电力变压器故障的问题探索

2022-07-27江苏省太湖地区水利工程管理处徐克凡陈佳惠

电力设备管理 2022年12期

江苏省太湖地区水利工程管理处徐克凡陈佳惠何清

1 电力变压器结构简介

根据工程的不同性质，以及对于变压器的不同需求选择的变压器种类存在不同。在选择变压器的种类时，要考虑到工程施工的实际情况以及对于变压器的要求，包括不同的变压器在不同的工作环境下能够呈现的效果。对于我国的经济发展而言，电力系统的供应对于我国的经济发展起到了至关重要的作用，如果电力系统能够持续有效的供应，那么就能够为我国的经济发展提供保障。相反，如果电力系统无法有效地发挥作用，就会阻碍我国经济发展的进程，对居民的生产生活造成不利影响。在电力系统应用的过程中，对于变压器通常使用油浸式电力变压器，该种类的变压器内部结构较为复杂，具体结构如图1所示。如果能够充分的了解变压器的内部结构，就能够实现对于结构性能的充分分析，方便在发生故障时，及时地对故障进行检修。因此，相关人员应当做好对于变压器内部结构的了解工作[1]。

2 电力变压器故障分类

2.1 分接开关故障

变压器在使用的过程中产生故障的原因有多种，实践分析发现，机械方面的故障是主要原因。对于故障产生原因的分析应当分为两个方面：一方面在使用的过程中，有杂质或者是受潮气的影响，导致变压器内部的性能发生变化。变压器内部拥有绝缘性能，这是为了保护变压器实现安全生产。但是，受到外界因素的影响，就会降低变压器的性能，使得变压器在现实中的安全生产受到影响。另一方面，如果发生短路，那么也有可能会造成这一问题的出现。

2.2 绝缘故障

对变压器的分析而言，实践中经常会出现绝缘故障的问题，必须及时解决这一问题，避免造成经济损失，因此应当进行提前预防工作和及时的维修养护管理工作。变压器在运行过程中，如果出现这些问题就会直接反映到生产实践中，工作人员应当及时地进行管理工作，同时反映到上级。

2.3 铁芯故障

在正常运行的过程中，铁芯对于地面而言，通过一面的接触能够保持正常运行。在非正常运行状态下铁芯的双面都会与地面接触，如果发生这种现象，那么就会导致局部温度升高。如果温度及时下降，那么就能够保持正常运行。相反，如果温度没有及时下降，就会使得绝缘纸加速老化，导致变压器无法正常运行。因此，必须进行分析和维护，避免故障的产生[2]。

2.4 放电故障

2.4.1 受潮

如果变压器在运行的过程中，内部受到水分的干扰，那么就会产生放电故障。进一步解释，如果电力变压器与水反应就会产生大量的氧气，导致变压器无法正常运行产生放电障碍，因此应当解决这些问题。

2.4.2 电弧放电

电弧放电又称高能放电，如果发生该故障，那么就会产生较多的甲烷和乙烯。变压器在运行过程中产生这些气体就会导致变压器内部的金属材料受到影响，可能会融化或者产生断裂等现象。不仅如此，可能还会导致设备运行遭受到影响。设备大多是由金属材料制成的，因此变压器内部的变化，可能会导致设备发生融化或产生断裂[3]。

2.4.3 火花放电

火花放电相对危害较小。与上述两项内容而言，该故障对于设备造成的损伤较小。

2.4.4 过热故障

变压器过热故障主要是由于系统内部局部的温度过大导致的，由于温度过大出现热应力，一旦温度超过预设允许值时，就会出现系统设备等危险问题。对于变压器过热故障分类可以划分为四类，具体见表1。

表1 过热故障分类

3 措施

3.1 分接开关故障处理

一方面应进行过渡电阻的处理工作。在对变压器进行日常化管理工作的过程中，应当将变压器过渡电阻。对电阻的处理，包括对于原材料的处理工作查看原材料是否存在破损，是否存在松动。如果发现变压器存在问题，要及时解决问题，防止在运行的过程中发生故障，造成经济损失[4]。同时，如果过渡电阻存在问题，那么可能会导致变压器的弹簧无法工作，继而影响到变压器的正常运行。因此，要对变压器进行严格的维护检修，为变压器的正常运行提供保障。

另一方面，应当对触头镀层进行处理。在变压器运行的过程中，应当检查每一个触头是否良好，保障触头能够有效的运行。如果受到油污的影响，那么触头就会产生接触不良，进而引发分接开关的故障问题

再次，如果分接开关连动出现问题，那么也会影响到变压器的正常运行。如果出现这些问题，那么可能是顺序开关的动作指令发生错误，在检查的过程中应当调整顺序，并对内部结构中的杂质进行清理工作。为将上述内容减少在实践中的发生概率，因此在对变压器进行日常化的维修养护工作时，应当对定位块进行日常化的检查工作。在检查的过程中，要对内部结构清洁，并及时调整各种松动的零件。如果发现零件需要更换应及时更换，减少变压器在后续运行过程中可能会发生的各种问题，为变压器的正常运行提供保障。

