电力变压器故障缺陷原因分析及措施

电力变压器故障缺陷原因分析及措施

闵德朋 高海瑞

天津市特变电工变压器有限公司，天津 300300

摘要：科学技术的发展迅速，电力行业的发展也突飞猛进。电力变压器指的是电力系统一次回路中供输、配、供电用的变压器。电力变压器结构繁杂，运行环境相对较差，如果发生故障事故的话，对电网波动和供电的可靠性也有较大的影响，所以需要对于具体状况采取对应措施。因为变压器是连续运行，在实际工作中可能出现各种故障，重大事故不仅会导致变压器自身出现损坏，还会造成电力供应的中断，给工厂造成一定的生产经济损失。因此日常点检和维护变压器在工作中占很大的作用，更重要的是值班人员应当对变压器可能出现故障的处理措施进行学习运用。

关键词：电力变压器；故障缺陷；原因分析；措施

引言

随着我国智能电网的不断发展，电网技术得到了较快发展，不断扩大电网的容量和范围，同时也增加了线路短路的几率，对电路的抗短路能力提出了更高的要求。220kV变压器作为目前输电网中一种非常重要且应用广泛的设备，对电网用电安全起着重要作用。电网若不能稳定运行，将导致在电网上其他的用电设备发生故障。随着社会经济的不断发展，用电需求日益增加，同时国家出台了相关的政策措施，鼓励智能变压器的发展，因此智能变压器受到了广泛关注。电网对于大型电力变压器的需求也随之增加，同时要求变压器具备更好的安全性、供电可靠性、电能质量以及对环境的影响小等特点。变压器的安全稳定运行，对于社会经济的发展具有重要作用，因此研究如何提高变压器的性能具有重要意义。

1变压器主体结构简介

油浸式变压器主要由变压器器身、油箱、降温装置、出线装置和保护装置构成。变压器的器身包括了铁芯夹件、绕组、线圈、绝缘结构等；油箱包括了油箱及其所有附件；降温装置是散热片和吹风装置；出线装置则为高低压套管；保护装置包括了油枕、油表安全气道、呼吸器、净油器继电器和测温元件等。油浸式变压器的铁芯和绕组都浸没在绝缘油里，变压器的油兼有散热、绝缘、防止内部元件和材料老化、以及在内部发生故障时起到熄灭电弧的作用。而干式变压器的铁芯和绕组的冷却介质是空气，为了便于制造和维护，小容量、低电压的特种变压器，也有干式变压器。干式变压器一般用于安全防火要求相对较高的场合。在干式变压器中开启式干式变压器作为常用，适用于比较洁净而干燥的室内环境。

2变压器短路故障的分析

大型电力变压器发生短路故障的诱因非常多，其发生故障时的表现、特征也多种多样，发生短路时，电路中短时流过巨大的电流，有时候甚至达到正常运行时电流的几十倍。短时间内，剧烈增加的电流，将产生巨大的电磁力，绕组在巨大电磁力的作用下可能会发生严重破坏，进而导致一系列事故的发生。根据公司比较典型的变压器短路故障案例以及实际使用情况，对故障的分析总结为如下几点：1）变压器发生故障后，首先是产生激变的电流，从而在绕组中产生较大的电磁力，导致变压器绕组机械失稳变形，触发短路，可能进一步导致整台设备短路起火。2）通常情况下，变压器发生短路故障时，绕组发生较大破坏的区域均处于低压绕组，出现绕组的严重机械变形。3）当变压器发生短路故障时，一般会出现绕组在轴向方向整体失稳，绝缘松散的绕组可能出现掉落，造成线段之间的短路，从而引发绕组结构的整体性失效。4）变压器内绕组若为螺旋式结构，当短路故障产生时，在绕组电磁力的作用下，绕组受到沿圆周方向的旋转力，从而导致绕组端部的绝缘体被甩出，加剧了绕组在轴向上的失稳与破坏情况。5）根据研究，众多的变压器在短路发生时，绕组自身并未出现过热的现象，绝缘层完好，无融化现象。因此可以把变压器短路破坏更多地理解为动稳破坏，而不是热破坏，变压器自身结构的材料设计余量是足够的。6）短路故障时，统计大量变压器故障情况得到：在变压器三相绕组中，通常情况下破坏最严重的是低压内绕组。7）短路发生时，通常产生巨大的电磁力，导致绕组之间产生“吸”、“斥”力，从而导致绕组产生更大的破坏。

3优化措施分析

3.1送电前检查

在电力变压器送电调试前期，应选择具有本地供电部门资质许可证件的试验室，对测量线圈连同套管的直流电阻、线圈同套管一起的绝缘电阻进行逐一测量，结合线圈连同一起的交流耐压试验开展，保证电力变压器安装合格。在这个基础上，需要对各种试验单据、接地线等压接触界面与国家现行规定相符程度、电力变压器一次及二次引线相位及相色正确程度等进行逐一检查。在确定检查结果无误后，将电力变压器表层、附件、本体擦拭干净。并对电力变压器分接头位置是否处于正常电压档位进行再次核查，保证电力变压器操作、联动试验正常进行。

3.2轻瓦斯保护动作处理

发现有瓦斯保护信号动作时值班人员应立即对变压器进行外部检查，检查项目为油枕中的油位及油色，变压器的电压、电流、温度和声音等变化。瓦斯保护动作的原因有很多种，可能是因滤油、加油或冷却系统不严密致使空气进入变压器；或因温度下降或漏油导致油位缓慢降低；或是变压器内部产生故障产生少量气体；或是因为保护装置的二次回路故障引起的。在经外部检查发现无任何异常时，则应查明瓦斯继电器中气体的性质。若瓦斯继电器发出的信号是由于变压器内部油分解产生的空气而动作，值班人员则应放出瓦斯继电器内积聚的空气，并且注意下次信号动作的间隙时间，如果不久信号消失说明变压器无故障，如果动作时间间隙逐次缩短，则表明变压器所对应断路器即将跳闸，值班人员应将瓦斯保护的跳闸回路切断，并且立即上报准备切换投入备用变压器运行。

3.3满负荷调试运行

在经过电力变压器半负荷通电调试运行与安全规程相符后，可以继续调试电力变压器负荷侧，促使电力变压器达到满负荷状态。随后持续运行600min，每间隔120min记录一次电力变压器负荷电流变化、温度上升情况及一次侧电压、二次侧电压情况。在确定电力变压器满负荷试运行符合规定后，可以与业主办理移送交接手续。需要注意的是，在电力变压器满负荷调试后再次启动前，应组织技术人员对电力变压器受电设备原用电源、临时电源及回路进行全方位检查，保证电力变压器手电设备、回路均没有连接电源，且无遗留工具、遗留材料、遗留接地线、遗留短接线等遗留问题。随后可以对电力变压器进行绝缘处理，并设置齐全的设备标识信息，保证电力变压器后续维护管理作业顺利进行。

结语

随着工厂用电量的日益增加，作为整个电网核心的配电变压器更是确保电网安全运行的关键，变压器发生故障不止影响系统电网正常运行，也会给生产上造成经济损失，为了使得电网能够高效率高稳定地运行，运行过程中巩固变压器的日常维护管理就非常重要，只要我们平时注意观察、巡视设备时对变压器是否正常运行多加注意，就可以及时察觉失常故障现象，然后有针对性地采取措施解决故障预防事故的发生，为用户更加安全、可靠的送电。

参考文献

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