关于油浸式电力变压器的故障分析与预防对策探讨

关于油浸式电力变压器的故障分析与预防对策探讨

鲁克学

山东电力建设第三工程有限公司 山东 青岛 266100

摘  要：当今社会的发展以及生产运行与电力是分不开的，电力变压器具有改变电压等级的作用，合理的改变电压等级，有利于减少电力传输过程中的电能损失，实现灵活供电，为电力系统的安全稳定可靠运行提供了支持。目前我国常用的变压器有干式和油浸式两种，由于后者具有维护方便、成本低的特点，所以得到了广泛的使用，火力发电厂多以油浸式变压器为主。为了更好的分析变压器的运行故障，保证油浸式电力变压器的稳定运行，首先必须要了解变压器的结构，掌握相应的有效预防措施。
　　关键词：故障分析;油浸式变压器;预防对策
　　随着我国人民的生活水平日益提高，工厂、医院、教学等各行各业对电能的需求也越来越大，電能的生产、传输过程中都离不开电力变压器，变压器主要承担的是转换电压的作用，是电力系统运行中必不可少的设备之一。火力发电厂一般采用的是油浸式电力变压器，变压器的稳定可靠运行对整个电力系统的运行有着举足轻重的影响。影响油浸式变压器的原因有很多，在实际的运行过程中，我们必须提高变压器的生产质量，对变压器的误差进行分析，有效避免故障发生。

1 变压器的组成及结构
　　在分析油浸式变压器的故障原因之前，首先要了解变压器的组成以及结构。目前使用的变压器种类很多，主要是以油浸式和干式两种变压器为主，无论是哪种变压器，其内部的基本结构组成，以及工作原理都是相同的。变压器的主要功能是改变电压等级，利用电磁感应原理，通过控制变压器的匝数，从而实现电压的升降，为进一步传输和使用电能做准备。我国目前仍以火力发电为主，火力发电厂通常使用的是油浸式变压器，所以下面主要分析这种变压器的结构配置。
　　（1）铁芯：变压器电磁感应的实现主要就是通过铁芯构成内部磁路，目前我国常用的铁芯是由热轧或冷轧硅钢制成，由铁芯柱和铁轭共同组成，铁轭用于闭合磁路，铁芯上套有绕组。（2）线圈：变压器实现变压功能是通过不同匝数的线圈来完成，其主要材料是由铜导线制成。为了保证绝缘效果，绕线通常用绝缘纸或环氧树脂漆来绝缘。（3）油箱：油浸式变压器的铁芯和绕组组成的器身放置在油箱中，油箱采用钢板焊接而成。与干式变压器不同的地方在于，油浸式变压器会将一些重要的部件存于变压器油中。（4）其他部件：除上述部件外，变压器还设有二次控制和保护装置，如气体继电器、顶油温度计、绕组温度计和压力释放阀等等。
　　2 油浸式变压器的特点
　　油浸式变压器的适用范围很广，既可以在户内使用，也适用于户外。油浸式变压器的主要特点如下：（1）油浸式变压器大多数采用的是圆柱形结构绕组。除了小容量的变压器外，大多数用的是铜导线绕制，饼式结构主要用于高压绕组。这种结构可以一定程度上平衡变压器内的绕组安匝分布，可以减少漏磁通，提高机械强度，同时抗短路能力也有所提高。（2）铁芯和绕组都要加强紧固，由于变压器运行时要经受住电力系统可能发生的短路故障，以及运输过程中的振动，所以变压器其器身一定要紧固好。（3）油箱采用桶式和钟罩式等结构，既要能够避免氧气、水分等物质的渗入，有效隔绝了变压器与外部环境的接触，起到密封的作用。还要满足因温度变化引起的油量变化的影响以及足够的机械强度。 　

