电力变压器常见故障分析与处理

电力变压器常见故障分析与处理

戴 征 姜 坤

中国冶金地质总局地球物理勘查院， 河北保定 071051

摘要：本文通过阐述电力变压器设备的运作机制，介绍了电力变压器的故障类型，说明了电力变压器故障形成的危害影响，同时提出了电力变压器设备的故障分析与处理对策，从而有效提升了电力变压器设备常见故障的分析与处理工作的总体水平。

关键词：电力变压器；常见故障；处理对策

一、电力变压器设备的运作机制

对于电力变压器设备而言，属于静态的电力设备类型，通过运用一次侧与二 次侧电磁感应，把某一数值的交流电压有效转变为一样频率和数值的交流电压。利用电力变压器设备，能够高效地传输电能，相应的额定容量为重要的特征值。依靠电力变压器设备，一方面，可以使电压、输送的电能得到提高；另一方面，也让电压得到进一步下降，保证电压可以达到广大用户的具体需要[1]

。

一般而言，电力变压器设备包含了原边、副边所构成，二者的同心缠绕在一个铁芯的上面，相应的功率传递公式见下式（1）：

Pf=Pyxa （1）

在上式（1）当中，不难得知：pt

代表的为二次侧有功功率；Py

代表的为一次侧额定功率；a代表的为功率转化因数。通常情况下，电力变压器设备结合各种类型进行归类具体为：（1）根据相数进行分类的时候，包含了单相变压器设备、多相变压器设备；（2）根据冷却的方法进行分类的时候，包含了干式变压器设备、油浸式变压器设备；（3）根据具体的用途情况进行分类的时候，则包含了电力变压器设备、一用变压器设备、试验变压器设备以及特种变压器设备；（4）根据绕组的方式进行分类的时候，包含了双绕组变压器设备、三绕组变压器设备、自耦变压器设备。

二、电力变压器故障形成的危害影响

电力系统在运行的过程当中，电力变压器设备属于其核心的构成部分之一，如果电力变压器设备的功能受损之后，不但影响到自身功能的正常发挥，造成严重的经济损失，而且会带给配电网运行极大的干扰与危害，形成供电秩序十分混乱的现象，甚至可能对广大民众的生命财产安全形成极大的危害，所产生的负面影响极大。例如，对于油浸型电压器设备而言，如果产生漏油的事故，将造成油量快速减少，并导致变压器设备的绝缘与冷却等方面的性能也无法正常发挥出来。假如受到雷击的影响，便将形成二次事故，带给电力变压器设备的危害是更大的。并且，电力变压器设备所漏出来的油将带给周边环境严重的污染。再如，当有关绝缘系统出现了故障之后，缺少必要的维护处理，再加上负荷的时间过久，会使绝缘油加快老化的速度[2]。与此同时，当变压器的固体绝缘老化现象出现之后，线匝上面一般会附着油泥，提高了产生电气击穿的发生率，导致变压器设备被烧毁[3]。此外，当电力变压器设备出现套管炸裂故障的时候，将导致变压器设备完全受损，引起火灾。由此可见，电力变压器故障所造成的危害影响极大，需要加强对常见故障的分析与科学处理。

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三、电力变压器设备的故障分析与处理对策

（一）变压器瓦斯保护故障的分析和处理对策

一般而言，变压器瓦斯的保护行属于变压器内部产生故障的征兆现象。对于电力变压器设备的主保护即为瓦斯保护。对于瓦斯保护来说，包含了轻瓦斯保护、重瓦斯保护两类。当产生轻瓦斯保护之后会发出相应的信号，而产生重瓦斯保护之后便会跳闸。当电力变压器设备中存在较轻的故障或者空气的时候，亦或变压器的二次回路故障，均会引发瓦斯保护[4]。当形成了瓦斯保护动作之后，有关检修工作者则会立刻实施检查工作，假如发觉电力变压器设备存在故障的时候，会马上予以排除，假如并不存在故障问题，则应该立刻对瓦斯继电器内的气体加以收集，并开展气体试验。假如所收集到的气体呈现出无色无味的不可燃气体，由此表明电力变压器设备中已经存在空气，此时，有关故障处理工作人员应该将瓦斯继电器内的气体加以及时排除。假如所收集到的气体是可燃的，则表明变压器产生了故障，需要马上停运变压器设备，依靠有关故障检修工作者实施电气试验分析，完成对变压器故障的有效排除任务。

