500kV主变压器的常见故障分析与防范措施

摘 要：对变压器在不同条件下的运行状态进行检查和数据分析，有助于维护人员判断变压器的运行状态是否正常，以便于我们能及时的处理变压器存在的安全隐患，从而保障变压器的安全运行。本文针对500KV变压器的常见故障，分析原因，提出解决相关故障的防治措施，旨在保证变压器的正常运行及供电系统的安全稳定。

关键词：500kV主变压器；故障分析；防范措施

0 引言：

变压器作为当前供电系统中的一个重要组成部分，是电能的传输枢纽，其运行故障对广大用户和电网安全稳定有重大影响。电力运行事故频发已经引起电力企业的高度重视，如果变压器存在的安全隐患处理不及时，将会对电网运行造成毁灭性的破坏以及对电力企业的经济效益造成巨大影响。

1 主变压器的油化数据异常分析及防范措施

1.1 主变压器油的色谱数据分析

500kv变压器油中乙炔含量注意值为1uL/L，总烃含量的注意值为150 uL/L，如果超出了相应的注意值，则说明变压器存在故障。乙炔主要由以下几种原因引起：⑴存在低温过热现象，乙炔在500℃下会少量生成；⑵变压器内有放电、拉弧、闪络现象；持续关注乙炔含量的变化，如果乙炔含量持续升高，则说明变压器内有放电、拉弧、闪络现象。而如果在发现乙炔后，乙炔含量相对稳定，则乙炔应该是第一和第三中情况引起的。总烃的含量升高或超标，原因主要是：油或纸过热、油纸绝缘中局部放电、油和纸中电弧和闪络放电、局部低能量放电等。持续检测总烃含量，如持续升高，则说明有可能是主变内部或潜油泵电机处有持续放电现象。如比较稳定，则说明是某一段时间内温度过高引起的。

1.2 主变压器油的含气数据分析

500KV主变压器运行中油中含气量不能大于3%，如果油中含气量超标或者持续上升，则说明变压器存在故障。油中含气量升高主要原因是：⑴变压器内部有放电现象，将绝缘油分解；⑵变压器本体及管路各个法兰面有渗油现象，导致空气进入油箱内。

1.3 防范措施

配备油色谱在线监测装置，监测变压器油中总烃的含量（CH4、C2H6、C2H4、C2H2）和H2、CO、CO2的含量，分析和判断各气体组分的含量，对预防变压器的故障发生有着重要的作用。同时，我们也要定期取油样检测，做好数据的比对和分析。

2 变压器中的铁芯与夹件故障分析及防范措施

目前，变压器的铁芯和夹件故障主要是由于铁芯和夹件没有接地或多点接地等原因引起的。变压器在正常运行时，带电的绕组与引线与油箱间构成的电场为不均匀电场，铁芯和夹件等金属构件处于该电场中，由于电容分布不均匀，场强各异，如果铁芯和夹件不可靠接地，则会产生很高的电容，形成悬浮电位，产生充放电现象，损坏固体绝缘及油的电强度。而铁芯和夹件如果多点接地的话，则会在铁芯和夹件上形成环流，造成铁芯和夹件温度升高，造成绝缘性能下降，最终形成短路。

造成铁芯多点接地的原因有：铁芯螺杆绝缘管损坏、夹件与铁轭间绝缘块下移或松脱、铁芯片位移或松脱等都可能造成变压器铁芯的多点接地。

造成夹件多点接地的原因有：定位螺栓绝缘件损坏，有载分接开关与开关托架之间绝缘受损或水平方向有接触现象；夹件接地引线发生绝缘受损；下节油箱加强铁上纸槽、垫脚绝缘移位、损坏或油槽内有杂质。

防范措施：⑴变压器中的铁芯与夹件必须单点接地，同时要在接地扁铁或铜牌处加装电流传感器，实时监测铁芯与夹件的接地电流，一般电流不超过100mA；⑵每年都要定期测量铁芯对夹件及地、夹件对铁芯及地的绝缘电阻。

