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试析变压器工作过程中的常见故障

作者：钟海涛陈志浩陈志敏日期：2013-12-14 14:06 来源：《电子制作》

河南省遂平电业公司遂平 463100

【文章摘要】
变压器是整个电力系统较为核心的设备，是可靠连续供电的重要保证，所以变压器的安全运行是日常管理工作的重点。本文主要对变压器运行时的声音、温度、油位、外观及其他异常现象进行故障分析，以便及时采取有效措施，保障变压器的安全运行。
【关键词】
变压器；声音；油温；继电保护；分接开关；故障
电力变压器作为电力系统电压变换的主要设备，被广泛应用于输电和配电领域。变压器的安全运行是满足供电量和保证供电质量的基础，所以变压器的安全运行管理工作是我们日常工作的重点。
1 声音异常
（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。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正常过负荷值时，应根据现场规程的规定降低变压器负荷。
（2）变压器有杂音
变压器工作过程中有杂音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。
（3）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。
　　
2 温度异常
（1）由于涡流或夹紧铁芯用的穿芯螺丝绝缘损坏均会使变压器的油温升高。而穿芯螺丝绝缘破坏后，使穿芯螺丝与硅钢片间的绝缘破坏，这时有很大的电流通过穿芯螺丝，使螺丝发热，也会使变压器的油温升高。
（2）绕组局部层间或匝间的短路，内部接点有故障，接触电阻加大，二次线路上有大电阻短路等等，也会使油温升高。
3 油色异常
变压器的绝缘油如果是新油，则会呈现一种亮黄色，如果是运行油，则会呈现出透明的微黄色。如果变压器的油色发生改变，应引起足够的重视，及时取样进行检验。如果检验发现油内碳粒及水分都比较高，且闪光点及绝缘强度降低时，应停止变压器的运行，否则容易发生击穿事故。出现这些情况的原因是变压器在运行过程中，绝缘油会与空气接触，并逐渐吸收空气中的水分，使绝缘性能降低，同时绝缘油经常在较高温度下运行，油与空气中的氧接触，生成各种氧化物，并且这些氧化物呈酸性，容易使得变压器内部的金属、绝缘材料受到腐蚀，增加油的介质损耗，随之降低绝缘强度，造成变压器内闪络，容易引起绕组与外壳的击穿。
4 继电保护动作
（1）因滤油、加油和冷却系统不严密，致使空气进入变压器；
（2）油位缓慢降低，且低于气体继电器，致使空气进入变压器；
（3）变压器内部故障，产生少量气体且积聚在气体继电器内；
（4）变压器内部短路；
（5）保护装置二次回路故障。
当外部检查未发现变压器有异常现象时，应查明瓦斯继电器中气体的性质。如果积聚在瓦斯继电器内的气体不可燃，而且是无色无嗅的，且混合气体中主要是惰性气体，氧气含量大于16%，油的闪点也不降低，则说明是有空气进入瓦斯继电器内，此时，变压器可继续运行。如果气体是可燃的，则说明变压器内部有故障，应根据瓦斯继电器内积聚的气体性质鉴定变压器内部故障的性质。如果继电器内积聚的气体的颜色为黄色不易燃的，且一氧化碳含量大于1-2%，则可认为木质绝缘损坏；如果继电器内积聚的气体颜色为灰色和黑色易燃的，且氢所含量在30% 以下，有焦油味，闪点降低，则说明油因过热而分解或油内曾发生过闪络故障；如果继电器内积聚的气体颜色为浅灰色带强烈臭味且可燃的，则可认为是纸或纸板绝缘损坏。
5 绝缘瓷套管出现闪络和爆炸的情况
（1）由于密封橡胶垫质量不好，安装位置不当，螺母压得不紧等原因，导致套管密封不严，因进水或潮气浸入使绝缘受潮而损坏；　　
（2）电容式套管绝缘分层间隙存在内部形成的游离放电；　
（3）套管表面积垢严重，以及套管上有大的碎片和裂纹，均会造成套管闪络和爆炸事故。
6 分接开关出现故障的情况　　
（1）分接开关触头弹簧压力不足致使有效接触面积减少，或因镀银层的机械强度不够而严重磨损等，均会引起分接开关烧毁；
（2）分接开关接触不良，在短路电流的冲击下也会发生故障；
（3）倒分接开关时，如果分头位置切换错误也会引起开关故障；
（4）分接开关相间距离不够，或绝缘材料性能降低，当发生过电压时分开关也会出现故障。
当出现开关故障时，应立即将分接开关切换到完好的档位运行。在运行中，由于开关接触部分触头可能磨损，而未用部分触头长期浸在油中可能因氧化而产生一层氧化膜，使分接头接触不良，因此，为防止分接开关故障，切换时必须测量各分头的直流电阻，如发现三相电阻不平衡，其相差值不应超过2%。倒分接头时，应核对油箱外的分接开关指示器与内部接头的实际连接情况，以保证接线正确。
7 结语
在变压器的长期运行过程中，由于受到电磁振动机械磨损、化学作用、腐蚀及运行管理不当等原因影响，会出现各种的故障情况，在进行故障判断时，应结合声音、温度、油色、继电器、高压套管以及分接开关等多方面因素综合考虑，找出故障的产生原因并对症下药。此外，由于变压器故障并非某单一因素的反映，而是涉及诸多因素，有时甚至会出现假象，因此，必要时还要借助特性试验及综合分析。总之，在变压器的运行过程中，要加强变压器各方面的运行管理，要及时发现故障并准确的找出故障原因，判明故障性质，提出较完善的处理办法，确保变压器的安全运行。
【参考文献】
[1] 许维宗. 变压器运行维护与故障分析处理[M]. 中国电力出版社,2008.4
[2] 张保会, 尹项根. 电力系统继电保护[M]. 中国电力出版社,2005.5
[3] 孙坚明, 李荫才. 运行变压器油维护与管理[M]. 中国标准出版社,2006.8
【作者简介】
钟海涛，助理工程师，1978 年10 月出生，现在遂平县电业公司工作