（二）分接开关故障的分析与处理对策

针对分接开关的故障来说，究其原因，在于分接开关的定位出现了错误，并且切换的时间太久，还有可能接触不良现象所导致，进而让分接开关的接触表面太热，由于灼伤造成放电的现象，一旦分接开关形成太热，亦或者部分放电的情况发生，都将形成不良的危害影响。而分接开关的自身构造、制造与安装以及调试的时候，均可能出现相应的安全隐患，比如，弹簧压力很低的时候，会导致安全事故产生。对电桥测定过程中的直流电阻与变比，借助测试仪进行切换顺序、和时间监测等实施数据对比，假设存在的差别很大，则应该仔细检查弹簧、触头的表面镀层以及接触等状况，分接引线存在断裂与否等状况，并且及时进行维修处理，同时二次检测，当合格之后便能够进行使用[3]。

（三）变压器绝缘受潮过热故障的分析和处理措施

本次研究主要以xx变电站的变压器绝缘受潮过热故障作为案例，xx变电站3#变150MVA、220kV的主变压器设备进行周期性油色谱分析的过程当中，从中看出氢气、乙炔的含量呈现出不断增多的形势。通过开展跟踪式监测工作，获悉氢气的含量是30.3uL/L，乙炔的含量是5.1uL/L，显然超出了相应的标准数值。待三天之后进行停电检修处理。进行正式检修工作之前，氢气的含量为43.5uL/L，乙炔的含量是10.7uL/L，色谱具体的变化状况见下表1，绝缘介质损耗tgδ%的变化情况见下表2。

表1 相关色谱的试验数据表 uL/L

241 电力设备 2019．28

前5天 前2天 检修以前 检修以后 氢气 30.3 48.7 43.5 0 乙炔 5.1 10.1 10.7 0.16 甲烷 18.4 22.5 20.4 1.3 乙烷 2.3 2.9 3.3 0.2 乙烯 5.6 6.1 7.3 0.12 总 31 43.5 41.2 1.62 一氧化碳 587 8 662 25 二氧化碳 1175 1387 1428 61 表2 绝缘介质损耗tgδ%的变化情况表 测试绕组 高压 中压 低压 正常的时候 <0.1 <0.1 <0.62 异常的时候 1.4 1.78 1.71 检修之后

<0.1

<0.1

<0.1

进行停电检修放油之后的主要检查项目包含了：绕组压板和压钉存在松动现象与否，所在的位置是否正确；有关铁芯夹件是否碰主变压器装置油箱的顶端亦或油位计座套；是否存在金属件悬浮高电位放电情况；周边高电场的接地体存在高电位放电现象与否；相关引线与油箱的提高座外壳距离合格与否，焊接合理与否；油箱内壁相应的磁屏蔽绝缘存在过热情况与否；分接开关的接触良好与否等等。

通过细致地检查，明确了以下情况：（1）中压侧油箱中相应的磁屏蔽板绝缘出现多块脱落的情况；（2）中压侧B相引线与升高座紧挨位置的白布带脱落，同时绝缘出现较轻破损的情况；（3）B相分接开关操作杆和分接开关的相接位置出现了很多炭黑的情况。

究其原因，根据相关要求220KV变压器装置在21℃的时候，tgδ%不可以高于0.7，同时通常规定相应变化量不高于35%，结合相关数据信息能够体现出变压器装置绝缘受潮的情况。对于氢气、乙炔含量超标的原因，系统分析包含下述几个方面：第一，主绝缘产生慢性受潮的现象。当主绝缘受潮以后，相关绝缘材料中存在气泡，受到高电压、较强电场的影响之后，会导致电晕且形成局部放电的情况，进而形成H2；受到较高强度电场的影响，水与铁产生了相应的化学反应，并且形成了很多氢气，其处于总炔含量当中的比例非常高。当主绝缘受潮之后，既增加了电导损耗量，又形成了夹层极化的现象，使得介质的损耗量开始增多。第二，磁屏蔽绝缘出现脱落现象之后，会形成不良的影响。在正常状态下，高、中压绕组的漏磁通包含了下述几个途径：其一为通过高、中压绕组——磁屏蔽板闭合；其二为通过高、中压绕组——油箱——高、中压绕组闭合；其三为通过高、中压绕组——油箱——磁屏蔽板——高、中压绕组闭合。同时处于箱壳与磁屏蔽板内感应电势。在磁屏蔽板中的绝缘脱落以后，会出现磁屏蔽的一点，亦或多点触地的情况，以便产生感应电流闭合回路，造成发热的现象，假如绝缘脱落之后，此时磁屏蔽板与箱壳之间的接触不良，当然，还会产生间隙放电的现象。第三，B相引线相应的白布带会出现脱落，绝缘存在碰损的情况，带给套管升高座进行放电。第四，中压侧B相的分接开关和操作杆之间出现接触不良的情况，将形成悬浮电位放电的现象，变压器装置在运行的过程当中产生故障的因素是多种多样的，当出现发热情况的基础上，或许会产生