3 变压器中的绕组出现的问题分析及防范措施

导致绕组出现故障的主要原因基本上都是由于较长时间承载过大的负荷、绝缘能力遭到破坏以及线圈受潮等都会出现线圈故障。这些故障主要表现为短路、断路以及温度过高等。造成绕组短路的原因有以下几种：首先，绕组和铁芯之间的绝缘物质是纸质的，这种物质具有较高的吸水性能。如果变压器长期处于水分较高的环境中就会出现由于受潮而使得绝缘性能受到极大影响。在绝缘性能下降的情况下就会出现例如局部放电或接地等情况。绕组出现断线的情况也是常见故障之一，出现这种情况的主要原因是由于在进行焊接过程中出现虚焊的情况，在长时间运转之后出现的这种故障。

防范措施：每年定期对变压器的绕组直阻进行测量，测量值与之前的数据比较，变化不能超过2%。

4 变压器渗漏油的问题分析及防范措施

变压器渗漏油问题也是变压器常见的故障之一。渗漏油如果很严重而不能及时加以处理的话，将会造成变压器油位降低，低油位保护动作报警，然后出现轻瓦斯和重瓦斯动作，断路器断开的事故，从而产生非常严重的后果。

变压器渗漏油的主要原因有：⑴焊缝处有砂眼或裂痕；⑵波纹管壁薄，受到外力的撞击后破裂；⑶法兰面密封圈老化；⑷磁场的影响。关于磁场的影响，主变低压侧的大电流会产生很强的磁感应强度，另外交流电流一直在改变，那么交流电流产生的磁感应强度也在不断的随之变化，所以磁通量也在随之变化。

其次，主变低压侧升高座的下端通过螺栓与主变本体相连接，如果螺栓的表面有油漆，或者螺栓孔内有变压器绝缘油的话，则螺栓就与地不导通，它就是一个孤立的个體，一个闭合回路。

根据法拉第定律，产生感应电流的两个条件是：⑴存在闭合回路；⑵穿过闭合回路的磁通量发生变化。所以在螺栓上会产生环形电流，而且电流还比较大，于是螺栓会发热，长时间的发热势必会加快密封圈的老化，从而发生渗漏油的现象。

防范措施：在主变压器运行期间，尤其是汛期的发电高峰期，我们要定期对主变进行热成像巡检，如果发现哪些螺栓温度过高，我们一定要及时记录，并在检修期及时加以处理。另外对一些重点部位做好防护。

5 变压器套管故障分析及防范措施

500KV电压等级的变压器分别设有高压套管、低压套管和中性点套管。高压套管也就是油气套管一般为环氧树脂浸纸电容式套管；低压套管一般为导杆式套管；中性点套管一般为油纸电容式套管。

高压套管故障主要有：套管内部受潮。它的受潮主要还是由末屏引起的，末屏密封圈损坏或末屏保护罩损坏，都会导致套管内部受潮。如果处理不及时，则套管内部导体对地电容值会越来越低，最后会处于一个基本接地的状态，将产生严重的后果。

低压套管的主要故障有：电晕放电、闪络、末屏受潮。如果橡皮套密封不是很严，雨水就会流进去，套管表面脏污吸收水分后，会使绝缘电阻降低，从而产生套管导体的电晕放电和闪络放电现象，严重时会击穿套管。

中性点套管发生故障的原因和低压套管差不多，只是当套管顶部密封不良时可能导致进水使绝缘击穿，下部密封不良时使套管渗油，导致油面下降，绝缘性能大大降低。

防范措施：定期对套管进行预试，检查套管的介损值及绝缘情况，同时做好套管表面的清洁以及防雨工作。

6 总结

变压器的安全隐患存在的地方有很多，我们只有在工作中脚踏实地，不麻痹大意，才能将安全隐患给排除在外。

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] 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.

作者简介：

柯俊（1984-），男，汉，湖北鄂州，大专，助理工程师，主要负责水电站电气一次设备的维护工作。