3.2 绝缘故障处理

为做好绝缘防御工作，防止变压器在运行过程中产生问题，应当将绝缘防御工作落实到以下几个步骤当中。

3.2.1 制造措施

在制造环节，要做好变压器的绝缘故障预防工作，因此要实现对于内部结构的均衡设计保障内部结构的稳定性，防止由于内部结构的工作磁场分布不均，而导致变压器出现绝缘故障。同时，由于变压器可能会受到外界因素的影响，进而发生故障，因此要确保内部结构的干燥性，防止由于变压器与水分结合而产生的变压器故障。在进行生产制造的环节中，还应当严格要求真空注油的环节。

3.2.2 安装措施

变压器从出厂到进行安装的过程，过程会与大气进行接触，而大气中含有水分，可能会使得变压器内部潮湿，导致变压器运行受到影响。因此，要及时进行干燥工作和注油工作，防止变压器的性能发生变化。

3.2.3 检修措施

在对设备进行检修的过程中，如果发现变压器内部水分较多，那么明显就是变压器出现故障的原因。想要保证变压器内部的干燥性，就要使用上述提到的方法进行水分的清除工作。在进行检修的过程中，要严格上述操作流程，清除变压器内的水分。如果变压器受到水分的影响较大，那么在清除的过程中所耗费的时间较长，投入的精力就会较多。相反，如果变压器受到水分的影响较小，那么所耗费的时间就会相应缩短，投入的精力也会相应缩小。

3.3 铁芯故障处理

解决该问题可以使用串接限流电阻的方式进行处理。同时，可以通过在主变铁芯接地引下排处，安装一限流电阻暂时解决这些问题，但是这些方法并不能够将这一问题从根本上予以解决。因此，为了从根本上解决这一问题应当使用冲击放电法。

3.4 放电处理

3.4.1 防尘控制

变压器在运行的过程中，如果受到粉尘的影响，那么将会导致局部放电产生，因此做好放电处理工作，防止外界因素对变压器的影响。一些生产厂家由于没有意识到这些问题，导致设备在出厂时就受到了灰尘的影响，在后续使用的过程中，导致设备运行出现故障，对生产发展造成了较大的经济损失[5]。因此，在生产制造的过程中，厂商应当明确这些问题，同时做好防范措施，在进行生产制造的过程中，必须建立防尘厂房。

3.4.2 绝缘件集中加工

对于绝缘件的生产而言，在进行生产的过程中，相较于对于灰尘的严格控制有过之而无不及。如果绝缘件受到粉尘的影响，那么必然会产生问题。因此，在生产设备的过程中，必须严格把控绝缘件的集中加工处理工作。

3.5 严格控制硅钢片的加工毛利

在生产变压器的过程当中，变压器内部的铁芯片由于存在各种各样的毛刺，因此会影响到变压器的生产运行。如果存在毛刺就会形成铁片内部的短路现象，有时会形成内部环流。如果内部铁片较多，那么就会产生更大的空间损耗。此外，如果贴芯片在运行的过程中，受到外界因素的影响，掉落在内部空间中那么就会产生放电效应。因此，必须严格控制加工过程中产生的毛刺，防止在运行过程中受到毛刺的影响造成各种各样的损失。

3.6 引线采用冷压端子

为了减少放电现象的产生，可以使用采引线冷压端子形式实现对于局部放电的控制。在清理焊接部分时，要清理干净焊接所产生的杂质，所以在焊接边缘区域应当使用能够浸水的石棉绳。通过这些物质能够有效地隔绝水分对变压器可能会造成的影响。在清理的过程中，可能会带来相应的水分，如果水分与变压器结合，就会造成不利影响。因此，可以通过事先放入石棉绳，减少水分可能会对变压器产生的影响。

3.7 工艺改进

在变压器生产的过程中，对于端部出线结构变压器党政的高压线圈中的端部出现结构电压需要保持一致，但是针对不同电压等级的变压器真空注油真空度而言，需要按照电压类型做好真空度的确定，不同电压等级下的变压器产品真空度要求以及注油时间见表2。

表2 真空度与注油时间

在变压器真空注油的过程中，要按照注油要求以及真空处理时间。注油环节首先排除气泡，倘若存在气泡时则放慢注油速度或是暂停注油，速度控制在6000L/h左右，油温控制在45～55℃。对于大型电压等级（550kV）则要控制注油真空度，使其控制133Pa以内。

完成真空注油以后，按照从上到下的方式开启放气塞充分放气，同时连接系统管路。需要注意的是在滤油环节，应当控制出口油温（45～55℃），同时观察其流动状态是否均匀。最后在对循环后变压器油工艺指标进行全面检测，包含含气量、介质损耗因数、击穿电压、含水量等参数。在变压器真空注油和热循环处理后，能控制变压器油内气泡，可以保证变压器的油和绝缘件首先充分接触，实现良好浸油，可以避免变压器局部放电情况。