简析电力变压器故障原因及处理方法

简析电力变压器故障原因及处理方法

赵福增

（神华国华河北分公司恒泰风电场河北张家口076571）

摘要：针对大型电力变压器在电力系统的广泛应用及其复杂的制造工艺和众多组成部分，运行中难免产生的故障和异常。如何及早发现故障隐患并及时消除等内容做出了简要的分析，本人认为及时准确的发现问题并将故障及时排除，有利于变压器的安全工作和电力系统的稳定运行。通常变压器故障主要分为内部故障和外部故障,其中涉及内部故障的部分较多。所以，排除电力变压器故障时，原因要分析，处理要认真，总结要全面，才能有效提高消除故障工作质量和工作速度。

关键词：电力变压器；故障；原因；处理方法

现今，电力变压器在电力系统中应用非常广泛，作为一种能量的变换的设备，它在电压的转变以及电流的运输过程中有着不可取代的地位，在电力系统中有着举足轻重的作用。如果电力变压器发生故障，不仅会导致电力的供电发生中断，甚至会引发火灾等一系列安全事故，将会对社会生活以及经济的发展造成重大的损失。所以，加强电力变压器的故障分析，在变压器异常时，可以准确的判断故障，迅速消除之。

一、常见故障的分析处理

1.内部声音异常

变压器正常运行时，应发出均匀的嗡嗡声,这是由于交流电通过变压器线圈时产生的电磁力吸引硅钢片及变压器自身的振动而发出的。而如果产生不均匀或其它异音，都属不正常的。

1）变压器声音比平时增大，声音均匀，可能有以下原因：

（1）电网发生过电压。电网发生单相接地或产生谐振过电压时，都会使变压器的声音增大，出现这种情况时，可结合电压表计的指示进行综合判断，即时调整运行方式。

（2）变压器过负荷时，将会使变压器发出沉重的“嗡嗡”声，若发现变压器的负荷超过允许的过负荷值时，应根据运行方式及现场规程的规定降低变压器负荷。

2）变压器有杂音

有可能是由于变压器上的某些零部件松动而引起的振动。如果伴有变压器声音明显增大，且电流电压无明显异常时，则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺钉松动，使硅钢片振动增大所造成的，应立即将变压器停用检查。

3）变压器有放电声

变压器有“劈啪”的放电声，若在夜间或阴雨天气下，看到变压器套管附近有蓝色的电晕或火花，则说明瓷件污秽严重或设备线卡接触不良。若是变压器内部放电则是不接地的部件静电放电或线圈匝间放电，或由于分接开关接触不良放电，这时应对变压器作进一步检测或停用。

4）变压器有爆裂声

说明变压器内部或表面绝缘击穿，应立即将变压器停用检查。

5）变压器有水沸腾声

变压器有水沸腾声，且温度急剧变化，油位升高，则应判断为变压器绕组发生短路或分接开关接触不良引起的严重过热，应立即将变压器停用检查。

2.变压器油质变坏

目前大多数电力变压器以油浸式为主，变压器中的油有绝缘和冷却的作用，新近投运的变压器，它的油色会呈浅黄色，通常变压器油不会频繁更换，所以长时间运行，浸入了一些潮气，再加上油温经常过热，这就容易造成油质的劣化，影响变压器的绝缘和降温效果，从而导致变压器内部部件的绝缘性能受到了很大的影响，这种情况就非常容易引起变压器的故障。而如果发现油色开始变深，这种情况下为了防止外壳与绕组之间或线圈绕组间发生电流击穿，就要立刻进行取样化验。根据化验结果过，确定其内部是否存在问题。经化验后，若油质合格则继续使用，若不合格就对绝缘油进行过滤处理，让油质达到合格要求和再进行使用。同时要对变压器呼吸器进行仔细检查，是否需要更换。

3.变压器开关跳闸故障

在变压器的运行过程中，突然出现开关跳闸时，根据保护动作情况，查明跳闸原因。

1）确定是因为操作人员的操作不当或者是因为外部故障造成的，检查外部无问题，就可越过内部检查环节，进行直接投入送电。

2）如果是发生了差动保护动作，立即将变压器隔离，对保护范围中的设备进行全面、彻底检查。在其中要注意变压器中有不少可燃性的物质，而内部故障有可能造成火灾，如果得不到及时的处理，有可能造成爆炸。

3）如果是瓦斯保护动作，在变压器发生瓦斯保护动作或者跳闸后，工作人员应立即停止变压器的运行，并对变压器做出外部检查。检查变压器二次回路，检查变压器中油位是否正常、防爆门是否完整、绝缘油是否有喷溅现象、外壳是否鼓起等。然后还要对变压器内部的气体进行收集并做出分析，然后进行变压器内部故障性质鉴定，在检修完成和经测验合格后，才能再次投入使用。如果是变压器发生了穿越性短路或内部故障产生气体，将变压器隔离检修。

