电力变压器运行维护及故障处理的分析

2024-05-17邓长安汤铁军胡开庆

通信电源技术 2024年6期

关键词：油温干式漏油

梁戟，邓长安，汤铁军，胡开庆，朱皓

（贵州电网有限责任公司六盘水供电局，贵州六盘水 553000）

0 引言

在电力系统中，电力变压器承担着电压变换和电能传输的重要任务[1]。在实际运行过程中，电力变压器不可避免地面临各种故障风险，如造成绝缘老化、短路、过载等情况。一旦发生故障，不仅会影响变压器的正常运行，还会造成电力系统的安全系数下降。

1 电力变压器基本原理

1.1 电力变压器结构

电力变压器选用干式变压器，主要由铁芯、绕组和其他附件组成。铁芯是干式变压器中主要的磁路部分，通常由含硅量较高的热轧或冷轧硅钢片叠装或绕制而成，分为铁心柱和横片2 部分，其中铁心柱套有绕组，横片用于闭合磁路。绕组是干式变压器的电路部分，由绝缘铜线或铝线绕制而成，通常作为电流的载体，能够产生磁通和感应电动势[2]。干式变压器的铁芯结构大致分为心式和壳式2 种类型。心式铁芯的特点是铁轭紧贴绕组的上下两侧，并不涵盖绕组的边缘地带；壳式铁芯是将铁轭覆盖至绕组的整块表面，侧面亦包括在内。这2 类结构设计能够发挥干式变压器优异的冷却效能和高度的安全性。干式电力变压器如图1 所示。

图1 干式电力变压器

1.2 电力变压器工作原理

当交流电压施加在一个绕组（称为初级绕组）上时，会在铁芯中产生一个交变的磁通。这个磁通会同时穿过初级绕组和另一个绕组（称为次级绕组），从而在次级绕组中产生感应电动势。电力变压器工作原理如图2 所示。

图2 电力变压器工作原理

初级和次级绕组的匝数不同，因此感应出的电压也不同，借此实现电压的变换。虽然变压器改变电压，不直接传输电流，但是当次级绕组连接到负载时，会在该绕组中产生电流。该电流会产生一个与初级绕组中电流产生磁通相反的磁通，从而维持铁芯中的总磁通不变。

1.3 电力变压器参数分析

本干式变压器具备50 Hz/60 Hz 双频工作能力，在额定电压下，次级空载时初级线圈中的电压值不变。若变压器绝缘材料在2 000 V 的电压下持续1 min 内不会被击穿，则证明绝缘性能良好。绝缘材料具有较高的耐热性能，能在较高的温度下长期工作，增强变压器的过载能力。较高的绝缘电阻意味着较好的绝缘性能，可以防止漏电和短路等故障。

2 电力变压器运行维护

2.1 电力变压器运行监测

干式变压器在运行中会产生热量，导致各部分温度升高，需要实时监测变压器的油温、绕组温度等关键参数[3]。干式变压器的上层油温不应超过85 ℃，最高油温不得超过95 ℃。对于强制油循环冷却的变压器，最高油温还应更低。通过温度监测，及时发现变压器的过热问题，防止绝缘老化、油质劣化等故障发生。变压器运行监测数据如表1 所示。

表1 变压器运行监测数据

由表1的监测数据可知，变压器的运行状态良好，但最高油温已接近上限，建议加强温度监测，并检查冷却系统的运行状态。

2.2 电力变压器保养维护

电力变压器保养维护主要包括4 点。一是每天检查电力变压器外观，从变压器本体开始，仔细观察变压器的外壳和连接件是否有任何明显的损坏或松动，检查变压器是否有渗漏、变形、锈蚀。变压器运行时，其绕组和铁芯产生的损耗转变成热量，一部分被变压器各部件吸收使之温度升高，另一部分则散发到周围介质中。当散发的热量与产生的热量相等时，变压器各部件的温度达到稳定，不再升高。二是定期清扫变压器，清除表面的灰尘、污垢等杂物[4]。三是定期检查变压器的油位是否正常，如果油位过低，应及时补充变压器油。四是定期化验变压器油，检查其绝缘性能是否良好。五是定期检查变压器的紧固件，确保其紧固可靠，如果发现有松动现象，应及时紧固。变压器日常维护和检查记录如表2 所示。

表2 变压器日常维护和检查记录表

由表2 可知，变压器的整体运行状态良好，但在外观检查中发现轻微锈蚀问题，需要及时进行除锈处理。建议继续加强日常维护和定期检查工作。干式变压器的铁芯暴露在空气中，极易锈蚀。如果发生大面积铁芯锈蚀，就会增加变压器的损耗、导致效率下降。因此，变压器需要及时发现潜在问题并采取预防措施。针对已发现的锈蚀问题，应该采取专业的除锈措施，彻底清除锈蚀部分并确保表面的光洁度。选择机械除锈处理锈蚀，除锈后，要对变压器进行涂层保护。

2.3 电力变压器故障处理

电力变压器短路故障处理时，要立即切断电源，防止故障单位扩大，确保人身安全。随后，修复或更换短路的绕组，检查其他绕组是否受损，若有受损也要及时修复。漏油故障同样需要立即停止变压器运行，切断电源[5]。清理漏油后，要及时补充新的绝缘油，并检查绝缘系统是否受损。同时，要检查变压器的密封情况，若有松动或老化，要及时更换密封件，以防再次发生漏油。过热故障处理时，检查变压器的冷却系统，确保其正常工作。如果负载过大导致过热，要降低负载，确保变压器在额定容量内运行。同时，找出导致过热的具体原因。当存在输电线路过长、充电电流过大等问题，需要采取相应的解决措施，定期检测变压器的温度，确保其处于正常范围内。电力变压器故障处理记录如表3 所示。

表3 电力变压器故障处理记录表

高压绕组A 相与B 相间发生短路，短路电流高达2 000 A。经过及时处理，绕组被成功修复，并通过绝缘测试。变压器油箱底部出现了漏油现象，但漏油速率相对较低。经过停止运行、清理漏油、补充新绝缘油以及更换密封垫等步骤，解决漏油问题，绝缘油位恢复到正常范围。变压器上层油温超过正常范围，达到95 ℃。经过检查，发现一台风扇出现故障。风扇被及时修复，负载也降低至80%的额定容量，油温稳定降至75 ℃。