變壓器故障分析及解決方法

裴莉莉

【摘 要】隨著我國電網系統的快速發展，電力變壓器在電力變換過程中的作用日益突出，電力變壓器的穩定運行關系到經濟社會的良好運行。在實際運行中，電力變壓器存在著一些常見的故障，嚴重影響了變壓器的正常使用。本文對變壓器的常見故障做了梳理，并給出了解決方法，供同行業者參考。

【關鍵詞】變壓器；故障檢測；解決方法

中圖分類號：TM4文獻標識碼： A

1 引言

當前，隨著我國電力事業的發展，電力變壓器作為電網系統中電能轉換的核心設備，在人們日常生活中的作用日益突出，電力變壓器的穩定運行關系到工業、農業生產和居民的日常用電。然而，電力變壓器是電力易損設備，一旦發生故障，將會導致重大經濟損失，因此變壓器的安全運行是避免電網系統出現故障的第一道防線。而變壓器故障的種類多種多樣，發生故障的原因也不盡相同，電力工作者只有對常見故障的征兆了然于胸，熟悉各種故障的檢測手段，才能找準問題的原因，采取合適的手段加以解決，把故障消除在萌芽狀態，從而保證電力系統的穩定運行。

2 變壓器常見故障分類及判斷方法

2.1 變壓器放電故障

根據放電能量密度的不同，電力變壓器的放電故障分為三種：局部放電、火花放電和高能量放電。其中，局部放電是由放電部位的電場強度所決定的，尤其是絕緣結構中電場分布不均與局部區域電場過于集中造成。而油中存在氣泡，固體絕緣材料中留有空隙，金屬部件與導體存在不良接觸等因素是造成局部電場過于集中的主要原因。雖然局部放電的能量密度不大，但若是任由其發展將會造成放電的惡性循環，終將導致絕緣材料被擊穿，引起嚴重事故；火花放電是由懸浮電位引起的放電現象，懸浮電位產生的主要原因是油中有水、纖維等雜質，處于低電位的部件與地的連接出現松動脫落。由于火花放電在較低的電壓下也可能發生，所以火花放電的后果也是不容小覷的；高能量放電也叫電弧放電，它的放電密度大、產氣急劇，能造成繞組匝層絕緣突然被擊穿，引線斷裂或對地閃絡和分接開關飛弧等重大故障。這種放電具有無明顯預兆，難預測的特點，一旦發生后果就不可想象。

（1）短路故障：主要是指鐵芯繞線出口短路，繞組相間短路，當短路故障發生時，會在變壓器中產生比正常時候大數十倍的短路電流，產生大量的熱量，嚴重時會使繞組擊穿，甚至發生火災。

（2）放電故障：一般來說，按照放電瞬間能量密度，放電故障可以分為局部放電、火花放電、高能量放電。主要放電部位有絕緣層內的氣隙，或者在繞組間的絕緣層被擊穿時有可能導致瞬間高密度火花放電。

（3）絕緣故障：我們知道變壓器的使用壽命是由絕緣材料的壽命所決定的，絕緣材料的性能在很大程度上決定了變壓器的使用效率，而影響變壓器絕緣性能的因素有溫度、濕度、過電壓、過電流、鐵芯疊片絕緣不良、過負荷引起絕緣老化等，這些因素都會導致變壓器絕緣性能下降。

（4）鐵芯故障：當變壓器正常運行時，鐵芯的接地端只有一個，如果出現兩點接地，鐵芯就會出現過熱現象，嚴重時會燒毀變壓器。

2.2 變壓器常見故障分析

根據筆者實際工作經驗，傳統的變壓器故障分析方法一般有以下幾種：

（1）觀察法：對于在正常運行狀態下的變壓器，通過聽其聲，聞其味，摸其溫的方式來發現其外部故障，查看是否有異常聲音和氣味，有無滲漏現象、硅膠變色，嚴重發熱現象，從而及時處理。

（2）變比測量法：對于無法確定變壓器是否處于短路狀態時，可以通過變比測量，檢查變壓器繞組匝數比是否與額定值相吻合的方法，來確定分接開關是否存在匝間短路的狀況。

（3）繞組溫度指示或紅外測溫法：繞組溫度指示器是用來檢測變壓器繞組溫度的指示裝置，并當溫度達到一定閾值時，給出越限報警，并啟動保護裝置動作。紅外熱像技術是利用紅外探測器接受被測目標的紅外輻射信號，經放大處理，轉換成標準視頻信號并在監視器上顯示紅外熱像圖。以上兩種故障檢測方法都可以測出變壓器引線接觸不良或過負荷所導致的局部過熱現象，是判斷變壓器熱故障的較好方法。