242 局部放电的情况，同时热点故障如果持续下去便有可能形成局部放电的情况，因此，使得过热现象更加严重。 处理措施：第一，做好B相引线绝缘加固工作，强化磁屏蔽绝缘，并对分接开关进行检查和维修，使主变压器装置的主绝缘加热抽真空干燥。借助覆带型加热器装置对主变压器的底端进行加热，在主变压器装置的顶端、侧面均利用了硅酸铝保温材料实施保温，周围借助尼龙布形成围屏，确保主变压器的底端不通风，实现保温。第二，对加热器装置加热过程中，让主变压器的外壁温度处于65℃-75℃之间，经过3天的加热后，运用负压抽真空处理方式之后，再次加热1天，并抽真空，重复上述步骤3回，进行介质损耗试验，保证试验结果符合要求。此外，进油的过程中针对油内的气体实施真空脱气处理，科学分析色谱，使相关试验数据符合标准规定，使得变压器装置能够安全、稳定地运行。

（四）变压器设备渗油故障的分析与处理对策

对于变压器设备的渗油故障，究其原因，主要由于进行制造的时候产生的。当变压器进行制造的时候，通常会由于焊接和铸造质量不符合相关要求，进而形成了砂眼、气孔、虚焊以及脱焊等不良情况，进而造成渗油与漏油的情况产生[4]。针对上述故障问题，应该制作变压器的过程当中，针对各个环节实施细致地检查，完成验收的任务，从根本上规避缺陷问题。而针对已制造出的存在渗油故障的变压器设备来说，通常需要运用下述处理措施：第一，由于铸造的情况所形成的原的砂眼、气孔、焊缝及焊点的位置产生虚焊、脱焊以及裂纹等情况，进而导致变压器设备的表面形成裂纹漏油的情况，假如漏油点非常小的时候，能够实施漏油点焊接处理。当漏油点很大的情况下，应该运用石棉绳，亦或者金属材料予以填充处理，便对漏点周边实施堆焊处理，接着运用小焊条大电流飞快地进行引弧补 焊处理。第二，针对变压器的拐角位置的渗油情况，通过运用铁板对其两面连接 的位置把铁板裁成纺锤外形之后，便能够实施焊接处理。

结论：从本文通过阐述电力变压器设备的运作机制，介绍了电力变压器的故障类型，说明了电力变压器故障形成的危害影响，同时提出了电力变压器设备的故障分析与处理对策：变压器瓦斯保护故障的分析和处理对策、分接开关故障的分析与处理对策、

变压器设备渗油故障的分析与处理对策、套管短路故障的分析与处理对策。希望此次研究与分析的内容和结果，能够得到有关电力系统运行维护与管理工作人员的关注与重视，并且从中获取到相应的启发和帮助，以便降低电力变压器运行故障的发生几率，增强科学处理的效果，进而促进我国电力系统建设事业的可持续发展与进步。

参考文献：

[1]杨胜谊.电力变压器常见故障分析与处理[J].通讯世界：下半月,2018,123(111):122-123.

[2]高喜玲.电力变压器常见故障分析及处理[J].煤矿机械,2018,174(109):205-207.

[3]王秀波.电力变压器常见故障分析及其处理[J].科技信息(科学教研),2019,163(119):443-448.

[4]王勇,魏长虹.浅析电力变压器常见故障原因分析及故障处理[J].民营科技,2019,167(126):150-152.

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