变压器运行中的常见故障及处理措施

杨锟铎

(广东电网有限责任公司揭阳供电局，广东 揭阳 522000)

0 引言

第二次工业革命以来，电力被发明、应用，逐渐走进了千家万户，成为了现代文明生活、生产工作中不可或缺的能源。社会的各行各业都离不开电力，并且依赖程度日益加深，对电力供应的稳定性提出了越来越高的要求。变压器是供电系统中的重要设备，其故障会影响电力用户的用电质量、满意度。因此，本文总结了变压器运行中的常见故障及其处理措施。

1 变压器工作原理

变压器是交流电电路中变换电压、电流、阻抗的元器件，其主要原理为电磁感应原理。变压器主要可以分为初级线圈、次级线圈以及铁芯(或磁芯)3个部分，初级线圈和次级线圈都有至少2个绕组。初级线圈是接电源的绕组，其他绕组都称作次级线圈。当初级线圈中有交流电电流通过时，铁芯(或磁芯)中就会产生磁通量，于是次级线圈上就会出现感应电压、感应电流。

次级线圈上感应电压的大小取决于初级线圈中交流电的电压，以及初级、次级线圈的绕组匝数的比例。也就是说，如果设初级线圈中交流电的电压为U1，初级线圈绕组匝数为N1，次级线圈绕组匝数为N2，那么次级线圈中的感应电压U2可以表示为：

U2=U1×N2/N1

(1)

这就是电磁感应原理在变压器中的应用。由此，变压器可以利用电磁感应原理，仅仅改变初级线圈、次级线圈绕组的匝数，就可以方便地改变次级线圈的电压，从而在输电线路中用高压输电，降低线损；而在入户电路中用较低的电压配电，保障电力用户的安全。

2 变压器运行中的常见故障及原因

变压器的异常现象，有声音异常和油温异常。

2.1 声音异常

变压器运行中，正常情况下，应当有均匀的“嗡嗡”声，其大小与变压器中的电流、电压大小成正相关。当变压器出现一些特定故障时，变压器的声音也会发生相应改变。因此，变压器的声音异常可以提示变压器的故障。

比如变压器的声音均匀增大，可能是因为电网中出现单相接地过电压，或者变压器负荷过大，导致铁芯硅钢片振幅增大，发出较大音量，此时变电站电压表读数也会增大。又如变压器运行中产生“沙沙”“叮当”等杂音，可能是元器件松动，或者变压器外壳碰撞其他元件。再如变压器运行中的放电声，在内部提示接触不良放电；在外部则可能是套管表面严重污染，导致瓷质电晕放电，这种情况可以在黑暗中观察到蓝色火花，或者末屏部位压紧螺丝松动，导致末屏接地电阻、悬浮电位增高[1]。有时，变压器内发出水沸声，“咕噜咕噜”，可能是线圈绕组严重故障，比如匝间短路，或者磁漏、长时间超负荷运行、散热装置失效等，导致局部发热，出现发热油化现象[2]。

2.2 油温异常

变压器中的油俗称方棚油，是一种浅黄色的、透明的液体。变压器中，油的作用主要有绝缘、散热、消弧3类。其中，变压器油的散热作用保障着变压器的正常运行。变压器的油一旦温度异常升高，超过一定的标准，就不能起到良好的散热作用。因此，变压器内部的油温不应当超过85℃[3]。变压器运行时的环境温度、变压器的负荷大小、变压器中散热器的通风状况、冷却器的异常情况，都会导致变压器的油温异常[4]。

3 变压器运行中常见故障的处理措施

3.1 声音异常的处理措施

变压器的运行中，声音异常提示着不同的故障原因，所以维修人员发现变压器运行中的声音异常时，应当根据声音异常的类型、位置、响度、音高，结合变压器的各类监测仪表，查找变压器的具体故障原因，对症处理，而不可一概而论。如果变压器的异常声音源自负荷过大，维修人员就应当处理变压器的过负荷问题，比如调整变压器的运行模式，来降低变压器的负荷；如果变压器的异常声音源自绝缘被击穿，应当立即停电检修；如果变压器的异常声音源自绕组故障导致的升温，也应当立即停电检修；如果源自变压器内铁芯故障，也应停电检修；如果源自套管污染，应清除污渍，并涂一层防护硅油；如果源自变压器外电路系统的故障，可以隔离故障，让变压器继续工作；如果检查发现变压器运行中只有异常声音，而无其他异常，还可以正常运行，那么维修人员就可以暂不处理，但应记录此次检修发现的异常声音，重点关注这台变压器，并将异常声音的情况上报给领导、调度。

3.2 油温异常的处理措施

变压器的运行中，油温的异常升高可能由多种原因导致，所以维修人员发现变压器运行中各个温度计显示的油温异常

升高时，也应当检查变压器的负载是否过大、冷却介质(即油)的温度是否过高、温度计是否故障、变压器冷却装置是否故障、运行环境气温是否过高、运行环境通风是否良好、关蝶阀开闭位置是否正确、变压器油油位是否正常，从而确定故障原因，做出针对性的处理。比如，如果变压器负荷过大导致油温异常升高，检修人员就应在顶层变压器油温超过105℃时降低负荷。

3.3 三相电压不平衡的处理措施

根据我国国家标准，三相电压不平衡的定义为：三相电压幅值不同，或相位差不为120°，或三相电压幅值不同且相位差不为120°。而且，电网正常运行时，电力系统的公共连接点负序电压不平衡不得超过2%，短时间负序电压不平衡也不得超过4%。三相电压不平衡可能造成输电线路损耗增高、缺陷增多，可靠性差，甚至严重地危害整个电力系统的安全运行[5]。

处理和避免三相电压不平衡的措施有很多种。①设计、规划、建设新的低压配电网之前，应当遵循“小容量、短半径、多布点”的原则，来合理地划分配电网的低压台区，合理地分片供电，并且合理地为配电变压器选址，也就是要尽量接近负荷中心。②在采用低压、三相、四线制供电的区域，争取最好采用低压集束导线来向电力用户供电，因为这样可以尽可能避免低压线路施工中随意接线导致的偏相。这种随意接线，导致偏相的情况，尤其多见于照明与动力的混合供电线路中。③输电线路中可以安装具有换相功能的智能断路器，以便操作人员远程调整三相负荷，也就是将不对称负荷分散地接到不同供电点，减少集中连接，或者采用交叉换相等方法合理分配负荷，从而处理好变压器三相电压不平衡的故障。此外，对于Δ/Y接线的三相变压器，如三相电压不平衡，超过5 V，则可能是变压器的匝间短路，须停电处理。

4 结语

变压器运行应用了法拉第发现的电磁感应原理。变压器常见的异常现象有声音异常、油温异常等，导致这些异常现象的故障原因有很多种，所以检修人员应当查找故障原因，采取相应处理措施。此外，本文也总结了变压器三相电压不平衡的处理措施，希望通过科学的故障处理措施对我国供电系统的稳定、安全运行提供保障。