3 變壓器常見故障解決方法

3.1 變壓器油故障及解決方法

變壓器油常見的故障有油溫升高，超過額定溫升，當出現這種情況時，首先應該檢查溫度表的指示是否正確，查看變壓器的冷卻系統工作是否正常，并與之前的記錄進行比較，在同樣負載，同樣時段里，觀察變壓器油的溫度變化情況。若判斷出是變壓器負荷過大導致的溫升，應該降低負荷，若是三相負荷不平衡，則應該調整負荷比例。如果冷卻系統一切正常的話，此時，故障的發生原因可能是線圈渦流、變壓器內部繞組短路、油路堵塞等原因，應立即停電檢修。此外，還應注意防止變壓器油質變壞，使用時間過長，運行時潮氣入侵或者漏進雨水，都有可能使變壓器油絕緣性能下降而使得油質變壞，變壓器發生故障的可能性大大增加，此時，應立即停止運行，進行變壓器油質化驗，重新灌裝，檢驗合格后方可繼續運行。

3.2 變壓器聲音異常故障及解決方法

變壓器在運行時，由于勵磁電流和磁力線的交替變化，在鐵芯和繞組中會發生振動，因而能聽見均勻的嗡嗡聲，工作人員稱之為交流聲。當變壓器負荷增大時，交流聲沉重且嘈雜，這時候，說明內部結構松動，必須停電檢修。如果交流聲為滋滋聲，說明變壓器表面出現了裂痕，或者管道有污物，需進行清理工作。如果變壓器的噪聲不均勻，且有爆裂聲時，說明內部絕緣擊穿或者系統出現了短路，也有可能是內部過電壓，導致鐵芯接地線短路，外殼感應出高電壓，這時應對硅鋼片進行重新涂抹絕緣漆或進行繞組重繞。

3.3 變壓器繞組故障及解決方法

變壓器繞組出現故障的表現多半為接頭開焊、斷線、相間短路、匝間短路等。具體來說有以下幾點原因會引發繞組故障：一是在變壓器檢修過程中，操作人員不注意，損害了絕緣層，導致后來運行時出現故障；二是由于變壓器長期運行，出現機體過熱或散熱不良，如遇有雜物落入繞組，則極有可能使得變壓器溫升過高，導致絕緣老化；三是變壓器制造工藝不夠精良，變壓器機械強度無法經受短路過電流沖擊，使得絕緣損壞，繞組變形。針對以上繞組故障，在日常的工作中，應該縮短變壓器監視周期，保證變壓器入口干凈無雜物，必要時采取防污措施，保證散熱器進風暢通，并對分接開關進行檢查，確保接觸良好，防止出現三相電壓不平衡或者相間短路或單相接地的情況。

4加強變壓器的日常維護

（1）變壓器在使用過程中能否正常運轉，首先在安裝上就應該選擇合適的安裝地點，若安裝在戶外則要注意變壓器的防雷擊設計以及保護變壓器免受外部環境的損傷。變壓器日常維護中對變壓器油的管理也很重要，觀察油位情況防止油位過低，油位的高低是由變壓器溫度決定的，此時可能與變壓器負荷過高有關，若在油位表中看不到油位則表示變壓器有可能出現漏油現象，應及時處理；觀察油的質量，觀察油的氣聞、顏色，發現變質應及時更換；變壓器油應避免受到陽光直射。變壓器在日常運轉過程中就應該嚴格按照操作規范進行，防止因操作上的失誤而發生故障。

（2）保證清潔也是日常維護變壓器中重要的一部分，套管和磁裙的污垢淤積后有可能發生閃絡事故，因此要應及時對其進行清理；冷卻裝置的蝶閥直接影響散熱器的通暢，因此要保證冷卻裝置入口的清潔，冷卻裝置的風扇有無漏油有無異常聲音。在日常維護中，變壓器若超負荷運轉，應縮短對變壓器的檢查周期。定期檢查變壓器分接開關、觸頭套管以及避雷針，保障變壓器的正常運轉。

結束語

變壓器是電力生產中的關鍵性設備，其良好穩定運行至關重要，但由于變壓器電力機理結構復雜，既有電路耦合，也有磁路交鏈，出現故障的種類也千變萬化，需要電力工作者在實際工作中多多總結經驗，將各種故障的現象和解決方法歸納總結了然于胸，才能在出現故障時候，快速判斷，準確排除故障，保障電力系統的安全穩定運行。

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