基于变压器异常运行及常见故障的分析

王海涛

【摘 要】电力系统中变压器的作用是变换电压和传输功率，所以变压器的安全运行管理工作就成为了我们日常工作的重点。文中主要针对变压器的异常运行、常见故障作出分析总结，以便于及时、准确地判断故障原因、性质并及时采取有效措施，来确保设备的安全运行。

【关键词】变压器；异常运行；常见故障；分析

0.前言

变压器作为一种能量转换器，广泛应用于国民经济各部门、各领域。在电力系统中由于使用了变压器，使得发电机、传输电力的电网以及用电设备都有可能选择最合适的工作电压，安全而经济地运行。在电力系统中变压器占着极其重要的地位，据统计，电力系统中变压器的安装总容量约为发电机安装容量的6-8倍，因此，变压器发生故障所造成的损失是非常严重的。所以一方面要加强对变压器的巡视和检查维护工作，另一方面要根据设备存在的缺陷、气候的变化、运行方式的改变等，作好事故预想。一旦故障发生时，应能根据故障现象，正确判断故障的范围、性质及原因，迅速而准确地处理故障，防止事故的扩大。

1.异常运行和常见故障原因分析

1.1声音异常

变压器在正常运行时发出均匀的有节律的“嗡嗡”声，如果出现其他不正常声音，均为声音异常，产生的主要原因有以下几个方面：

（1）当有大容量的动力设备启动时，负荷突然增大，变压器声音也会变大。

（2）过负荷，在夏季或农忙用电高峰时，配变会因为过负荷发出很高的沉重的“嗡嗡”声。

（3）个别零件松动（如铁芯的松动）或有遗漏零件在铁芯上时，变压器会发出强烈而不均匀的“噪声”，或有“锤击”和“吹风”之声。

（4）变压器内部接触不良或局部放电，会发出放电的“吱吱”或“噼啪”声，且此声音随离故障部位远近而变化；如果是绕组短路，将有“噼啪”声，严重时会有巨大的轰鸣声随后可能起火。

（5）变压器高压套管脏污，表面釉质脱落或有裂纹存在，可听到“嘶嘶”声。

（6）变压器铁芯接地断线，会产生劈裂声。

（7）变压器的某些部件因铁芯振动而造成机械接触时，会产生连续的、有规律的撞击或摩擦声。

1.2油温异常

正常负荷及正常冷却情况下，变压器的油温不断升高，其主要原因有：

（1）由于涡流或夹紧铁芯用的穿芯螺栓绝缘损坏，使变压器油温升高，涡流使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏，这时铁损增大，油温升高而穿芯螺栓绝缘破坏后，使穿芯螺栓与硅钢片短接，这时有很大的电流通过穿芯螺栓，使螺栓发热，也使变压器的油温升高。

