變壓器故障問題分析及其解決方法

1、變壓器故障問題分析及其解決方法    摘要：運(yùn)行中的配電變壓器，絕大部分安裝在室外，所以它經(jīng)常受著各種變化著的氣候條件的影響。另外，變壓器所帶的負(fù)荷經(jīng)常變化，容易將變壓器燒毀。因此，變壓器需要定期進(jìn)行巡視，應(yīng)從變壓器運(yùn)行時(shí)的聲音、氣味，顏色異常、油位、油溫進(jìn)行著手分析，盡量發(fā)現(xiàn)各種缺陷。文章對變壓器常見故障進(jìn)行分析，在放電故障、絕緣故障、變壓器故障綜合處理等方面提出解決方法。 關(guān)鍵詞：變壓器故障；短路故障；絕緣故障；故障處理 變壓器是電力系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵設(shè)備，它的良好運(yùn)行對電網(wǎng)安全具有重要的意義。據(jù)國外近幾年的統(tǒng)計(jì)，涌流、外部短路和絕緣損耗是變壓器損壞的

2、兩種主要因素。其中涌流外部短路發(fā)生時(shí)，主要靠繼電保護(hù)裝置去保護(hù)變壓器，而絕緣損耗目前主要是靠變壓器定期檢修和及時(shí)監(jiān)測來發(fā)現(xiàn)。目前變壓器運(yùn)行可靠性在不斷提高。但變壓器事故和故障還是不斷發(fā)生。所以對變壓器進(jìn)行故障分析和及時(shí)診斷就顯得尤為重要。 一、變壓器故障類型（一）短路故障 變壓器短路故障主要指變壓器出口短路，以及內(nèi)部引線或繞組間對地短路、及相與相之間發(fā)生的短路而導(dǎo)致的故障。 變壓器正常運(yùn)行中由于受出口短路故障的影響，遭受損壞的情況較為嚴(yán)重。這類故障的案例很多，特別是變壓器低壓出口短路時(shí)形成的故障一般要更換繞組，嚴(yán)重時(shí)可能要更換全部繞組，從而造成十分嚴(yán)重的后果和損失，因此，應(yīng)引起足夠的重視。 （

3、二）放電故障 根據(jù)放電的能量密度的大小，變壓器的放電故障常分為局部放電、火花放電和高能量放電三種類型。 放電對絕緣有兩種破壞作用：一種是由于放電質(zhì)點(diǎn)直接轟擊絕緣，使局部絕緣受到破壞并逐步擴(kuò)大，使絕緣擊穿；另一種是放電產(chǎn)生的熱、臭氧、氧化氮等活性氣體的化學(xué)作用，使局部絕緣受到腐蝕，介質(zhì)損耗增大，最后導(dǎo)致熱擊穿。 （三）絕緣故障 目前應(yīng)用最廣泛的電力變壓器是油浸變壓器和干式樹脂變壓器兩種，電力變壓器的絕緣即是變壓器絕緣材料組成的絕緣系統(tǒng)，它是變壓器正常工作和運(yùn)行的基本條件，變壓器的使用壽命是由絕緣材料（即油紙或樹脂等）的壽命所決定的。實(shí)踐證明，大多變壓器的損壞和故障都是因絕緣系統(tǒng)的損壞而造成。因此

4、，保護(hù)變壓器的正常運(yùn)行和加強(qiáng)對絕緣系統(tǒng)的合理維護(hù)，很大程度上可以保證變壓器具有相對較長的使用壽命，而預(yù)防性和預(yù)知性維護(hù)是提高變壓器使用壽命和提高供電可靠性的關(guān)鍵。 二、變壓器故障綜合處理 根據(jù)變壓器運(yùn)行現(xiàn)場的實(shí)際狀態(tài)，在發(fā)生以下情況變化時(shí)，需對變壓器進(jìn)行故障診斷：正常停電狀態(tài)下進(jìn)行的交接、檢修驗(yàn)收或預(yù)防性試驗(yàn)中一項(xiàng)或幾項(xiàng)指標(biāo)超過標(biāo)準(zhǔn)；運(yùn)行中出現(xiàn)異常而被迫停電進(jìn)行檢修和試驗(yàn)；運(yùn)行中出現(xiàn)其他異常（如出口短路）或發(fā)生事故造成停電，但尚未解體（吊心或吊罩）。 （一）綜合分析判斷的基本原則 1與設(shè)備結(jié)構(gòu)聯(lián)系。熟悉和掌握變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和狀態(tài)是變壓器故障診斷的關(guān)鍵，如變壓器內(nèi)部的絕緣配合、引線走向、絕緣狀

5、況、油質(zhì)情況等。又如變壓器的冷卻方式是風(fēng)冷還是強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式等，再如變壓器運(yùn)行的歷史、檢修記錄等，這些內(nèi)容都是診斷故障時(shí)重要的參考依據(jù)。 2與外部條件相結(jié)合。診斷變壓器故障的同時(shí)，一定要了解變壓器外部條件是否構(gòu)成影響，如是否發(fā)生過出口短路；電網(wǎng)中的諧波或過電壓情況是否構(gòu)成影響；負(fù)荷率如何；負(fù)荷變動幅度如何，等等。 3與規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)相對照。與規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對照，假如發(fā)生超標(biāo)情況必須查明原因，找出超標(biāo)的根源，并進(jìn)行認(rèn)真的處理和解決。 4與同類設(shè)備相比較（橫向比較）。同一容量或相同運(yùn)行狀態(tài)的變壓器是否有異常，是外因的影響還是內(nèi)在的變化。一臺變壓器發(fā)現(xiàn)異常，而同一地點(diǎn)的另一臺相這樣結(jié)合分析有利于準(zhǔn)

