变压器内部故障处理实例分析

邱喜龙

摘 要：结合一起变压器故障分析和处理的实例展开讨论，通过分析气相色谱和电气试验结果，找到了变压器发生故障的原因和位置。通过变压器吊罩检查，证实了变压器无载分接开关的故障位置，并提出了变压器无载分接开关故障相应的防治措施，确保了变压器的安全运行。

关键词：变压器；色谱分析；电气试验；故障诊断

中图分类号：TM411 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）24-0117-02

1 故障概述

某110 kV变电站有两台主变，容量为2×50 MVA，主变型号都是SSZ9-50000/110，电压比为110±8×1.23%/38.3，2×2.4%/10.3，连接组别为YN、yn0和d11，于2002-02正式投入运行。自投运以来，历次电气试验数据及色谱分析均显示该变压器处于正常运行状态。2012-11-28T06：08，该变电站控制室显示屏突然发出“1号主变重瓦斯动作、差动保护动作”等信号，主变三侧断路器跳闸，运行人员立即启动事故应急处理预案，巡视、检查断路器，确定其在分闸位置后，随即拉开刀闸，使之处于检修状态。

2 故障诊断

变压器停运后，检修人员立即对变压器本体、三侧开关、刀闸、避雷器等设备进行了详细检查，结果发现变压器本体范围内设备外观正常，无爆炸、着火、烧蚀、放电等现象，但主变35 kV侧氧化锌避雷器雷电计数器A，B，C三相记录数值分别为60，62，60（上次效验设定底数均为60）。从避雷器B相动作情况可以初步断定变压器中压B相可能出现过电压，同时，对1号变压器本体绝缘油取样进行了色谱分析，并现场做了必要的诊断性电气试验。

2.1 直流电阻测量

现场测量的直流电阻数据如表1所示。数据显示，高压绕组与低压绕组的直流电阻均平衡合格，而在中压绕组1，2，3档的直流电阻最大不平衡率均远远超过2%的标准值，同时，在中压绕组5档B相测量中无法注入测量电流，没有测量结果。

查询变压器服役资料，投运时中压无载开关处于4档位置。2011年，由于系统要求改调至5档运行，中压绕组1，2，3档不平衡率严重超标，初步判断变压器中压侧1，2，3档可能长时期处于非使用档位，动静触头氧化，造成接触电阻过大，致使测量数据超标；而中压绕组5档B相无法注入测量电流，没有测量数据，初步怀疑是中压绕组B相无载开关接触不可靠，致使导电部位接触不良，接触电阻增大，产生局部过热，使其周围的绝缘油严重过热，形成局部游离碳。由于变压器油流作用对地产生导电通道，动、静触头在电势作用下发生击穿或对地短路放电产生电弧，将中压线圈抽头部分烧坏，严重时，可能造成整个绕组的烧损。

3.958 3.946 3.980 0.85

2.2 低电压短路阻抗试验

为了进一步确定变压器的故障情况，又做了变压器低电压短路阻抗试验。根据试验数据分析可知，高压绕组回路所测数据正常，中压绕组在4档时测得的数据正常，而调转至5档测量时，C，A相电压、电流正常。在相似条件下，A，B相及B，C相测量时电压、电流均不正常，特别是电流极小，因此，可判定中压B相回路存在问题，可能是5档分接开关线圈熔断或是动静触头接触不可靠。

除上述试验外，还对变压器的绝缘电阻、介质损耗、绕组电容量、绕组变形等项目进行了试验，均未发现异常现象。综上试验分析，初步怀疑该主变压器中压侧B相无载分接开关存在故障，需吊罩检查进一步确认。

3 吊罩检查及分析

为了进一步确定变压器的故障原因及故障点位置，公司决定进行吊罩检查。吊罩检查后，发现所有引线连接均未松动，绕组表面无放电痕迹，铁心和夹件也无异常。但在绕组表面发现大量熔化的铜质微粒，且在B相中压无载分接开关选择器动静触头接触位置有电弧放电烧损痕迹和油垢积聚现象，同时也验证了油气相色谱显示变压器中部油中可能存在火花放电或悬浮电位之间存在火花放电以及底部存在电弧放电兼过热情况的分析。

