水电厂变压器的运行和维护策略研究

贵州乌江水电开发有限责任公司思林发电厂 贵州 铜仁 554300

1 引言

水电厂是利用水能这种可再生清洁型能源进行电能生产和供应的发电企业，有助于缓解目前我国社会不断增加的用电负荷以及人们不断提高的用电量给发电企业带来的电能生产压力。尤其是在传统火电厂大规模发电过程中会消耗大量煤炭等一次不可再生资源并造成严重环境污染的形势下，人们的环保意识在不断提升，我国也加大了水电厂的建设力度来缓解传统能源的需求压力和电能供应压力，有助于改善生态环境。在目前规模不断扩大的水电厂中，变压器作为最重要的电气设备之一，其主要起到保证电压和电流在安全范围之内等重要作用。但是针对水电厂中体积和重量较大且数量较多的变压器来说，在恶劣的作业环境中经过长时间、高负荷的运行，难免会出现各种类型的故障，同时还具有较大的故障检修难度。这就需要基于变压器的工作原理，做好对其运行中常见问题的预防工作，采取有效的变压器运行和维护策略来保障变压器的稳定和高效、安全运行。

2 水电厂变压器运行过程常见问题

2.1 变压器工作原理 如图2.1所示为水电站中的常见变压器结构，其中的主要部分就是铁芯和线圈，而且其中的线圈通常也有2个或以上，主要有直接与电源相连的初级线圈以及其他的次级线圈等。通过此种类型的变压器的应用可以实现水电站运行中对交流电压、电流和阻抗的变换。主要的原理就是在变压器结构中的初级线圈中如果存在交流电流，就会在铁芯中产生交流磁通，在此磁通的作用下就会使得次级线圈中产生感应电压或电流，也就是在互感的原理下通过多种元件的应用来实现对电能的升压或降压操作。

图2.1 变压器结构组成以及工作原理图

2.2 变压器常见故障

一是变压器声音异常问题。在变压器正常运行中出现较大的杂音但是仪表盘数据正常现象时，则说明出现了变压器内部铁芯故障。如果此时的杂音类似于气泡破裂的声音，则说明其内部的绕组零件可能出现过热现象，或者是出现了开关接触不良的问题而造成了局部过热问题，加速绝缘油汽化。对于上述问题，需要通过断电检修的方式进行处理。而如果上述杂音类似于滋滋的声音，同时还出现了电火花现象，这就说明其内部套管表面出现局部放电问题。针对此问题则需要对套管进行清理并在其表面上涂抹适量的硅油。

二是绝缘老化问题。变压器在长时间运行中，如果存在其内部散热条件一般或较差的情况，容易在负荷比较大的情况下加速内部绝缘老化速度，导致绝缘强度的降低。加之频发出现短路冲击问题，就会改变绝缘内部结构，导致绕组绝缘性能的降低。此外，绝缘油中掺入水分或者出现变压器密封不严等问题也会对绝缘强度造成影响，严重时会导致绝缘击穿问题的出现。

三是变压器渗油问题。变压器套管密封不良或者本身存在质量问题容易导致渗油问题，为了预防此问题，需要做好对变压器质量的定期检测工作，尤其是在开展油耐压试验过程中出现了电压降低问题，则需要继续开展介质损耗试验和潮气入侵检测工作。或者还要通过匝间短路测试工作来寻找问题的根本原因，从源头上制止渗油问题。

四是瓦斯保护问题。在水电厂变压器运行中，针对容易出现的铁芯故障、绕组断线、匝间短路、套管故障、绝缘老化等故障，通常采取瓦斯保护的方式。针对目前常用的重瓦斯和轻瓦斯保护两种保护方式，容易在变压器运行中出现控制仪表指示异常、信号电铃语音报警、光学牌等现象时触发此保护动作。

五是接头过热问题。在变压器中将其与其他相关部件进行连接的部件就是截流接头，其自身状况直接决定变压器的运行状况和整体运行效率。一旦在运行中由于接头位置的杂质过多或者出现导电膏薄弱变薄等问题就会导致接头过热问题，或者是在油浸式变压器中由于封头密封不严而造成此接头的粘连和松动问题，也会造成接头过热的问题。

