220 k V主变压器运行中出现的问题及对策

张伟航

（山东省淄博市临淄区齐鲁石化公司，山东淄博255411）

主变压器是输变电系统中的主要设备，是输变电站的核心设备，主变压器运行状态的好坏将影响到整个电力系统的可靠性和电力需求者的正常用电需求。主变压器一旦发生事故，轻则机器停转、照明熄灭，重者发生重大火灾乃至造成人身伤亡事故；因此，如何确保主变压器的安全运行就值得人们去重视和关注。本文将主要分析主变压器运行中常见的故障原因，并针对性地提出相应的处理措施。

按故障发生过程分为2类。① 突发性故障：由异常电压引起的绝缘击穿，绕组匝间、层间短路，自然灾害等。② 潜伏性故障。铁芯绝缘、铁芯叠片之间绝缘、铁芯穿芯螺栓绝缘不良，外界的反复短路引起绕组变形，长期过负荷运行引起绝缘老化，由于吸潮、游离放电引起绝缘材料及绝缘油老化等[1]。现就主变压器日常运行中遇到的常见问题进行介绍。

1 油中总烃含量超标

1.1 基本情况

某220 k V变电所1号主变压器型号为OSFPS7－150000／220，2001年9月出厂，2003年10月15日投入运行。额定电压：220＋3－1×2.5%／117／37±5%k V；额定容量：150／150／60 MVA；联接组别：yn0，d11；空载损耗：67.1 kW；空载电流：0.15%；高压对中压短路阻抗：7.5%；高压对低压短路阻抗：31.3%；高压对中压负载损耗：393.5 k V；高压对低压负载损耗：221.2 k W。2007年6月19日，对该主变压器油进行色谱分析，测试结果正常。2007年11月7日，对该主变压器进行例行油取样色谱分析时发现，与6月色谱跟踪测试结果相比气体增长迅速。随后对该主变压器进行了较频繁的色谱跟踪，具体数据如表1所示。

表1 主变压器油色谱分析数据

运行中，设备油里溶解气体含量注意值如表2所示。经2007年11月7日色谱分析发现总烃含量明显超过注意值，并且连续几天都是明显超过注意值，直到吊罩前总烃含量才基本处于稳定值，而氢气以及一氧化碳、二氧化碳含量基本平衡。2007年11月21日对1号主变压器停运进行高压试验，数据如表3所示。判定内部可能存在异常现象。

表2 主变压器油中溶解气体含量注意值

表3 主变压器直流电阻试验数据

1.2 原因分析

① 接触不良；② 铁心多点接地；③ 漏磁引起过热；④ 铁心片间短路，产生涡流，引起铁心过热[2]。

1.3 处理措施

对于漏磁发热引起的螺栓平垫发热发黑，由于当时现场没有不锈钢螺丝，而采用将上下夹件与侧梁连接处油漆刮掉的处理方法。35 k V引线放电部位用绝缘纸带进行包扎，包扎后再用绝缘带进行固定[3]。自此，两处主设备严重隐患处理完毕。高压试验数据以及色谱分析数据均合格。

2 瓦斯保护动作

2.1 正确动作情况

（1）当油箱内部发生轻微故障，瓦斯继电器上开口杯旋转干簧触点闭合，发“轻瓦斯”信号。

（2）变压器本体内部严重故障，瓦斯继电器内油流速度大于1.0～1.4 m／s，即油流冲击挡板干簧触点闭合，发“重瓦斯”动作信号并发出跳闸脉冲。

（3）对于有上下开口杯与挡板的复合式瓦斯继电器（FJ型），当变压器出现严重漏油使油面降低时，首先上开口杯露出油面，发“轻瓦斯”信号；继而下开口杯露出油面，发“重瓦斯”动作信号并发出跳闸脉冲，以保护变压器[4]。

2.2 不正确动作情况

（1）非内部故障和其他原因产生较大的油流涌动，使重瓦斯接点闭合，发出跳闸脉冲。

（2）由于瓦斯继电器端子盒进水等原因，造成二次回路短接并发出跳闸脉冲。

（3）操作人员误碰探针等，使重瓦斯接点闭合，发出跳闸脉冲。

2.3 动作处理

2.3.1 瓦斯保护信号动作

（1）瓦斯保护信号动作时，应立即对变压器进行检查，查明动作原因是否因积聚空气、油面降低、二次回路故障或是变压器内部故障造成的。如气体继电器内有气体，则应记录气体量，观察气体的颜色及试验其是否可燃，并取气样及油样作色谱分析，根据有关规程和导则判断故障性质。色谱分析是指对收集到的气体用色谱仪对其所含的氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等气体进行定性和定量分析，根据所含组分名称和含量准确判断故障性质、发展趋势和严重程度[5]。

（2）若气体继电器内的气体无色、无臭且不可燃，色谱分析判断为空气，则变压器可继续运行，并及时消除进气缺陷。

（3）若气体继电器内的气体可燃且油中溶解气体色谱分析结果异常，则应综合判断确定变压器是否停运。

2.3.2 瓦斯继电器动作跳闸

瓦斯继电器动作跳闸时，在未消除故障前不得将变压器投入运行。为查明原因应重点考虑以下因素，作出综合判断。① 是否呼吸不畅或排气未尽；② 保护及直流等二次回路是否正常；③ 变压器外观有无明显反映故障性质的异常现象；④ 气体继电器中积聚的气体是否可燃；⑤ 气体继电器中的气体和油中溶解气体的色谱分析结果；⑥ 必要的电气试验结果；⑦ 变压器其他继电保护装置的动作情况。

