电厂变压器的异常运行判断及常见故障分析

国 平

（山东兖矿集团南屯电厂，山东 济宁273515）

0 引言

变压器为发电厂生产和转换电能最关键的设备之一，其安全运行和事故的诊断、处理直接影响着电厂的正常运行，若发生故障将会造成严重损失。为了保证变压器安全可靠运行，当变压器有异常情况时能及时发现及时处理是非常重要的。因此，值班人员必须熟悉发电厂变压器运行异常时的特征，同时还要根据设备存在的缺陷、气候的变化等，做好事故预想，这样一旦变压器发生故障，便可根据故障现象，正确判断故障的性质及原因，迅速而正确地处理故障，以防故障的进一步扩大。

1 变压器的异常运行及处理方法

变压器在运行中可能发生的常见异常现象主要有：声音不正常、温度显著上升、油色变黑、油位升高或降低、变压器过负荷、冷却系统故障及三相负荷不对称等。当值班人员发现任何不正常现象时，应按照运行规程规定，采取措施将其消除，并将处理经过记入异常登记簿。

1.1 变压器储油柜内油位过高或过低

储油柜的容积一般为变压器容积的10%左右，若油位过高，易引起溢油，不但造成浪费，而且会使部件和本体脏污，当油位过低，低于变压器上盖时，会使变压器引接线部分暴露在空气中，降低这部分的绝缘强度，有可能造成闪络。与此同时，由于增大了油与空气的接触面积，会使油的绝缘强度迅速降低。当油位降低并遇到变压器轻负荷、停电或冬季低温等情况时，则油位将会继续下降，有可能酿成铁芯烧坏的重大事故。

运行值班人员若发现油位过低而油位计内看不见油位，应及时加油。在缺油不太严重时，即在白天能看到油而到夜间看不到油位，则可尽快安排加油。在大型强油循环水冷却的变压器中，若发现油位降低，应立即查明原因，检查水中是否有油花，以防止油中渗水而危及变压器的绝缘。因为油渗入水中，在某些部位水便有可能渗入油内。从以上分析可知，变压器在运行中，一定要保持正常的油位，即一般油位计在储油柜上标记的±35℃的中间的零位附近。运行人员必须经常按时检查油位计的指示，在油位过高时，如夏季，应及时放油；在油位过低时，如冬季，应及时加油，以维持正常油位，确保变压器的安全运行。

1.2 必须停止变压器运行的严重异常现象

当发生以下严重异常现象时，应立即停止该变压器运行：（1）变压器内部音响很大，很不均匀并有爆裂声。（2）在正常负荷和冷却条件下，变压器油的温升很不正常，并不断升高。（3）从储油柜喷油或从安全气道（防爆筒）喷油。（4）大量漏油使油位迅速下降，低至气体继电器以下或继续下降时。（5）变压器油色骤然恶化，油内出现炭质等。（6）套管有严重的破损和放电现象。（7）对于导向强迫油循环水冷却变压器，当水油差继电器的压差失常时。

1.3 变压器出现不对称运行现象

在变压器运行中，造成其不对称运行的主要原因有3个方面：（1）由于三相负荷不一样，造成不对称运行。例如，变压器带有大功率的单相电炉、电气机车及电焊变压器等。（2）由3台单相变压器组成三相变压器组，当1台损坏而用不同参数的变压器来代替时，造成电流和电压的不对称。（3）由于某种原因使变压器两相运行时，引起的不对称运行。例如，中性点接地的系统中当一相线路故障，以零线代替该相暂时运行，三相变压器组中1台变压器故障暂时以两相变压器运行，三相变压器一相绕组故障；变压器某侧断路器的一相断开，变压器的分接头接触不良等。

变压器不对称运行造成的后果：变压器的容量降低，即可用容量要小于仍在运行的两相变压器额定容量之和，并且可用容量的大小和电流的不对称程度有关。变压器发生不对称运行时，不仅对变压器本身有一定的危害，而且因电流、电压的不对称运行使用户的工作受到影响，另外对沿线通信线路的干扰，对电力系统继电保护工作条件的影响等都不容忽视。因此，在运行中出现变压器不对称运行时，应分析原因，以尽快消除。