4.变压器着火的

1）内部故障导致变压器散热器和外壳破裂，有油燃烧着从变压器中溢出；

2）在油枕的压力下，变压器中的油流出然后在变压器顶盖上燃烧；

3）变压器套管的破损和闪络等。

这些事故的发生内部部件老化所致，这些事故发生时，变压器就会自发产生保护动作，断路器就会自动断开。若断路器因某些原因而没有自动断开，就要通过手动来完成，立刻停止冷却设备并停用其电源，进行扑救火情。变压器的灭火要使用泡沫灭火器，在火势紧急时还可以使用砂子灭火。

5.变压器温度异常

1）内部故障引起温度异常

变压器内部故障如匝间短路或层间短路，线圈对箱体放电，内部引线接头发热，铁芯多点接地使涡流增大过热，零序不平衡电流等漏磁通与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器温度异常时，还将伴随着瓦斯或差动保护动作，故障严重时还可能使防爆管或压力释放阀喷油，这时变压器应停用检查。

2）冷却器不正常运行引起温度异常

冷却器不正常运行或发生故障如潜油泵停运，风扇损坏，散热管道积垢，冷却效率不良，散热器阀门没有打开等原因引起温度异常。应及时对冷却系统进行维护和冲洗或投人备用冷却器，否则就要调整变压器的负荷。

3）温度指示器有误差或指示失灵，应更换温度表。

6.油位异常的处理

正常情况下，油位的变化（升高或降低）是随设备内部油温高低而变化的，而油温变化又受负荷和周围温度的影响。如果设备有漏油或进水缺陷时，也会使油位降低或升高。但是，也有变压器油位指示不真实情况，其原因多数情况下是因为呼吸器发生填塞故障引起的。

当变压器油枕顶部空间与呼吸器连通且油位指示器为玻璃管式，管上端设有通空孔时，若呼吸器发生堵塞故障，油位指示器中的油位可能出现以下现象：

1）变压器油体收缩时，油位下降，油枕内需要外部空气补充，因呼吸器堵塞，外部空气进不去，空气只好从外部油位指示器的上部呼吸孔进入，于是油位指示器内的油便收缩回去，严重的，油位指示器会出现无油现象。变压器油体膨胀，油位升高，油枕需要向外排出空气时，因呼吸器堵塞，空气排不出去，油枕内便产生很大压力，此时油便挤向油位指示器，严重时，油位指示器出现满油，并向外流油。油位指示器油位指示长期无变化时，可能是油位指示器通油孔或通气孔发生了堵塞故障。油位检查观察油位时，观察人站立的位置应在油位指示器窥视窗的正面，且距离适当，以免造成错误判断。这就要求值班人员要经常对变压器的油位计的指示状况做出检查，如果出现油位过低，就要查明其原因并实施相应措施，而如果出现油位过高，就适当地放油，让变压器能够安全稳定地运行。

2）在夜间或光线不好的室内，检查油位有困难时，应使用手电筒照射油面，并沿着油位圆面的切线方向观察。此时，在油面上便会发现有发射的荧光，借助于反射的荧光检查油位，明显可见。为了使油面位置看得清楚，对于距地面较高的油位指示器，管内可放入一个空心的红色玻璃球，或耐腐塑料球。此球浮在油面上，这对于准确地检查油位，会有很大的帮助。室内设备上的油位指示器与临近设备或墙壁距离过近，检查油位有困难时，应在油位指示器的侧面装置一个长方形的平面镜。巡查人员可借平面镜上照出的油位实像来检查油位；或者将隐蔽式（板式）油位指示器改为玻璃管式油位指示器，并引出油箱。

在实综上所述，导致变压器运行事故的原因是多方面的，例如设备制造和设计问题、设备老化与维护问题、电网结构影响稳定运行、安全管理问题等。为了确保电网的稳定运行，就应当采取相应的措施加以解决。在变压器的日常工作中，加强监视变压器的运行状况，特别是在过负荷运行时，更是要缩短监控的周期。定期巡视变压器的电压、电流、上层油温等，并经常对变压器的外部进行检查。提高检修变压器的工艺水平，要定期测试变压器的线圈、避雷器、套管，避雷器接地必须可靠，引线要尽可能短，接地电阻要小于5Ω。同时要定期试验相关的消防设施。在具体工作实践中应当加强基础设备管理、完善综合自动化装置、提高运行设备的可靠系数、加强设备治理、优化安全管理，多管齐下，保证变压器安全运行。

参考文献：

[1]胡虔生，胡敏强电机学[M],北京：中国电力出版社,2009

[2]尹克宁编著．变压器设计原理[M],北京：中国电力出版社，2003

[3]路长柏编著．电力变压器绝缘技术[M],哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997