（2）绕组局部层间或匝间短路，内部接点有故障，接触电阻加大，二次线路上有大电阻短路等，均会使油温升高。

（3）过负载、环境温度过高，冷却风扇和输油泵故障，散热器阀门忘记打开，渗漏油引起油量不足等原因都会造成变压器温度不正常。

1.3油色、油位异常

变压器内部故障及各部件过热将引起一系列的气味、颜色的变化：

（1）瓷套管端子的紧固部分松动，表面接触面过热氧化，会引起变色和异常气味。

（2）变压器漏磁的断磁能力不好及磁场分布不均，引起涡流。会使油箱局部过热引起油漆变色。

（3）瓷套管污损产生电晕、闪络会发出奇嗅味，冷却风扇、油泵烧毁会发出烧焦气味。

（4）吸潮过度、垫圈损坏、进入油室的水量太多等原因会造成吸湿计变色。

在夏季重负荷运行时，油位就会升高，若超过最高温度标线刻度，就应适当放油；当变压器渗漏严重，就会使油位下降，若降到最低标线以下，应加油补充。

1.4体表异常

变压器故障时都伴随着体表的变化，主要有：

（1）呼吸口不灵或内部故障可引起防爆膜龟裂、破损。

（2）大气过电压，内部过电压等会引起瓷件、瓷套管表面龟裂，并有放电痕迹。

1.5渗漏油

变压器运行中渗漏油的现象比较普遍，主要原因有：

（1）油箱与零部件联接处的密封小良，焊件或铸件 存在缺陷，运行中额外荷重或受到震动等。

（2）内部故障使油温升高，引起油的体积膨胀，发生漏油或喷油。

1.6高低压套管故障

高低压套管发生严重损伤并有放电现象，其主要原因是：

（1）套管密封不严，因进水使绝缘受潮而损坏。

（2）套管的电容芯子制造不良，内部游离放电。

1.7三相电压不平衡

其主要原因有：

（1）三相负载不平衡，引起中性点位移，使三相电压不平衡。

（2）系统发生铁磁谐振，会使三相电压不平衡。

（3）绕组局部发生匝间或层间短路，也会造成三相电压不平衡。

1.8分接开关故障

分接开关故障主要有：接触不良、触头烧坏、触头间短路、触头对地放电，油箱上有“吱吱”的放电声，电流表随响声发生摆动，瓦斯保护可能发出信号，发生这类故障的主要原因有：

（1）分接开关触头弹簧压力不足，触头滚轮压力不匀，使有效接触面面积减少，以及因镀银层的机械强度不够而使触头磨损严重，引起分接开关烧毁。

（2）分接开关接触不良，经受不住短路电流冲击而发生故障。

（3）操作不当，倒分接开关时，由于分接头位置切换错误，引起开关烧坏。

（4）相间绝缘距离不够，或绝缘材料性能降低，在过电压作用下短路。

1.9引线部分故障

引线部分故障常有引线烧断、接线柱打火等现象发生。主要原因有：引线与接线柱松动，导致接触不良、发热；软铜片焊接不良，引线之间焊接不牢，造成过热或开焊，如不及时处理，将造成变压器不能运行或三相电压不平衡而烧坏用电设备。

1.10线圈故障

线圈故障常表现为：绕组局部发生匝间或层间短路，造成三相电压不平衡，线圈对地放电等。其原因主要有：

（1）变压器进水受潮、油质劣化，绝缘能力下降。

（2）材料质量、制造、检修工艺不良都有可能造成线圈故障。

1.11冷却装置故障

冷却装置主要有机械故障如电机损坏，风扇叶片变形等；电源故障，发生内部导线短路，熔丝熔断等；控制回路故障，如直流电源消失，接触器无法吸合等。具体情况依设计而定，如值班员可自行恢复的，要尽快处理，否则应记录时间并注意温度变化，使对变压器的损害降到最低。

1.12继电保护动作

继电保护动作，说明变压器内部有故障。瓦斯保护是变压器的主要保护，它能监视变压器内部发生的部分故障，常常是先轻瓦斯动作发出信号，然后重瓦斯动作去掉闸。轻瓦斯动作的主要原因：①因滤油、加油和冷却系统不严密，致使空气进入主变压器；②温度下降和漏油致使油位缓慢降低；③变压器内部故障，产生少量气体。

如气体是可燃的，则说明变压器内部有故障，应根据瓦斯继电器内积聚的气体性质来鉴定故障性质，如气体为黄色不易燃的，且一氧化碳含量大于l%-2%，为木质绝缘损坏；灰色和黑色易燃的。且氢气含量在30%以下，有焦油味，闪点降低，则说明油因过滤而分解或油内曾发生过闪络故障；浅灰色带强烈臭味且可燃的，是纸或纸板绝缘损坏。

2.结束语

以上所述仅能作为对变压器故障现场直观的判断，因为变压器的故障不仅仅是某一方面的直观反映，它涉及诸多因素，有时甚至会出现假象。因此，只有进行详细测量和综合分析，才能准确可靠地找出故障原因，判明事故性质，提出较完备的合理的处理办法，使故障尽快得到消除。总之，运行中的变压器由于受到电磁振动机械磨损、化学作用、大气腐蚀、电腐蚀及维护、运行管理不当，均会出现各种异常运行现象及较严重的故障现象，因此，只有加强对变压器各方面的运行管理.才能使变压器达到健康运行水平。