3 主变压器的冷却器全停

只要主变压器投入运行，处于“工作”状态的冷却器就投入运行。若运行中的“工作”和“辅助”冷却器中有任何一组故障处于“备用”状态的冷却器即投入运行，同时送出“冷却器故障”光字牌。当主变压器上层油温信号高于75℃时或变压器保护屏上的电流继电器（过负荷继电器）动作时，处于“辅助”状态的冷却器投入运行；当主变压器上层油温信号低于65℃时，处于“辅助”状态的冷却器退出运行[6]。

主变压器投入运行方式时，冷却器Ⅰ／Ⅱ电源消失及所有冷却器退出运行，此时发出“冷却器全停故障”或“冷控失电”光字牌。同时，启动20 min和60 min延时跳闸计时，20 min后主变压器上层油温信号达到85℃时，跳闸出口；当主变压器上层油温低于85℃时，60 min后跳闸出口。

只要主变压器的冷却器全停，相应的主变压器的冷却器全停保护已经启动。此时，运行人员应该进行如下处理：① 紧急降负荷，往50%降；② 记录冷却器全停时间；③ 联系维护和保护班，尽最大能力查找原因恢复冷却器运行；④ 如果达到保护规定条件主变压器没有停运，应手动停运。

4 变压器的温度和油位不正常

（1）变压器温度超过允许值时，值班人员应判明原因，采取降低温度的措施：① 检查变压器负荷在相同冷却条件下的温度是否相同；② 核对温度计是否指示正确；③ 检查冷却装置是否运行正常；④ 若不能判断为温度计指示错误时，应适当降低变压器负荷，使变压器逐步达到允许温度范围。

（2）变压器油位不正常降低时，应采取以下措施：① 由于长期轻度漏油引起，应补充加油，并观察泄漏情况，通知检修处理；② 如因大量漏油而使油位迅速下降时，必须迅速采取停止漏油措施，立即加油，必要时应停止变压器运行消除缺陷。

（3）变压器油位过高时，通知检修人员放油，并查明原因。

5 变压器跳闸和着火

（1）变压器跳闸后，应立即查明原因。如综合判断证明变压器跳闸不是由于内部故障所引起，可重新投入运行。

（2）若变压器有内部故障的征兆时，应作进一步检查。

（3）变压器跳闸后，应立即停油泵。

（4）变压器着火时，应立即断开电源，停运冷却器。

（5）迅速采取灭火措施，立即起动变压器消防喷水灭火装置，防止火势蔓延。

（6）通知消防人员，按消防规定灭火。

6 变压器故障预防

（1）加强主变压器、高压厂变压器、启动备用变压器、低压厂用变压器的运行监视，注意其电流、温度的变化，使其不超过额定值。

（2）对厂内变压器设备进行定期运行分析，建立变压器类设备档案，提高其设备运行健康水平。

（3）定期进行变压器设备的技术监督工作，每年进行主变压器局部放电试验，其值不大于100 p C，每季度进行1次油色谱化验，保证变压器类各项技术指标在合格范围内。

（4）认真进行变压器设备的春秋检工作，严格执行交接试验规程。

（5）变压器本体、有载调压开关的重瓦斯保护压板投跳闸状态，在没有特殊情况及总工程师的命令时，任何人不得将其停用。若需要退出重瓦斯保护时，应预先制定有关安全措施，完工后及时恢复正常方式[7]。

（6）加强变压器检查，发现套管渗漏油及时处理，防止变压器内部受潮损坏。

7 结 语

（1）加强对电气设备的预防性试验管理，遵照试验周期对其进行预防性试验。在进行模拟保护动作试验时，一定要在回路的最末端本体上进行试验，如用动作探针或短路接点的方法检验变压器重瓦斯保护回路接线正确性时，短路接点必须在变压器瓦斯继电器上，即回路的最末端，禁止在回路的中间过渡端子上进行，确保其动作的选择性、灵敏性、速动性、可靠性。

（2）要加强对主要设备的日常检查，应定期全面检查瓦斯继电器各部位元器件状态完好。要将高压开关站电气设备在线监测数据与正常值进行比较，做到设备缺陷和事故隐患及时发现、处理。

（3）作为电气专业人员，更重要的是从事故中总结经验教训，在以后的类似工作中重点加以防范，对各项重要保护，除了严格按照相关规定进行校验外，还要对照设计施工图纸，对二次回路进行认真细致的检查核对，确保每一回路的正确性，解决那些在短时间或一般情况下不易暴露的问题，为以后的运行维护打好基础，从根本上杜绝类似事故的发生，切实维护电网的安全稳定运行。

[1] 李福寿.消弧线圈自动调谐原理[M].上海：上海交通大学出版社，1993.

[2] 水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册：上册[M].北京：水利电力出版社，1989.

[3] 陈敢峰.变压器检修[M].北京：中国水利水电出版社，2005.

[4] 马志学.变压器油中溶解气体分析使用的判断方法[J].科技信息，2007（7）：76.

[5] 王美荣，付丽君.应用油中溶解气体分析法判断变压器故障[J].电力安全技术，2006，8（1）：10－12.

[6] 赵远生.变压器中溶解气体含量异常分析判断处理[J].科技咨询导报，2007（11）：80－81.

[7] 冯志敏，黄贵海.一起变压器故障分析与判断的实例[J].电力学报，2006，21（1）：117－118.