煤矿变压器常见故障分析及其预防措施

常永祥，张春龙

（潞安化工集团李村煤矿，山西 长治 046600）

引言

潞安化工集团李村煤矿鳌泉110 kV 变电站担负着全矿的用电分配，安设CSC326 型变压器。变压器作为煤矿最为主要的电气设备之一，关系到整个矿井的安全生产工作，对煤矿地面变压器的维护保养、故障排除工作至关重要。掌握变压器的常见故障，并在故障初期及时消除，保障变压器的安全稳定运行是保障安全生产的关键。本文以分析煤矿变压器的常见故障为基础，总结了煤矿变压器的事故预防措施。

1 变压器常见故障

1.1 变压器声音异常

变压器声音异常是判断变压器故障的主要依据，变压器常规下电磁声音均匀稳定。若出现异响，则证明该变压器已经带病工作。声音异常故障包括：

1）变压器“嗡嗡”声沉重不清脆，需注意负载情况，需先查明是否有大功率设备启动，若无此情况则为变压器超负荷严重；

2）“嗡嗡”声尖锐刺耳，说明设备处于谐振过电压或者单项接地情况，需检查电网设备情况；

3）发出间歇性的“咕嘟”声音或者轰鸣声，表明变压器处于匝间短路状态[1-2]；

4）变压器发出“吱吱”噪音且处于由远及近音量变化较大时，表明变压器内部绝缘击穿导致接触不良；

5）变压器“噼啪”响声，说明用电设备接地或短路，需检查用电设备状态；

6）时有风吹声音且不均匀、不稳定，需注意变压器自身铁芯是否发生松动，需检查压紧件。

1.2 变压器油温过高

1）冷却器问题：如冷却排气扇故障停运、散热器管路不畅通、循环油泵故障停运都会导致油温过高，冷却问题是油温过高的最常见原因。

2）穿芯螺丝绝缘损坏问题：导致穿芯螺丝过电流，导致发热，该位置热量不易散失，导致变压器油温不断升高。

3）绕组匝间短路或绝缘摔坏问题：接触点电阻加大导致漏磁发热现象，该问题多伴随着差动保护动作。

1.3 变压器油位异常

变压器油位异常情况主要包括油位虚假和油位低。

1）虚假油位：通气小孔堵塞造成油位失真，油表管堵塞造成油位显示不实，油枕吸管器堵塞造成油位显示误差[3]。

2）变压器油位低：加油不及时造成油品损耗后未能及时得到补充，变压器故障漏油导致油位急剧降低，工作人员误操作放油或放油后未及时补充。

1.4 变压器颜色气味异常

1）套管故障：套管污损产生电磁造成油泵、风扇的烧损产生烧焦味、臭氧味等异味；套管的闪络放电造成绝缘层的烧损，产生异味和颜色异常；套管接线部位发热造成接触面氧化、表面镀层的氧化失去光泽。套管故障需及时进行检查维护，以免发生套管爆炸事故[4]。

2）防爆管问题：防爆管的损坏或防爆膜的老化破损造成油品乳化，变压器的绝缘等级降低。

3）其他原因：油室浸水、潮气太重造成吸湿剂的吸潮变色。

1.5 变压器漏电故障

变压器正常时三相电对地电流相等。在发生单向接地时（以A 相接地为例），电流流向如下页图1所示，A 相和大地相位差为零。A 相电压为零，BC 两相电压远超过变压器线圈绝缘耐压水平，导致漏电故障。

图1 A 相接地三线电路

1.6 分接开关故障

分接开关故障的常见表现：变压器油箱发出放电“呲呲”声音并且电流表指针随着该声音规律地摆动。

故障原因：

1）分接开关触头接触不良导致的开关烧损。表现为触点压力不足、压力分配不均造成接触面积降低；镀锌层严重磨损导致接触不良；短路电流冲击导致触头的热损。另外，分接开关部分触头未用部分长期浸油，该部分在氧化作用下产生氧化膜也可导致分接触头的接触不良问题[5-6]。

2）过电压作用导致短路。常见原因为绝缘材料的性能降低、相间距离过近。

3）开关烧坏。多为倒分接开关时分头位置切换错误导致。

需注意：倒分接头前，需消除接触部分的油污及氧化膜，并且必须测量各分接头的直流电阻值，三相电阻不平衡相差不得大于2%；倒分接开关时，需对内部接头连接情况与分接开关指示器进行一一核对。

2 变压器典型故障预防措施

2.1 变压器绝缘击穿预防

2.1.1 做好变压器防水、防潮工作

变压器进场→安装→调试→应用→维保等各个环节需要严格做好防水、防潮工作，确保使用环境密闭干燥，避免水分进入变压器。调试前需要进行预防性测试试验，以确保变压器应用环境的可靠安全。

2.1.2 避免异物进入变压器

在安装变压器期间，需做好防护工作，避免微小杂质等异物进入变压器。在安装前应对油经过的部位进行专业的清理，避免在安装过程中带入更多杂质，如油管、潜油泵等部位。在调试、应用变压器前，需要进行变压器的清理清扫工作[7]。

2.1.3 变压器绝缘受损预防

变压器防护罩的安装需注意做好引线、支架、高压套管的防护工作，高压套管的安装原则上不得扭转引线，如果扭转应采取相应措施，避免变压器绝缘层受损导致击穿事故。

2.1.4 过电压击穿预防

在变压器使用期间，需按要求定期对避雷器进行检测，测定直流电阻是否满足要求，另外需做好变压器各个部件的检查维护工作，以免发生过电压击穿事故。

2.2 套管爆炸预防措施

套管爆炸事故的发展流程如图2 所示，套管绝缘缺陷→套管电容屏逐层被击穿→瓷套内壁闪络故障→故障电流形成放电通道→套管本体、绝缘油受热→急剧膨胀→导致上瓷套发生粉碎性爆炸。

图2 套管事故发展过程示意

套管爆炸事故发生的主要原因是绝缘层缺陷。变压器进场需做好进场检查工作并保持其清洁、密闭完好，在使用过程中要定期检查套管并做好维护工作。另外，需注意：新进变压器首次注油，须做好脱气工作，将变压器本体进行长时间的真空处理；注油排气需升高油温、保证真空度，气体膨胀后利于加速排出；变压器的安装需用高密封性不锈钢真空球阀，防止气体渗入变压器油；变压器静置期间，储油箱需做好注氮排气[8]。

2.3 其他故障预防措施

2.3.1 分接开关事故预防

在变压器应用前，需做好触点的电压比和直流电阻监测工作，确保接头接触良好，并清除接头部分氧化膜和油污，以免造成分接开关事故。在日常维保过程中，要对照分接开关说明书仔细保养检查。

2.3.2 变压器油劣化预防

优化变压器的放置场所的条件，确保散热良好，避免变压器在高温条件下运行；在注油过程中要做好加油记录工作，及时分析判断防止出现假油位，以免空气进入导致事故发生;变压器油的管理须严格把关和储存，保证油品质量。

3 结语

在实际工作中，有些变压器故障还需进行特性试验才能够精准地查明故障的原因、制定相应的应对措施。文章以分析直接潞安化工集团李村煤矿安设CSC326 型变压器常见故障为基础，总结了变压器事故预防的措施，确保变压器的安全稳定运行。