水电站500kV主变压器故障分析及处理措施研究

摘 要：变压器的安全运营管理工作是水力发电厂日常工作的重点，我们通过对变压器异常情况以及常见故障的分析进行提高变压器的使用效率和高效性，在出现故障时及时采取有效措施确保设备的安全运行。近几年，为适应国家用电需求，发展了一批新型、优质的配电变压器，使配电网络的变压器装备更趋先进，供电更可靠，用电更趋低价。近年发展的配电变压器的损耗在不断下降，尤其空载损耗值下降更多，这主要归功于磁性材料导磁性能的改进，其次是导磁结铁型式的多样化。如较薄高导磁硅钢片或非晶合金的应用，阶梯接缝全斜结构铁心、卷铁心（平面型、立体型）、退火工艺的应用等。在降低损耗的同时也注意噪声水平的降低。在干式配电变压器方面又将局部放电试验列为例行试验，用户又对局部放电量有要求，作为干式配电变压器运行可靠性的一项考核指标，这比国际分工委员会规定的现行要求要严格。因此，在现有基础上预测我国各类配电变压器的发展趋势，推动配电变压器进一步发展应是一件比较重要工作。本文对于500kV主变压器出现故障原因进行分析，阐述故障持续对变压器的危害，提出预防措施，以期对同类问题的分析与处理有一定借鉴意义。

关键词：500kv；变压器；故障；解决办法

在电气设备和无线电路中，變压器常用作升降电压、匹配阻抗、安全隔离等。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应、变换电压、电流和阻抗的器件。变压器的功能主要有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）、自耦变压器、高压变压器（干式和油浸式）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型，XED型，ED型，CD型铁芯。变压器在运行过程中，需要注意很多方方面面的事情，例如：防止变压器过载运行、防止变压器铁芯绝缘老化损坏、防止检修不慎破坏绝缘。

近年来，变压器使用越来越广泛，数据见下图

500kv变压器在发电厂及电力系统中都有使用，而且都是大型变压器。广泛使用的500kv变压器有独立绕组变压器与自耦合变压器两种，前者广泛使用在作为发动机变压器，后者使用在变电站中作为连接两个及以上不同电压等级的电力系统，相互传输电能。500kv变压器的内部多采用强迫油循环导向冷却结构，外部大都采用低噪声风冷却器作为冷却原件，容量较小的自耦变压器也可采用片式散热器作为冷却原件，只有一部分在水电站采用水冷却器。

1、500kv主变冷却控制装置故障分析

本小节将对500kv主变压器冷却控制装置在运行过程中出现的故障进行分析。当前无功补偿存在的关键技术问题：主变压器是电网中的核心设备，在升、降压过程中，能否安全运行，关系到电网的安危。运行时，由于变压器的空载损耗和负载损耗会产生大量的热量，变压器的油温会随着变压器负载和环境温度的增加而上升，为保证变压器油温不超过变压器绝缘所允许的温度，必须采取有效的方式进行冷却。当冷却系统（指风扇、潜油泵、冷却水系统等）发生故障而被迫要求停用冷却装置设备时，应进行一下处理：当变压器控制盘上显示出“冷却装置工作电源故障”或“备用电源故障”等有光亮的字的提示时，或者出现“冷却水中断”提醒，应立即查明原因，使变压器恢复工作。

2、500kv变电站主变压器冷风设置跳闸的原因

500kv变压器冷风设置跳闸故障出现时，有以下几种情况：（1）警铃、喇叭响，变压器各侧断路器位置红灯灭、绿灯闪光，相应电流、有、无功功率表指示为0。（2）主控屏“差动保护动作”、“瓦斯保护动作”、“冷控电源消失”、“掉牌未复归”等光字亮。（3）备自投装置正常，自动投入备用设备。

3、500kv主变压器保护动作分析

本部分基于继电保护展开，继电保护系统是高度智能化和自动化的模式，在工作中能够自动、高效地将出现故障的元件从电力系统中隔离出来避免造成进一步的损失和伤害，使得500kv变压器中其他没有出现故障的元件不受影响的正常运行。反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件而出现反应的信号，这样一来，更加有利于值班人员及时做出应急措施并处理，或者是说，由装置自动进行调整，或将那些继续运行就会引起损坏或者可能发生危险的电气设备切断联系。（此时一般不会对于保护动作要求迅速，而是根据危害程度进行一定的延时处理，以免造成不必要的干扰。）

4、变压器空载损耗

变压器空载损耗主要是指原边电流绕过铜或者是铁等原边绕组所产生的损耗值，通常空载损耗与磁材料以及磁通密度有关。设备在运行的过程中产生损耗是非常常见的情况，通常变压器的空载损耗属性将对设备的使用寿命以及使用效果都有一定程度的影响。

变压器在现代工业发展中扮演着重要的角色，设想一下如果从发电厂生产出来的电流不经过变压器处理直接应用到电器设备中去，那么不稳定的电压会电器会造成巨大的冲击甚至造成电器严重损坏。空载损耗是属于变压器一个异常重要的属性，为了确保变压器的安全平稳运行应重视起该属性。通常变压器的空载损耗影响因素较多，因此不能对该属性值进行简单的判定。

结束语

500kv变压器是发电厂和变电站的主要设备之一，本文结合500kv变压器经，对输配电系统中变压器常见的故障进行分析，并对相应故障的处理方法进行了总结，对确保变压器的安全稳定运行有一定的参考意义。以上内容是针对500kv变压器的声音、温度、油位、外观及其他现象的故障的初的归纳和分析，由于变压器故障并非某单一因素的反应，而是涉及到各种各样的原因，甚至假象。因此，在有必要时必须进行变压器的特性试验及综合分析，才能准确、可靠的找出故障的原因，判断故障性质，提出较完善的处理办法，确保变压器的安全运行。

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作者简介：

孙开封（1990-），男，河南商丘，本科，助理工程师，项目总工程师，主要负责水电站机组安装的技术质量管理工作。