变电站变压器的运行维护分析

变电站变压器的运行维护分析

白巍

国网冀北电力有限公司检修分公司 北京 102488

摘要：变压器的稳定作业可以确保电力网络的安全运行。因此，对变压器进行必要的检修和日常维护，是关系着国家电力网络能否顺利运转的重要工作。对变电站中的变压器进行研究，了解其运行原理，明确对变压器常见故障的有效应对方法，对于电力网络的安全运行有十分重要的作用。鉴于此，文章对变电站变压器运行维护工作策略进行了研究，以供参考。

关键词：变压器；检修；维护措施

1变压器的主要结构与工作原理

1.1变压器的主要结构

变压器是用来变换交流电压、电流而传输交流电能的一种静止的电器设备。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器就其用途可分为电力变压器、试验变压器、仪用变压器及特殊用途的变压器：电力变压器是电力输配电、电力用户配电的必要设备；试验变压器对电器设备进行耐压（升压）试验的设备；仪用变压器作为配电系统的电气测量、继电保护之用（PT、CT）；特殊用途的变压器有冶炼用电炉变压器、电焊变压器、电解用整流变压器、小型调压变压器等。

1.2变压器主要部件的工作原理

电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。

图1表示一个简单的单相变压器。它有两个线圈分别绕在铁芯柱上，其中一个与交流电源接通(输入电能)，叫一次线圈或原线圈;一个与负载相连接(输出电能)，叫二次线圈或副线圈。当一次线圈有交流电通过时，铁芯内就产生交流的磁场，磁场的磁力线同时通过一次和二次线圈，二次线圈则因交流磁力线的感应作用而产生电势。如果二次线圈接通外面负载，两个线圈内都有了电流通过。把变压器的原线圈通上额定电压，而副线圈开路不接负载，这种状态叫做变压器的“空载”运行。这时，仅原线圈中有交流电通过，这个电流称为空载电流，约为变压器额定电流的5%。变压器的副线圈虽没有功率输出，但原线圈仍需要从电网中吸取小量的功率来补偿这种功率损耗，这部分功率损耗叫做“空载损耗”。一般电力变压器的空载损耗不超过额定容量的1%。变压器两侧线圈的电压大小与两个线圈的匝数成正比，而两个线圈内通过的电流则与它的匝数成反比例。

图1 变压器工作原理图

2变压器常见的故障类型及检修措施

2.1变压器过热问题的检查与维修

变压器之所以会出现过热的故障，一般是因为变压器在很长时间内都维持着高负荷的运行，这种高负荷的运行会导致变压器部件中的绝缘部分老化过程变得更加迅速，绝缘材料的性能下降，变压器器身的温度就会发生迅速增高的情况，容易发生安全事故。遇到变压器过热的故障问题，要保证内置铁芯具备充足的电磁传导能力，避免接触点过多，还要避免内置铁芯的配套线圈组出现漏磁的问题发生。在进行变压器过热故障的检修时，可以利用变压器机身温度变化的外在表现，在变压器机身呈现温度激增时，使用红外测温的检测方法对变压器进行检测。利用红外测温，可以确定变压器温度激增的具体温度数据，并将温度数据进行及时记录。然后工作人员通过查看变压器过热部位，找到发生故障的具体方位，对过热故障进行严重性评估，制定解决方案。如果是油浸变压器套管发生了温度激增，那么在进行检修时，先要找到温度升高的具体部分，从油浸变压器套管的属性特点，和具体的温度数据，决定应对措施，修复损坏的部分。

2.2瓦斯保护误动的检查与维修

导致变压器瓦斯保护动作发生的原因又分为轻瓦斯动因和重瓦斯动因。（1）轻瓦斯动作原因：因滤油、加油或者冷却系统不严等因素导致空气流入变压器；温度下降或漏油导致变压器中的油面低于气体继电器轻瓦斯浮筒之下；变压器油发生分解，并产生CO₂、CO、氢气以及低分子烃类气体等，导致变压器中的继电器内油面下降，引发瓦斯信号动作；变压器中的绝缘受阻；发生穿越性短路故障；变压器发生二次回路故障等等。（2）重瓦斯动作原因：二次回路故障；变压器绝缘长期应用出现老化、铁芯故障等等；变压器中的油箱出现严重漏油，导致变压器中的油面出现急剧的下降；变压器内部出现单相匝间短路或者单相接地短路等严重事故，导致油箱分解出大量气体。

根据重瓦斯动作和轻瓦斯保护动作的不同，做好相应的处理措施。例如：针对重瓦斯保护处理，应先对变压器外部进行全面检查，检查变压器的外部有无漏油、喷油现象，测量变压器绝缘电阻以及二次回路瓦斯是否保护误动等等，若发现有故障要及时安排检修人员作出处理。针对轻瓦斯保护处理，若发生动作要及时进行记录，并根据信号的间隔时间、强弱等对故障程度作出相应的判断，以及油循环系统、继电器设备等，并做好记录进行预判。

3变压器养护措施研究

3.1常规性的养护

当变压器产生问题后，需要针对具体的问题展开检查与维修，而当变压器没有出现问题时，也需要进行定期的养护工作。变压器的养护工作中包含了常规养护与预防性养护。而变压器的常规养护指的是确认变压器中所有的配件与设备的使用情况，并确认是否有异常情况。若是查出问题，就需要立即处理，防止问题逐渐变大，最后影响变压器的工作。在变压器的常规养护时，除了要检查变压器的过热、漏油和差动保护装置误动这些情况之外，还要加强对变压器的油位、油质和工作时声音的确认，并确保这些内容都没有异常。另外，在常规养护时，还要对变压器的表面进行检查，确认变压器表面的整洁且防爆管良好。若要对变压器进行调压，首先选择远程调压操控，禁止直接操作，否则会影响维修人员的人身安全。在常规养护和检测变压器时，需要时刻注意电流电压数据变化，并熟知电流与电压的变化。在完成变换步骤时，禁止交叉作业，需要逐个进行。调整分接关之后，要仔细记录调压操作的数据，并且记录每次分接变换操作的数据，以便日后再次出现故障时，可以提供数据记录当作解决问题的参考依据。预防性的养护。变压器的养护除了常规养护外，还要做好预防性的养护。这代表不是只有变压器产生故障后才能维修，而是需要展开定期的检查与养护。在设计与安装变压器时，不仅要确保变压器中配件与设备的质量满足要求，还要关住变压器风扇散热器的磨损，充分重视变压器的预防性养护。

3.2预防性质的维护

除了要对变压器进行常规性质的维护，还要对变压器进行预防性的维护，也就是说，不能等到变压器出现问题了才进行维护，而是要进行定期的检查。除了要保证在对变压器进行设计和安装时，就保证变压器内部的设备和配件的质量符合标准，还要注意这些部分的日常损耗，定期进行必要的零部件更换。日常的必然损害是造成变压器故障的原因之一，除了损耗之外，还有一些意外情况造成的变压器损害也要注意。例如，自然天气变化也会对变压器造成损害，比如暴雨或地震等灾害造成的硬件损伤，尤其是雷电天气造成的雷击问题，是自然因素中对变压器影响最大的原因。因此，一定要做好防雷工作，保证变压器可以正常运行。

4 结束语

综上所述，而在变电站中，主变压器又是非常核心的部件，做好其运行维护是保护电力系统正常运行的关键。本文详细阐述了在主变压器运行过程中可能出现的故障，和运行维护的措施以及需要注意的问题，希望对我国的供电系统有所帮助。

参考文献：

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[2]刘磊.关于变电电气设备安装调试与运行维护技术的探讨[J].电子测试，2016（20）：164+182.