3 水电厂变压器的维护方法

3.1 眼睛观察法 在水电厂变压器运行中，一旦出现变压器油绝缘老化、铁芯发热、硅钢片摩擦、铁芯和穿心螺杆多点接地等问题会表现出油温过高以及颜色变黑的现象，上述现象则可以通过眼睛观察以及用简单的温度测量仪器进行温度测量等方法进行判断，针对上述问题，则可以紧固铁芯夹的位置，或者对绝缘衬和绝缘管进行更换。针对由于变压器连接位置密封不严或者出现焊缝开裂问题而引起的变压器表面有油渍的问题，需要对密封垫进行更换或者采取对开裂焊缝的补焊措施。针对变压器内部压力过大而造成的防爆膜破损或龟裂问题，需要对呼吸口部件故障进行检查和处理，通过眼睛观察，发现呼吸器硅胶的颜色由蓝色变为粉红色，则需要更换此种水分处于饱和状态的硅胶，或者对其进行干燥处理。针对有出现了套管密封不严或者污物堆积过多、套管破损等问题而引起的套管闪络放电问题，则可以针对眼睛所观察的原因进行针对性的处理。

3.2 耳听法 由于变压器运行中出现异常时通常会伴随有异常声响，因此可以总结经验、通过耳听法来判断变压器异常问题。比如出现比较低沉的嗡嗡声音，则说明出现了变压器过载问题。如果出现内部不规则的爆裂声音则说明其内部出现了绝缘被击穿的问题。比如出现了啾啾声音，则说明出现了高压熔断器熔断问题，通常是因为没有按照规定调节分接开关而引起的。比如出现了嘶嘶且伴随着火花现象，则说明其表面出现了局部放电问题，这就需要彻底清除表面污渍。比如出现了类似水沸腾的咕嘟声音，则说明其内部绕组出现短路问题或者出现了电气元件接触不良等问题。比如出现了叮当的敲击声音，则说明其内部铁芯固定器件出现了松动问题或者螺钉脱落的问题。比如出现尖细的哼哼声音，则说明出现了铁磁谐振问题，此时进行进一步检查会发现电流表的摆动过大。

4 针对变压器运行维护过程常见弊端的处理对策

4.1 加强运行维护人才队伍建设工作 针对变压器运行中复杂的故障，对相应的运行维护人员也提出了较高的专业技能和综合素质要求。这不仅需要在选拔运行维护工作人员时要适当提高门槛，选择具有丰富经验和较高专业水平的优秀人才。而且还要定期邀请专家和专业技术人员开展培训工作。通过培训之后的考核，保证经过培训的工作人员掌握变压器内部构造和基本原理、常见故障及其排除方法等，保证其具有较高的实操水平和故障诊断、处理能力，通过有效的运行维护工作延长变压器使用寿命。

4.2 做好变压器日常运行维护工作 在变压器日常运行过程中，应安排专业运行维护人员做好变压器投入使用之前的外观检查工作，重点对套管裂缝、破坏以及漏油等问题进行排查。还要检查接触点、高低压侧引线、电杆距离以及引线外壳等，保证其符合相关规定要求。在此运行维护工作中应合理应用耳听法等留意其运行中的声音，及时检修和处理异常声响背后的问题。

4.3 完善变压器运行维护管理体制 开展变压器运行维护工作的主要目的就是保障其高效安全运行，这就需要对变压器管理体制进行建立和完善。这不仅要在此体制建立过程中基于原有的规章制度进行补充、更新和完善，保证此制度的科学性和规范性。而且还要在此制度中制定监督管理制度，通过此制度的执行来监督管理工作人员的日常运行维护操作行为，及时发现和规范其日常操作行为，最大化降低人为操作所引发的变压器故障概率。此外，还要通过合理激励机制的制定，表扬和奖励表现优秀和突出的员工，相反也要惩罚表现差的员工，提高员工工作的积极性，实现工作效率和效果的提升。

5 结语

水电厂变压器作为其中的重要部件，其运行状态直接决定水电厂能否稳定运行以及运行效率等。因此，针对其运行中容易出现的各类问题，需要应用相应的运行维护方法及时排查和处理，还要加强人员培训、制度完善以及运行检修工作，提升变压器运行维护工作质量和效果，保障水电厂变压器以及水电厂整体的稳定与安全运行。