无载分接开关结构示意图（以B相为例）如图1所示。在B相中压分接开关选择器静触头6和动触头接触位置分别测量中压测单相各触点的直流电阻，试验所得数据如表2所示。根据分接开关各静触头所测得的直流电阻数据，B，C相各测量回路测得电阻值基本接近，结合前面中压侧直流电阻测量结果，可判定主变B相绕组部分未出现问题，且在触头1，2，3，4处也未发现问题，进一步可判定B相动静触头5，6连接处（即无载分接开关的5档）存在接触不良故障。由于变压器无载分接开关动静触头（分接5档）部分已经烧熔，分接开关发热后使弹簧压力降低并变形，且变压器内部器分布着大面积的铜质微粒，现场无法修复，因此，决定将该变压器返厂进行大修。

变压器返厂大修，更换无载分接开关，并对变压器油进行处理后，各项试验数据正常，重新安装服役，现正在系统中安全运行。

4 防范措施

在变压器变换分接开关运行过程中，由于多种原因会致使分接开关接触不良，从而引起发热烧毁分接开关，情况严重时可能烧毁变压器，因此，分接开关的性能会直接影响到变压器的安全运行。针对变压器无载分接开关存在的问题，提出以下几点防范措施：①必要时处理吊芯。首先检查触点部分是否有烧坏或过热变色现象，分接引线与触座的连接是否松动。如果没有缺陷，用浸有酒精（或丙酮）的布擦拭触头各部分，以除掉氧化膜和油膜。②通过手指按压检查动触头（环）和触座的压力，各触头（环）的压力应基本均匀。如果条件允许，还应测量触头接触压力。分接开关严重烧伤时，必须更换。③如果变压器在停电后不做吊芯检查，可进行外观检查，查看紧固有无松动，绝缘是否良好，绝缘距离是否符合要求，档位指示是否正确，手柄是否转动灵活无卡塞（具体应将绝缘开关换挡手柄来回转动几下，以消除触头表面的氧化膜，使之接触良好）。另外，应特别检查开关的动触头是否停留在正确的位置上。④应对检修过的分接开关进行电气试验，测量线圈各分接位置的直流电阻，并与原始记录标准进行比较（同温度下），合格后才能投入运行。⑤提高工作人员的综合检修技能和责任心，严格、规范地执行变压器的检修规程。⑥对运行变压器定期做油的气相色谱分析和电气试验，加强设备巡视，发现问题，及时处理。⑦加强对运维人员的素质培训，提高其工作责任心，杜绝人为操作事故的发生。

5 结束语

综上所述，我们要保证变压器分接开关的触头有良好的接触和导电性能，接触电阻较小而且稳定，通过额定电流时不会有明显的升温。如果发生了故障，就要用色谱分析和电气试验两种方法进行仔细的分析，判断变压器的事故原因，判断故障的性质和部位，确保变压器处在安全的运行状态。

参考文献

[1]李化，杨新春，杨红权，等.一起220 kV主变压器内部连续火花放电故障分析[J].变压器，2010（5）.

[2]韩宏伟.一台冶炼变压器内部放电故障分析[J].科技与企业，2013（23）.

〔编辑：王霞〕endprint

摘 要：结合一起变压器故障分析和处理的实例展开讨论，通过分析气相色谱和电气试验结果，找到了变压器发生故障的原因和位置。通过变压器吊罩检查，证实了变压器无载分接开关的故障位置，并提出了变压器无载分接开关故障相应的防治措施，确保了变压器的安全运行。

关键词：变压器；色谱分析；电气试验；故障诊断

中图分类号：TM411 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）24-0117-02

1 故障概述

某110 kV变电站有两台主变，容量为2×50 MVA，主变型号都是SSZ9-50000/110，电压比为110±8×1.23%/38.3，2×2.4%/10.3，连接组别为YN、yn0和d11，于2002-02正式投入运行。自投运以来，历次电气试验数据及色谱分析均显示该变压器处于正常运行状态。2012-11-28T06：08，该变电站控制室显示屏突然发出“1号主变重瓦斯动作、差动保护动作”等信号，主变三侧断路器跳闸，运行人员立即启动事故应急处理预案，巡视、检查断路器，确定其在分闸位置后，随即拉开刀闸，使之处于检修状态。

2 故障诊断

变压器停运后，检修人员立即对变压器本体、三侧开关、刀闸、避雷器等设备进行了详细检查，结果发现变压器本体范围内设备外观正常，无爆炸、着火、烧蚀、放电等现象，但主变35 kV侧氧化锌避雷器雷电计数器A，B，C三相记录数值分别为60，62，60（上次效验设定底数均为60）。从避雷器B相动作情况可以初步断定变压器中压B相可能出现过电压，同时，对1号变压器本体绝缘油取样进行了色谱分析，并现场做了必要的诊断性电气试验。