2 变压器的常见故障分析

2.1 绕组的主绝缘和匝间绝缘发生故障

变压器绕组的主绝缘和匝间绝缘是容易发生故障的部位。其主要原因有：（1）由于长期过负荷运行，或散热条件差，或变压器使用年限长久，使变压器绝缘老化脆裂，抗电强度大大降低。（2）变压器经受过多次短路冲击，使绕组受力变形，虽然还能运行，但隐藏着绝缘缺陷，一旦遇有电压波动即有可能把绝缘击穿。（3）变压器油中进水，使绝缘强度大大下降，不能耐受允许的电压而造成绝缘击穿。（4）在高压绕组加强段处或低压绕组部位，因绕组绝缘膨胀使油道堵塞，绝缘由于过热而老化，发生击穿短路。（5）由于防雷设施不完善，在大气过电压作用下，发生绝缘事故。

2.2 引线处绝缘故障

变压器引线是靠套管支撑和绝缘，由于套管上端帽罩不严而进水，主绝缘受潮而击穿，或变压器严重缺油而使油箱内引线暴露在空气中，造成内部闪络，都会在引线处引起故障。

2.3 铁芯绝缘故障

变压器铁芯是用0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成的。硅钢片之间有绝缘漆膜，若由于紧固不好使漆膜破坏，将因产生涡流而发生局部过热。同样道理，夹紧铁芯的穿心螺钉、压铁等部件若绝缘破坏，同样会发生过热现象。此外，施工粗糙，要求不严，残留焊渣搭接使铁芯两点或多点接地，都会造成铁芯故障。

2.4 套管处闪络和爆炸

变压器高压侧（110kV及以上）一般使用电容套管，由于瓷质不良有沙眼或剃纹，电容芯子制造上有缺陷，内部有游离放电，套管密封不好，有漏油现象，套管积垢严重等，都可能发生闪络和爆炸。

2.5 分接开关故障

变压器分接开关是变压器常见的故障部位之一，在运行中多有发生。变压器的分接开关分无载调压和有载调压2种。

对于无励磁调压分接开关，故障原因如下：（1）由于长时间靠压力接触，会出现弹簧压力不足，滚轮压力不匀，使分接开关连接部分的有效接触面积减小；连接处按触部分镀银层磨损脱落引起分接开关在运行中发热烧坏。（2）分接开关接触不良，引出线连接和焊接不良，经受不住短路电流的冲击，从而造成分接开关在变压器向外供出瞬间短路电流时被烧坏而发生故障。（3）为了监视分接开关的接触好坏和回路的接通情况，变压器大修后应测分接开关所有位置的直流电阻值，小修后测运行分接头的直流电阻值，用以与原始情况进行比较，看其数值是否有大的变化，是否满足规程规定。在试验与检修工作中，一定要严格核实分接头位置（分相操作的要各相一致，运行分接头测直流电阻后一般不再更动），实践中，由于管理不善，调乱分接头，或工作脱节造成分接开关故障的事例也有发生。

对于有载调压分接开关，故障原因如下：（1）有载分接开关的变压器，一般切换开关油箱与变压器油箱是互不相通的。若切换开关油箱漏油使之发生缺油严重，则在切换中会发生短路故障，使分接开关烧毁。为此，在运行中应分别监视两油箱的油位在正常状态。（2）分接开关机构故障，由于卡涩使分接开关停在过渡位置上，造成分接开关烧毁。（3）分接开关油箱密封不严，渗水漏油，或运行多年不进行油的检查化验，油脏污使绝缘强度大大下降，这样造成的故障也不少见。（4）分接开关切换机构调整不好，分接头烧毛，严重时部分熔化，进而发生电弧引起故障。

3 结语

本文仅对变压器的声音、温度、油位、外观及其他现象的故障进行了初步综合归纳、分析，但由于变压器故障并非某单一因素的反映，而是涉及诸多因素，有时甚至会出现假象。因此，必要时必须进行变压器的特性试验及综合分析，才能准确可靠找出故障原因，判明故障性质，提出较完善的处理办法，确保变压器的安全运行。

［1］王真威.变压器的异常运行分析及处理［J］.山西焦煤科技，2009（4）

［2］朱燕，赵文元.变压器异常运行及其判断［J］.内蒙古科技与经济 ，2007（16）