变压器故障及排除技术措施研究

杨 城

（国网河北电力公司沧州供电分公司，河北 沧州 061000）

0 引 言

变压器作为电力基础设施之一，具有种类多、应用范围广的特点。我国非常重视变压器在实际应用中的状况，特别是在智能电网建设背景下，对变压器运行标准也提出了更高要求。但是变压器实际运行中，会受到诸多因素的影响出现不良问题，从而直接影响整个电力系统的安全性。因此，需要针对变压器问题提出相应的解决对策，从而提升变压器以及电力系统的安全性。

1 变压器常见故障和故障分析

1.1 常见故障

（1）变压器停运送电中，可能会产生电压不均衡情况，三相不够稳定。特别是新变压器，在停运送电时三相电压都很高，如果电压超过了设备的额定电压，容易造成烧毁事故。（2）高压保险丝由于承受不了高压热量而熔断。（3）狂风暴雨后变压器无法实现送电功能。（4）变压器内部存在异常声响，可能发出“吱吱”声、“噼啪”声及“呱唧”声等。（5）接线柱严重受损或者套管绝缘层破损。（6）冷却条件正常且变压器内的油体中存在炭质。（7）油色变化较大，内部存在炭质。（8）变压器出现较大的声音，在安全气道、储油柜向外喷油，同时散热管和油箱变形、漏油。

1.2 故障分析

变压器产生故障问题通常都伴随着异响，不同故障部位及程度的异响也存在差异，很多故障问题都可以通过声音判断，并开展后续的维修工作[1]。

（1）调压分接开关接触不良。很多变压器在长期使用中不注重分接开关养护和调试，如果分接开关难以闭合，则会发出“啾啾”声，此时熔丝可能会因为开关问题被熔断。此外，还需要重点考虑接触不良问题，接触不良可以听到“吱吱”电流放电声，若整个变压器运行中电压突然增加，则会烧毁接触开关。

（2）缺相时响声。缺相故障是常见的故障种类之一。一旦出现此类故障通常会二相不同，在送上一相后也没有信息反馈，之后送上三相才会反馈。如果出现此类问题，可能是3点原因导致，一是电源一相电缺乏；二是熔丝断一相；三是变压器内部引线断裂或局部元器件受损。

（3）穿心螺杆问题。夹紧铁心性能和穿心螺杆有着直接关系，铁心内部如果存在异物或变压器中掉入金属异物时，则会产生“叮当”敲击声和垫片振动响声，但不会影响变压器的整体性能，压力表现一切都正常。由于该问题不算是严重故障，因此可以在维护工作中统一处理。

（4）铁心接地断线。如果铁心接地出现了断线问题，变压器会出现轻微的放电声音[2]。

（5）高压套管问题。套管由于运行环境较差，一段时间后会产生闪络情况，并发出异响。

（6）外部线路短路。如果导线连接位置、T接线位置出现了断路问题，特别是在大风天气时产生“时接时断”，产生肉眼可见的弧光、火花，变压器就会发出“呱唧”声。如果低压线路出现了接地故障或短路故障，则变压器会发出较大的闷响声。

（7）变压器超负荷。如果变压器运行负荷较高，会发出变压器过载的“嗡嗡”声。

（8）电压过高。一旦变压器电压过高，会产生过励磁情况，发出较大而尖锐的响声。

2 变压器故障的解决措施

2.1 短路故障排除

首先，需要检测变压器短路线路的具体位置，由于短路可以分为暂时性短路（由于变压器长期运行，设备重启后可能出现暂时性短路，一段时间自动恢复）和固定性短路（线路出现损坏、断线及负载等问题引发）。排除短路故障可以从以下5点进行。（1）在单相线圈线匝间、层间短路。此类短路会产生较大的电流，线圈因为电动力不断加大而变形，并逐渐扩大故障点，需要采用差动保护、变压器重瓦斯动作保护，但超出一段时间后变压器依然会损坏。（2）长期应用变压器，造成变压器超负荷运行、绝缘体老化及变压器油体变质，导致带电部分短路，如果此时重瓦斯保护无法发挥作用，则需要适当关闭变压器或直接更换变压器。（3）变压器外部短路会造成电动力稳定失衡，出现内部短路问题，需要严格控制变压器使用环境，控制内部湿度，避免外部短路。（4）针对变压器内部绝缘损坏、增加局部电路而导致热稳定失衡，需要重点检测对地绝缘是否合格，采用质量更好的绝缘体更换，避免出现对地短路问题。（5）线匝绝缘负载变化中，因为绝缘摩擦破损或变压器外部短路问题，反复合闸，出现匝间短路，特别是在线匝换位处，需要设置变压器额定功率，严控负荷，避免负载失衡等现象[3]。