2.1 直流电阻测量

现场测量的直流电阻数据如表1所示。数据显示，高压绕组与低压绕组的直流电阻均平衡合格，而在中压绕组1，2，3档的直流电阻最大不平衡率均远远超过2%的标准值，同时，在中压绕组5档B相测量中无法注入测量电流，没有测量结果。

查询变压器服役资料，投运时中压无载开关处于4档位置。2011年，由于系统要求改调至5档运行，中压绕组1，2，3档不平衡率严重超标，初步判断变压器中压侧1，2，3档可能长时期处于非使用档位，动静触头氧化，造成接触电阻过大，致使测量数据超标；而中压绕组5档B相无法注入测量电流，没有测量数据，初步怀疑是中压绕组B相无载开关接触不可靠，致使导电部位接触不良，接触电阻增大，产生局部过热，使其周围的绝缘油严重过热，形成局部游离碳。由于变压器油流作用对地产生导电通道，动、静触头在电势作用下发生击穿或对地短路放电产生电弧，将中压线圈抽头部分烧坏，严重时，可能造成整个绕组的烧损。

3.958 3.946 3.980 0.85

2.2 低电压短路阻抗试验

为了进一步确定变压器的故障情况，又做了变压器低电压短路阻抗试验。根据试验数据分析可知，高压绕组回路所测数据正常，中压绕组在4档时测得的数据正常，而调转至5档测量时，C，A相电压、电流正常。在相似条件下，A，B相及B，C相测量时电压、电流均不正常，特别是电流极小，因此，可判定中压B相回路存在问题，可能是5档分接开关线圈熔断或是动静触头接触不可靠。

除上述试验外，还对变压器的绝缘电阻、介质损耗、绕组电容量、绕组变形等项目进行了试验，均未发现异常现象。综上试验分析，初步怀疑该主变压器中压侧B相无载分接开关存在故障，需吊罩检查进一步确认。

3 吊罩检查及分析

为了进一步确定变压器的故障原因及故障点位置，公司决定进行吊罩检查。吊罩检查后，发现所有引线连接均未松动，绕组表面无放电痕迹，铁心和夹件也无异常。但在绕组表面发现大量熔化的铜质微粒，且在B相中压无载分接开关选择器动静触头接触位置有电弧放电烧损痕迹和油垢积聚现象，同时也验证了油气相色谱显示变压器中部油中可能存在火花放电或悬浮电位之间存在火花放电以及底部存在电弧放电兼过热情况的分析。

无载分接开关结构示意图（以B相为例）如图1所示。在B相中压分接开关选择器静触头6和动触头接触位置分别测量中压测单相各触点的直流电阻，试验所得数据如表2所示。根据分接开关各静触头所测得的直流电阻数据，B，C相各测量回路测得电阻值基本接近，结合前面中压侧直流电阻测量结果，可判定主变B相绕组部分未出现问题，且在触头1，2，3，4处也未发现问题，进一步可判定B相动静触头5，6连接处（即无载分接开关的5档）存在接触不良故障。由于变压器无载分接开关动静触头（分接5档）部分已经烧熔，分接开关发热后使弹簧压力降低并变形，且变压器内部器分布着大面积的铜质微粒，现场无法修复，因此，决定将该变压器返厂进行大修。

