电力变压器运行常见故障及处理

中图分类号：TM73 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2015）05-000-01

摘 要 变压器是电力系统中的枢纽，发生故障甚或事故，不仅电厂的电力输出和安全运行造成较大影响，还将对电网造成巨大冲击和经济损失。本文分析电力变压器常见故障和事故处理，总结其处理方案，以优化电力变压器的运行维护和事故处理。

关键词 变压器 故障 处理

一、电力变压器概述

在整个电网中，发电厂发出的电力往往需经远距离传输才能到达用电地区，在传输的过程中，传输电压越高，线路损耗越少，经济效益越高；另外在经过高压线路传输之后，电能分配到各个用户需要降低到各种等级的低电压。 故而，电力变压器成为电网中电能传输的枢纽，对其运行可靠性和安全性均有较高要求。

电力变压器主要组成部分包括绕组、铁芯、套管、冷却系统等，下文主要就这几个方面常见故障进行分析。

二、变压器的常见故障及处理

（一）铁芯故障

铁芯是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，由表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。铁芯分为铁芯柱和横片两部分，铁芯柱套有绕组；横片是闭合磁路之用。

铁芯故障原因主要硅钢片或穿心螺栓绝缘损坏，其根本原因为变压器内部各部件局部漏磁，造成发热进而损坏绝缘；另外，制造残留焊渣形成铁芯两点接地，直接造成变压器内部短路。

铁芯故障可以首先通过变压器绕组温度异常上升来监测到，此种情况经判断是绕组或铁芯故障，应停运变压器，解体检查；如果出现内部短路或者绝缘击穿，除伴随绕组温度和油温迅速上升外，同时变压器油有可能导致分解，引起瓦斯保护动作，在铁芯内部故障较大时往往变压器内部设置的横差保护和瓦斯保护动作，变压器故障停运后解体检查，通过测量绕组各相直阻来判别铁芯和绕组故障。

（二）绕组故障

绕组是变压器的磁路和电路转换部分，它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成，套装在铁芯柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层以便于绝缘。由于绕组结构和作用的特殊性，其故障主要可以分为匝间短路、相间短路、单相接地或开线故障等。

运行中的电力变压器，绕组温度应作为其连续监测参数，在绕组温度缓慢上升时应及时调整冷却系统运行工况，或降低变压器负荷知道绕组温度稳定或缓慢下降；在变压器温度急剧上升，甚至由于绕组内部故障导致横差保护、纵差保护或者瓦斯保护等动作，此种情形应对变压器解体检查，测量三相绕组直阻。

（三）套管故障

变压器套管是变压器箱外的主要绝缘装置，变压器绕组的引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘，同时起固定引出线的作用。因电压等级不同，绝缘套管有纯瓷套管、充油套管和电容套管等形式。纯瓷套管多用于10kV及以下变压器，它是在瓷套管中穿一根导电铜杆，瓷套内为空气绝缘。充油套管多用在35kV级变压器，它是在瓷套管充油，在瓷套管内穿一根导电铜杆，铜杆外包绝缘纸。电容式套管由主绝缘――电容芯子，外绝缘――上下瓷件，连接套筒，油枕，弹簧装配，底座，均压球，测量端子，接线端子，橡皮垫圈，绝缘油等组成。它用于100kV以上的高电压变压器上。

由于套管表面脏污吸收水分等原因，造成绝缘电阻降低，进而容易发生闪络，造成跳闸。同时，闪络也会损坏套管表面。脏污吸收水分后，导电性提高，不仅引起表面闪络，还可能因泄漏电流增加，使绝缘套管发热并造成瓷质损坏，甚至击穿；套管胶垫密封失效，油纸电容式套管顶部密封不良，可能导致进水使绝缘击穿，下部密封不良使套管渗油，导致油面下降。

套管故障的预防主要在于大修时防护，如螺栓的紧固，套管的抽真空，垫圈的检查更换等。

（四）冷却系统故障

电力变压器冷却系统主要用于冷却变压器绕组，冷却方式根据变压器容量由小到大可分为：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环冷却。

变压器冷却系统故障应区分控制回路故障和风机或油泵的机械故障，在大型电力变压器的冷却系统中，通常设置两路冷却系统动力电源和控制回路。控制回路故障多出现为控制柜内接线老化、接点松脱、控制开关跳开等，油浸自冷式、油浸风冷式冷却方式，其控制回路相对简单，控制回路故障率较低，强迫油循环冷却用于大容量电力变压器，冷却油泵和风机根据绕组温度和变压器油温设置不同运行数量或组数，另外还有备用油泵和冷却风机，这样增加了控制回路接线，增加故障率。在控制回路故障时应及时恢复变压器冷却系统，或者投入备用冷却系统，保证变压器绕组温度和油温在正常范围，然后联系检修人员维修，期间运行人员应加强对变压器绕组温度和油温监测。

变压器冷却系统风机或油泵故障主要有：

1）冷却器密封不良引起轻瓦斯保护动作；2）冷却器潜油泵故障；3）冷却器管束赃物堵塞，散热效果差等三个类型。其中，由于冷却器密封破坏造成处于负压区位置的空气进入，发生概率最大，对变压器威胁也最大；冷却器控制箱的故障往往可以造成冷却器全停变压器被迫停电，这对电网安全运行影响最大。冷却器管束堵塞，冷却效率下降，长此下去可能造成变压器绝缘老化。

三、结语

电力变压器由于其结构组成复杂性，其故障并不是单一的，而是多种原因引起，并且引起的事故一般是多重的，发展的，且潜在的主要故障点比较隐蔽，加上故障性质的特殊性。因而我们为了确保变压器及电网的安全稳定运行，应正确处理故障，加强对变压器运行的巡监，做好常规的维护工作，及时地消除设备的缺陷，定期进行检修和预防性试验 ，尽量避免变压器事故的发生，减小事故对电网及电器设备的损害。

参考文献：

[1] 丁毓山、雷振山编著.中小型变电所使用设计手册[M].北京：中国水利水电出版社，2000.