　3 油浸式电力变压器的常见故障分析
　　3.1 变压器绝缘受潮故障
　　（1）电力变压器运行过程中，需要进行定期检查，而在检查的过程中，绝缘件可能会暴露在空气中，长时间的情况下会发生受潮现象，这样就会导致绝缘材料的性能下降，如果变压器在注油之前的真空处理不合格的话，也会致使绝缘水分过多。在制造变压器时，制造商可能为了赶赴交货期，缩短了制造时间，所以对应的绝缘材料在出厂时可能并未进行充分干燥处理，导致变压器内部的含水量过多，并在日后的运行过程中逐渐析出，使得变压器的绕组绝缘强度降低，泄露电流增大，进而出现绝缘受潮故障。（2）对于新投入使用变压器而言，里面的油箱含有大量气体，如氢气，一氧化碳或二氧化碳等，气体中会夹带水分，所以这些水分必须通过干燥处理，但是在真空处理中，氢气会吸附在不锈钢上，不能完全消除，这样就会导致在设备运行期间油中的残余气体释放，使得变压器出现绝缘故障。（3）如果变压器本身的密封性不够，附件与空气接触，就会有水分进入，可能会造成泄漏。在变压器的油箱上，如果橡胶垫圈的厚度不足，则会在壳体中形成空腔，然后水分将会进入变压器的内部，引起绝缘故障。（4）固体纸绝缘故障。固体纸发生绝缘故障是常见的故障之一，固体纸主要包括绝缘压板，线圈绝缘等，受到电磁场环境的影响，热老化会使得固体纸的绝缘性能降低，内部的介电损耗增加，拉伸强度降低，甚至内部的金属材料也被腐蚀。为了保证运行的可靠性，油浸变压器固体绝缘材料应具有良好的绝缘性，要在规定的使用年限内正常使用。

　　3.2 油温异常
　　（1）油浸式变压器的油温异常是常见的故障之一，变压器内部的局部过热或绝缘损坏可能导致变压器的油温升高。如涡流会使铁芯长时间处于过热状态，导致硅钢片损坏，可能会引起短路。此时，大电流将引起局部过热并导致温度升高，最终会使得变压器油的温度升高。（2）在变压器绕组中，可能存在内部短路的现象，或者内部连接出现问题，电阻增大等现象，这也会增加变压器的油温。（3）变压器的散热不够及时，散热器阀门未及时打开，或者是长时间处于缺油状态，负载过大，环境温度高等原因都会使得变压器的温度过高。变压器油温过高的话，可能会发生漏油现象，导致内部的油位降低。此时，应该及时补充油，解决漏油现象。
　　3.3 油箱发生泄漏
　　（1）由于自身的原因，可能是油箱与零件之间的接触密封不良，或者是铸件和焊件的强度不足，变压器运行时的负荷过大等，可能会出现漏油现象。（2）变压器内部出现故障时，可能会导致油箱内的油温升高，油的体积会增加，可能会出现喷油或者漏油的现象。所以有经验的工作人员可以根据标准环境温度判断油位是否正常，如果油位过低可能会导致变压器油泄漏，过高可能是内部冷却装置故障。
　　4 油浸式电力变压器故障预防对策
　　4.1 避免绝缘受潮的现象发生
　　 不可否认，绝缘受潮是变压器经常会遇到的问题，其中绝缘材料是绝缘失效的主要原因之一，必须确保变压器的安装符合规范，对于发生了问题的变压器，要及时进行处理，根据设备的运行工作时间，合理的制定检验周期，测试项目尽可能完整。加强对变压器运行的监控，实时监控变压器油箱的顶部油温，油位，外壳温度等，及时发现错误，通知工作人员进行处理。变压器制造的时候，出厂之前就应该在厂房内的干燥室进行干燥，严格执行干燥工艺标准，彻底清除游离水，并将绝缘材料的含水量作为工厂监督的质量控制点。还应该加强变压器和附件的质量管理，加强对工厂设计、生产、工艺和材料质量的监测。
　　4.2 漏油处理
　　 首先，应该对漏油区域进行仔细的检查，包括所有的密封点和焊缝处，还有焊接泄漏点，使用高质量的密封件，油浸式电力变压器发生漏油后，要分析可能会引起漏油的原因，如果在检修的过程中发现设备有泄漏的现象，应当立马采取相应措施解决，及时进行记录，为后续的维护提供数据参考。更换对应的损坏部件后，应及时拧紧螺母和挂架，对绝缘件以及密封件进行更换，同时完成各部件的加固。
　　5 结束语
　　油浸式电力变压器是电力生产、运输不可或缺的电力设备，变压器也是实现电网灵活传输的重要设备，变压器的生产质量直接影响到电网的运行安全，总之，油浸式变压器故障是由多种因素引起的，需要不断地总结故障原因，为日后的工作提供科学依据，这样有助于提高工作效率和质量，以实现油浸式变压器的稳定运行。
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