6、確判斷故障現(xiàn)象。 5與自身不同部位相比較（縱向比較）。對變壓器本身的不同部位進(jìn)行檢查比較。如變壓器油箱箱體溫度分布是否變化均勻，局部溫度是否有突變。又如用紅外成像儀檢查變壓器套管或油枕溫度，以確定是否存在缺油故障等。再如測繞組絕緣電阻時(shí)，分析高對中、低、地，中對高、低、地與低對高、中、地是否存在明顯差異，測繞組電阻、測套管C及介質(zhì)損耗因數(shù)tg?茲時(shí)，三相間有無異常不同，這些也有利于對故障部位的準(zhǔn)確判斷。 （二）有無異常的判斷 從變壓器故障診斷的一般步驟可見，根據(jù)色譜分析的數(shù)據(jù)著手診斷變壓器故障時(shí)，首先是要判定設(shè)備是否存在異常情況，常用的方法有： 1將分析結(jié)果的幾項(xiàng)主要指標(biāo)與規(guī)程中的注意值作比較

7、。如果有一項(xiàng)或幾項(xiàng)主要指標(biāo)超過注意值時(shí)，說明設(shè)備存在異常情況，要引起注意。但規(guī)程推薦的注意值是指導(dǎo)性的，它不是劃分設(shè)備是否異常的唯一判據(jù)，不應(yīng)當(dāng)作強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；而應(yīng)進(jìn)行跟蹤分析，加強(qiáng)監(jiān)視，注意觀察其產(chǎn)生速率的變化。在判斷設(shè)備是否存在故障時(shí)，不能只根據(jù)一次結(jié)果來判定，而應(yīng)經(jīng)過多次分析以后，將分析結(jié)果的絕對值與導(dǎo)則的注意值作比較，將產(chǎn)氣速率與產(chǎn)氣速率的參考值作比較，當(dāng)兩者都超過時(shí)，才判定為故障。2了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)、安裝、運(yùn)行及檢修等情況，徹底了解氣體真實(shí)來源，以免造成誤判斷。另外，為了減少可能引起的誤判斷，新設(shè)備及大修后在投運(yùn)前，應(yīng)作一次分析；在投運(yùn)后的一段時(shí)間后，應(yīng)作多次分析。因?yàn)楣收显O(shè)備檢修后

8、，絕緣材料殘油中往往殘存著故障氣體，這些氣體在設(shè)備重新投運(yùn)的初期，還會逐步溶于油中，因此在追蹤分析的初期，常發(fā)現(xiàn)油中氣體有明顯增長的趨勢，只有通過多次檢測，才能確定檢修后投運(yùn)的設(shè)備是否消除了故障。（三）綜合分析診斷的要求1將試驗(yàn)結(jié)果的幾項(xiàng)主要指標(biāo)（總烴、乙炔、氫）與規(guī)程列出的注意值作比較。 2對CO和Cq變化要進(jìn)行具體分析比較。 3油中溶解氣體含量超過規(guī)程所列任一項(xiàng)數(shù)值時(shí)應(yīng)引起注意，但注意值不是認(rèn)定設(shè)備是否正常的唯一判斷依據(jù)，必須同時(shí)注意產(chǎn)氣速率，當(dāng)產(chǎn)氣速率也達(dá)到注意值時(shí)，應(yīng)作綜合分析并查明原因。有的新投入運(yùn)行的或重新注油的設(shè)備，短期內(nèi)各種氣體含量迅速增加，但尚未超過給定的數(shù)值，也可判斷為內(nèi)部

9、異常狀況；有的設(shè)備因某種原因使氣體含量基值較高，超過給定的注意值，但增長率低于前述產(chǎn)氣速率的注意值，仍可認(rèn)為是正常設(shè)備。 4當(dāng)認(rèn)為設(shè)備內(nèi)部存在故障時(shí)，可用三比值法對故障類型做出分析。 5在氣體繼電器內(nèi)出現(xiàn)氣體情況下，應(yīng)將繼電器內(nèi)氣樣的分析結(jié)果，按前述方法與油中取出氣體的分析結(jié)果作比較。 6根據(jù)上述結(jié)果與其他檢查性試驗(yàn)相結(jié)合，測量繞組直流電阻、空載特性試驗(yàn)、絕緣試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)和測量微量水分等，并結(jié)合該設(shè)備的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行、檢修等情況，綜合分析判斷故障的性質(zhì)及部位，并根據(jù)故障特征，可相應(yīng)采取紅外檢測、超聲波檢測和其它帶電檢測等技術(shù)手段加以綜合診斷。并針對具體情況采取不同的措施，如縮短試驗(yàn)周期、加強(qiáng)監(jiān)視、限制負(fù)荷、近期安排內(nèi)部檢查、立即停電檢查等。 三、結(jié)語在使用變壓器的過程中，一定要定期檢查三相電壓是否平衡，如嚴(yán)重失衡，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，應(yīng)經(jīng)常檢查變壓器的油位、溫度、油色正常，有無滲漏，呼吸器內(nèi)的干燥劑顏色有無變化，如已失效要及時(shí)更換，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)消除。定期清理配電變壓器上的污垢，必要時(shí)采取防污措施，安裝套管防污帽，檢查套管有無閃絡(luò)放電，接地是否良好，有無斷線、脫焊、斷裂現(xiàn)象，定期搖測接地電阻。 參考文獻(xiàn)：1劉靜。變壓器的故障分析及處理J.西北職教，2008，（12）2毛潤年，楊勇。變壓器的運(yùn)行維護(hù)和事故處理J.恩施職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)