。