500kV变压器内部故障的分析和探讨

胡宾

摘 要：现阶段变压器的种类非常的多，按电压分有高压变压器和低压变压器，在发电厂及大型变电站中，比较常见的是500kV的高压变压器。不过，高压变压器经常会出现一些故障，但不管出现什么样的故障，都会对变压器带来一些影响，严重时甚至导致电力系统出现问题，无法正常工作，本篇文章主要针对高压变压器内部的故障进行分析及探讨。

关键词：500kV变压器;内部故障;分析;探讨

高压变压器出现的内部故障一般都是变压器油箱当中出现问题，由于故障的现象不一样，所以可以把高压变压器的内部故障划分成为放电故障和过热故障这两种形式。在电力系统当中，变压器属于非常重要的一个设备，若长期出现故障问题，会影响到电力系统的正常运行。因此，变压器的维修人员一定要重视对变压器故障的维修工作，并且需要对所有的故障问题进行诊断分析，及时找到故障原因，然后对其进行维修处理，避免由于变压器的原因导致电力系统无法稳定的进行工作。

1. 500kv变压器内部故障的分类

1.1高压变压器内部放电故障

在高压变压器当中，放电故障根據放电量的大小来确定故障的具体情况，主要可以将其划分成为局部、火花和电弧三种。首先是局部放电，刚开始时为低能量的放电，在电压的作用下，绝缘结构内部的气隙、油膜或导体的边缘发生非贯穿性的放电。一般来说变压器导体中绝缘体被桥接从而出现了放电现象，经常会出现在导体周围，不过有时候不会发生在导体周围。例如在高压变压器当中的某个零件出现绝缘问题的时候，那么就会导致其向外放电，就会出现局部放电的问题。其次是火花放电故障，属于低能量放电故障，具有间歇性，一般这种问题都会出现在变压器中高电位的导电体中，有的时候还会出现在等电位的相接触部件附近。这种火花放电的问题主要的特点就是，故障的现象比较小，而且烃含量也会比较少。最后一种是电弧放电，属于高能量放电，多为绕组匝层间绝缘击穿、引线断裂、对地闪络或分接开关飞弧等。在高压变压器当中，电弧放电的问题在任何位置都可能出现，而在出现这样故障的时候，会导致变压器当中出现很多的气体，因这些气体没有融入油中，会导致气体在不断地进行聚集，气体就会一直上升，进入到继电器中，此外还会使变压器中的油出现故障，严重时甚至发生变压器爆炸事故。

1.2高压变压器内部过热的故障

高压变压器内部过热既是变压器常见故障，也是影响变压器具体功能和运行稳定的重要因素。因其电压比较大、结构较为复杂，经常会出现过热的现象，也会因过热导致出现很多的故障。过热的故障也可以分为很多种，如绕组过热、引线过热、漏磁过热和铁心过热等等问题，下面就来详细说明下这些故障的原因。第一绕组过热，当变压器绕组材料质量不高时，会出行险过多的负荷和电阻，变压器运行时产生发热现象，使内部油温提升;第二引线过热，主要是导引线出现分流，在套管上形成电流的热效应，进而在接头上出现发热集中情况，因而引线过热的情况一般都会发生在套管上面。第三漏磁过热，在高压变压器当中，在绕组中出现的磁通很多都不会进入到绕组的当中，没有贯穿绕组的地方就属于漏磁通，高压变压器因为自身的漏磁通密度比较高，也会导致出现局部过热的现象。最后就是铁心过热，主要是发生多点接地时，在铁心中会产生涡流，铁损增加，铁心局部过热。若长期不处理，可能会导致油及绕组过热，油纸绝缘出现老化，进而导致铁心的绝缘层出现老化的情况，最终导致铁心烧毁事故。

2. 高压变压器内部故障因素的分析

2.1高压变压器内部放电故障的因素分析

在解决变压器内部放电问题的时候，因为放电故障的放电量不同，所以对于这些故障的解决方法也是不一样的。首先，对于局部放电问题，在高压变压器当中内部出现局部放电的情况一般都是由于电气设备的绝缘位置出现问题，绝缘结构内部的气隙、油膜或导体边缘发生非贯穿性的放电称为局部放电。局部放电的原因主要有油中存在气泡或固体绝缘材料中存在空穴或空腔、金属部件或导电体之间接触不良引起放电、受外界环境影响油中出现杂质导致油中析出气泡等引起放电。

其次，火花放电问题，一般来讲，火花放电不会很快引起绝缘击穿，主要反映在油色谱分析异常、局部放电量增加等。主要因素有悬浮电位引起火花放电、油中杂质引起火花放电;当内部金属部件由于结构上的原因或运输过程中造成接触不良或断开，处于高压与低压电极间并按其阻抗形成分压，则会产生对地的悬浮电位，油在悬浮电位作用下分解出大量特征气体。另外油中杂质会畸变油中电场，容易引起放电发生及发展，油在高场强下游离分解出气体，进而促使发生火花放电。

最后，电弧放电问题，为高能量放电，常以绕组匝层间绝缘击穿为多见，其次为引线断裂或对地闪络和分接开关飞弧等。电弧放电由于放电能量密度大，产气急剧，易使绝缘纸穿孔、烧焦或炭化，使金属材料变形或熔化烧毁，甚至发生爆炸事故，这种事故一般事先难以预测，也无明显预兆，常以突发的形式暴露出来。

2.2高压变压器内部过热的因素分析

在高压变压器运行过程中，一般都是来自铁心和绕组导致变压器温度升高，因为铁心多点接地或绕组中额外负荷的提升导致温度提高，这样的损耗也会导致热量的提高，并且还会使铁心和绕组等零部件出现温度提升的情况。当超过一定温度之后，那么就会出现过热的问题，若温度没有降低而是不断地在进行升高，过高的热量就会导致变压器中的零部件出现损坏的情况。

在变压器故障当中，过热故障属于非常严重的一个问题，这种故障在初期的时候不会像放电故障一样。但在发现初期没有对其进行解决，那就会导致温度无法得到控制，从而使轻度发热问题变成严重过热问题，常伴随着特征气体从缓慢到快速增长的现象。这种过热的故障会从低温逐渐的变成中温再到高温过热，进而导致出现设备问题，严重时还会发生事故损坏变压器，所以一定要重视变压器过热的问题。

结束语：总的来说，在高压变压器当中，内部故障的类型是比较多的，而且出现故障的原因也不一样。所以，对于高压变压器当中的故障来说，一定要结合变压器工作的实际状况，再配合使用全新的故障检测的技术手段，这样才可以更加全面的对变压器中的故障进行分析和判断，然后根据故障的原因制定出相关的解决方法，从而确保高压变压器安全稳定的进行工作。

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