变压器返厂大修，更换无载分接开关，并对变压器油进行处理后，各项试验数据正常，重新安装服役，现正在系统中安全运行。

4 防范措施

在变压器变换分接开关运行过程中，由于多种原因会致使分接开关接触不良，从而引起发热烧毁分接开关，情况严重时可能烧毁变压器，因此，分接开关的性能会直接影响到变压器的安全运行。针对变压器无载分接开关存在的问题，提出以下几点防范措施：①必要时处理吊芯。首先检查触点部分是否有烧坏或过热变色现象，分接引线与触座的连接是否松动。如果没有缺陷，用浸有酒精（或丙酮）的布擦拭触头各部分，以除掉氧化膜和油膜。②通过手指按压检查动触头（环）和触座的压力，各触头（环）的压力应基本均匀。如果条件允许，还应测量触头接触压力。分接开关严重烧伤时，必须更换。③如果变压器在停电后不做吊芯检查，可进行外观检查，查看紧固有无松动，绝缘是否良好，绝缘距离是否符合要求，档位指示是否正确，手柄是否转动灵活无卡塞（具体应将绝缘开关换挡手柄来回转动几下，以消除触头表面的氧化膜，使之接触良好）。另外，应特别检查开关的动触头是否停留在正确的位置上。④应对检修过的分接开关进行电气试验，测量线圈各分接位置的直流电阻，并与原始记录标准进行比较（同温度下），合格后才能投入运行。⑤提高工作人员的综合检修技能和责任心，严格、规范地执行变压器的检修规程。⑥对运行变压器定期做油的气相色谱分析和电气试验，加强设备巡视，发现问题，及时处理。⑦加强对运维人员的素质培训，提高其工作责任心，杜绝人为操作事故的发生。

5 结束语

综上所述，我们要保证变压器分接开关的触头有良好的接触和导电性能，接触电阻较小而且稳定，通过额定电流时不会有明显的升温。如果发生了故障，就要用色谱分析和电气试验两种方法进行仔细的分析，判断变压器的事故原因，判断故障的性质和部位，确保变压器处在安全的运行状态。

参考文献

[1]李化，杨新春，杨红权，等.一起220 kV主变压器内部连续火花放电故障分析[J].变压器，2010（5）.

[2]韩宏伟.一台冶炼变压器内部放电故障分析[J].科技与企业，2013（23）.

〔编辑：王霞〕endprint

摘 要：结合一起变压器故障分析和处理的实例展开讨论，通过分析气相色谱和电气试验结果，找到了变压器发生故障的原因和位置。通过变压器吊罩检查，证实了变压器无载分接开关的故障位置，并提出了变压器无载分接开关故障相应的防治措施，确保了变压器的安全运行。

关键词：变压器；色谱分析；电气试验；故障诊断

中图分类号：TM411 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）24-0117-02

1 故障概述

某110 kV变电站有两台主变，容量为2×50 MVA，主变型号都是SSZ9-50000/110，电压比为110±8×1.23%/38.3，2×2.4%/10.3，连接组别为YN、yn0和d11，于2002-02正式投入运行。自投运以来，历次电气试验数据及色谱分析均显示该变压器处于正常运行状态。2012-11-28T06：08，该变电站控制室显示屏突然发出“1号主变重瓦斯动作、差动保护动作”等信号，主变三侧断路器跳闸，运行人员立即启动事故应急处理预案，巡视、检查断路器，确定其在分闸位置后，随即拉开刀闸，使之处于检修状态。

2 故障诊断

变压器停运后，检修人员立即对变压器本体、三侧开关、刀闸、避雷器等设备进行了详细检查，结果发现变压器本体范围内设备外观正常，无爆炸、着火、烧蚀、放电等现象，但主变35 kV侧氧化锌避雷器雷电计数器A，B，C三相记录数值分别为60，62，60（上次效验设定底数均为60）。从避雷器B相动作情况可以初步断定变压器中压B相可能出现过电压，同时，对1号变压器本体绝缘油取样进行了色谱分析，并现场做了必要的诊断性电气试验。

2.1 直流电阻测量

现场测量的直流电阻数据如表1所示。数据显示，高压绕组与低压绕组的直流电阻均平衡合格，而在中压绕组1，2，3档的直流电阻最大不平衡率均远远超过2%的标准值，同时，在中压绕组5档B相测量中无法注入测量电流，没有测量结果。

查询变压器服役资料，投运时中压无载开关处于4档位置。2011年，由于系统要求改调至5档运行，中压绕组1，2，3档不平衡率严重超标，初步判断变压器中压侧1，2，3档可能长时期处于非使用档位，动静触头氧化，造成接触电阻过大，致使测量数据超标；而中压绕组5档B相无法注入测量电流，没有测量数据，初步怀疑是中压绕组B相无载开关接触不可靠，致使导电部位接触不良，接触电阻增大，产生局部过热，使其周围的绝缘油严重过热，形成局部游离碳。由于变压器油流作用对地产生导电通道，动、静触头在电势作用下发生击穿或对地短路放电产生电弧，将中压线圈抽头部分烧坏，严重时，可能造成整个绕组的烧损。