2.2 绕组故障排除

绕组故障排除需要从以下3点进行。（1）绕组故障中大部分故障都是因为绝缘油质量或油面较低造成，所以要确保绝缘油质量达标，定期检查绝缘油面是否过低，并添加绝缘油。（2）定期检查绕组绝缘电阻、直流电阻，分析是否出现了异常情况，还要在变压器低压侧安装三相电流表，检测线路负载电流变动情况。（3）变压器日常运行中，尽可能地避免超负荷运行。

2.3 分接开关故障排除

分接开关由于接触不良会直接造成故障问题，分接开关故障排除的方法具体如下。（1）检查开关连接部位螺丝是否拧紧。很多分接开关都是由于螺丝拧不紧实或螺丝长期受到氧化而锈蚀。针对不紧实问题，需要将螺丝拧紧，锈蚀需要更换螺丝、螺母。（2）检查弹簧部位是否有足够的压紧力，质量较差的弹簧在长期挤压环境下会逐渐失去弹性，从而造成故障问题发生。

2.4 瓦斯保护故障排除

对于变压器，瓦斯保护起到了十分重要的作用，瓦斯保护出现问题后需要第一时间找出原因并针对性处理。瓦斯保护需要通过相关信号才能够正常运行，如果变压器内出现了一些隐性问题，或者空气渗入到变压器中，则可能产生二次回路等情况，工作人员必须做好检查工作，积极分析可能存在的问题。一旦瓦斯保护出现了跳闸问题，则变压器内部会产生大量气体，此时需要立刻更换变压器设备，然后仔细检查故障变压器，做好防护措施，避免爆炸。如果变压器焊缝位置开裂、外壳变形，要第一时间检查内部是否有可燃气体，并禁止使用明火修理。

2.5 变压器漏油故障排除

变压器漏油可以分为焊缝漏油、密封漏油两种。针对焊缝漏油需要进行补焊，焊接中需要吊出机身，将内部油排放干净。而密封漏油需要更换密封。常用的封闭材料包括两种。（1）耐油橡胶。该材料弹性非常好、裁切方便，可以根据封堵形状进行灵活裁切。（2）软木垫。此材料的原料是软木板，厚度在4～12 mm较为合适，将软木板按照密封口形状切割，软木垫采用酚醛酒精溶液浸泡，12 h后取出晾干即可使用。

3 变压器的日常运维

分析变压器故障及其原因可知，很多故障问题是可以人为避免的，需要日常加强变压器设备巡查，严格按照巡检制度工作。变压器运行前做好检测工作，明确实际运行中的各注意事项，提升变压器运行的稳定性[4]。

3.1 加强检测工作

（1）检查油位计是否良好，油位是否正确在相对应的油位线上。（2）检查油位计、套管及排油阀密封性能是否达标，是否存在渗漏油现象。（3）检测防爆管是否通畅，呼吸器吸潮剂是否有效。（4）检查变压器接地是否有效。（5）检查变压器一二出线套管及其导线连接是否完善，相色是否正确。（6）变压器上的铭牌和实际要求变压器是否相匹配，包括各侧电压等级、容量及分接开关位置等。

3.2 做好运行管理工作

（1）定期检测三相电压的平衡性。如果出现三相电压失衡问题则要采取相应的调整措施。定期检查变压器运行温度、油位、油色、干燥剂变化以及是否渗漏，如果发现问题要立即更换。

（2）定期清理变压器内外部的油污和杂质，可以安装套管防污帽，检测是否存在闪络放电、接地是否良好及有无断路问题等，确认无误后再投入使用。

（3）科学设计二次侧导线连接方式，可以采用铜铝过渡线夹。接触面涂抹一层导电膏，加强导电能力，降低氧化发热的情况。

（4）变压器的一二次侧装设避雷器，将变压器外壳、二次中性点和避雷器接地引下线共同接地。

4 结 论

为保障变压器在日常运行中的安全性，需要加强对变压器的故障分析，针对故障表现出的故障类型、位置及程度，针对性地提出故障排除策略。此外，还需要做好变压器日常运维管理工作，定期检查，防止故障问题进一步扩大。