3.958 3.946 3.980 0.85

2.2 低电压短路阻抗试验

为了进一步确定变压器的故障情况，又做了变压器低电压短路阻抗试验。根据试验数据分析可知，高压绕组回路所测数据正常，中压绕组在4档时测得的数据正常，而调转至5档测量时，C，A相电压、电流正常。在相似条件下，A，B相及B，C相测量时电压、电流均不正常，特别是电流极小，因此，可判定中压B相回路存在问题，可能是5档分接开关线圈熔断或是动静触头接触不可靠。

除上述试验外，还对变压器的绝缘电阻、介质损耗、绕组电容量、绕组变形等项目进行了试验，均未发现异常现象。综上试验分析，初步怀疑该主变压器中压侧B相无载分接开关存在故障，需吊罩检查进一步确认。

3 吊罩检查及分析

为了进一步确定变压器的故障原因及故障点位置，公司决定进行吊罩检查。吊罩检查后，发现所有引线连接均未松动，绕组表面无放电痕迹，铁心和夹件也无异常。但在绕组表面发现大量熔化的铜质微粒，且在B相中压无载分接开关选择器动静触头接触位置有电弧放电烧损痕迹和油垢积聚现象，同时也验证了油气相色谱显示变压器中部油中可能存在火花放电或悬浮电位之间存在火花放电以及底部存在电弧放电兼过热情况的分析。

无载分接开关结构示意图（以B相为例）如图1所示。在B相中压分接开关选择器静触头6和动触头接触位置分别测量中压测单相各触点的直流电阻，试验所得数据如表2所示。根据分接开关各静触头所测得的直流电阻数据，B，C相各测量回路测得电阻值基本接近，结合前面中压侧直流电阻测量结果，可判定主变B相绕组部分未出现问题，且在触头1，2，3，4处也未发现问题，进一步可判定B相动静触头5，6连接处（即无载分接开关的5档）存在接触不良故障。由于变压器无载分接开关动静触头（分接5档）部分已经烧熔，分接开关发热后使弹簧压力降低并变形，且变压器内部器分布着大面积的铜质微粒，现场无法修复，因此，决定将该变压器返厂进行大修。

变压器返厂大修，更换无载分接开关，并对变压器油进行处理后，各项试验数据正常，重新安装服役，现正在系统中安全运行。

4 防范措施

在变压器变换分接开关运行过程中，由于多种原因会致使分接开关接触不良，从而引起发热烧毁分接开关，情况严重时可能烧毁变压器，因此，分接开关的性能会直接影响到变压器的安全运行。针对变压器无载分接开关存在的问题，提出以下几点防范措施：①必要时处理吊芯。首先检查触点部分是否有烧坏或过热变色现象，分接引线与触座的连接是否松动。如果没有缺陷，用浸有酒精（或丙酮）的布擦拭触头各部分，以除掉氧化膜和油膜。②通过手指按压检查动触头（环）和触座的压力，各触头（环）的压力应基本均匀。如果条件允许，还应测量触头接触压力。分接开关严重烧伤时，必须更换。③如果变压器在停电后不做吊芯检查，可进行外观检查，查看紧固有无松动，绝缘是否良好，绝缘距离是否符合要求，档位指示是否正确，手柄是否转动灵活无卡塞（具体应将绝缘开关换挡手柄来回转动几下，以消除触头表面的氧化膜，使之接触良好）。另外，应特别检查开关的动触头是否停留在正确的位置上。④应对检修过的分接开关进行电气试验，测量线圈各分接位置的直流电阻，并与原始记录标准进行比较（同温度下），合格后才能投入运行。⑤提高工作人员的综合检修技能和责任心，严格、规范地执行变压器的检修规程。⑥对运行变压器定期做油的气相色谱分析和电气试验，加强设备巡视，发现问题，及时处理。⑦加强对运维人员的素质培训，提高其工作责任心，杜绝人为操作事故的发生。

5 结束语

综上所述，我们要保证变压器分接开关的触头有良好的接触和导电性能，接触电阻较小而且稳定，通过额定电流时不会有明显的升温。如果发生了故障，就要用色谱分析和电气试验两种方法进行仔细的分析，判断变压器的事故原因，判断故障的性质和部位，确保变压器处在安全的运行状态。

参考文献

[1]李化，杨新春，杨红权，等.一起220 kV主变压器内部连续火花放电故障分析[J].变压器，2010（5）.

[2]韩宏伟.一台冶炼变压器内部放电故障分析[J].科技与企业，2013（23）.

〔编辑：王霞〕endprint