变压器故障分析及预防对策

陆钊　邱辛泰

摘要：变压器是电网系统的重要组成部分，如果其出现故障将会在根本上影响电网运行的安全性与稳定性。变压器故障发生时大多伴随着电弧、放电以及剧烈燃烧等情况，造成电力设备出现短路等故障，导致电网系统不能正常运行，严重的甚至会造成人身伤亡。为了保证电网的正常运行，必须要做好对变压器的管理工作，针对常见的故障进行分析，并结合其运行特点，确定可行的防止措施。文章分析了变压器常见故障，并提出了相应的预防措施。

关键词：变压器；故障分析；防止对策；绝缘接地；电网系统 文献标识码：A

中图分类号：TM407 文章编号：1009-2374（2015）05-0131-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0397

为降低变压器故障发生的概率，提高电网运行的可靠性，必须要做好对各类故障的研究与预防管理工作，确定故障发生的原因，采取有效的措施进行控制。输电网变压器设置的位置比较特殊，受外界因素影响比较大，管理工作稍有不当就会出现运行故障，因此需要注重管理各影响因素，做好变压器安装、维修以及检验等环节

管理工作，提高其运行效果，保证电网运行的安全性。

1 变压器故障原因分析

1.1 雷击影响

变压器一般都被设置在野外环境中，受到外界环境因素的影响更大，在设备安装施工时，一般都会将防雷设置作为重点环节。经过各种防雷防护施工后，变压器被雷击的可能性比较小，但是一旦发生造成的影响十分恶劣，因此也算是造成变压器故障的主要原因之一。一般情况下，除非具有明确特征证明属于雷击事故，基本上都是将冲击故障划分到“线路涌流”中。

1.2 线路涌流

线路涌流可以说是对线路造成干扰最大的因素，同时也是导致变压器故障的主要原因，一直以来都是变压器故障预防措施中重点研究的内容。线路涌流故障主要表现在合闸过电压、线路故障以及电压峰值以及其他输配方面存在的异常现象，如果管理不到位，很容易就会因为此类问题而影响变压器的正常运行。想要解决此类问题，需要进一步加深对冲击保护验证的研究。

1.3 绝缘老化

就变压器实际应用情况来看，在所有故障原因中绝缘老化出现的频率比较高。因为变压器运行环境特殊，为保证输电网的正常运行，变压器需要持续不间断地运行，在运行过程中与周围设备产生的热量会对绝缘造成损坏，加速绝缘老化的速度，降低其所具有的功能，严重的就会导致变压器运行故障。与绝缘正常变压器运行效果相比，绝缘老化的变压器使用寿命大大降低，不但加大了设备运行危险性，同时也增加了资金的投入。

1.4 维护不当

变压器是维持输电网正常运行的主要设备，再加上其运行环境的特殊性，应安排专业的维护小组对其进行检修，但是实际中受地理环境以及变压器数量等因素影响，日常管理工作并不到位，不能及时发展存在的问题，在问题持续发展的情况下，导致变压器出现故障。例如受潮是影响变压器运行效率的因素之一，主要包括顶盖渗漏、管道渗漏、配件浸入油箱以及洪水等原因，不能通过检修来完成对受潮情况的处理，影响设备正常工作。

1.5 设备过载

主要是因为设备负荷运行导致的故障，即设备长时间处于超过最大功率的状态，经常发生于发电厂或者用电部门持续缓慢提升负荷的情况下，在未经管理的情况下达到超负荷运行的状态。长时间的超负荷运行，会加速绝缘的老化，一旦变压器绝缘纸板老化，其强度降低，

这样在外部故障的冲击下会导致绝缘破损发生故障。

2 变压器故障预防措施分析

2.1 加强安装管理

首先，保证运行负荷变压器设计允许范围之内，如果是油冷变压器则需要对顶层油温进行定时监测，保证变压器运行正常。其次，在确定变压器安装地点时，应保证其满足设计与建造相关规范要求，尤其是对于户外变压器的安装，更是要保证各项数据都满足安装设计要求，做好防雷处理，降低外界因素对设备运行造成的影响，确定变压器所具有的条件能够满足户外运行需求。

2.2 做好用油质量检测

基于变压器的运行特征，随着水分的增加，变压器油的节电强度会急剧降低，一般情况下油中万分之一的水分可以降低变压器一半左右的介电强度。基于此必须要做除小型配电变压器以外的所有变压器油样进行击穿试验，准确测定水分含量，然后采取过滤的措施将其去除。另外，还需要进行油中故障气体分析。应用变压器油中8种故障气体在线监测仪，连续测定随着变压器中故障的发展而溶解于油中气体的含量，通过对气体类别及含量的分析则可确定故障的类型。每年都应作油的物理性能试验以确定其绝缘性能，试验包括介质的击穿强度、酸度、界面张力等。

2.3 加强日常维护管理

首先，应保证瓷套管与绝缘子的清洁度，并做好电气连接紧固程度的检测，保证其满足变压器运行需求。其次，针对油冷却系统进行全面检查，确定散热器不存在生锈、渗漏、污垢淤积以及损伤等。再次，做好分接开关与避雷器接地处理的检测，一方面检测触头紧固度、疤痕、灼伤以及灵活性等因素，另一方面，检测接地电阻，保证其低于5Ω。最后，应每隔三年都要对变压器的线圈、避雷器以及套管进行全面检测，确定构件不存在损伤，可以满足变压器运行需求。

3 变压器故障处理措施分析

3.1 绕组故障

绕组故障主要包括匝间、相间短路以及断线与接头开焊相关问题，出现此类问题的主要因素是因为变压器在生产与安装过程中，造成绕组一部分绝缘体被破坏，影响了绕组的功能的正常运行。变压器一般都是长时间持续运行，在长期过载与散热困难情况下，导致绕组温度上升加剧了绝缘的老化。另外，绕组制造工艺不佳，压制不够严密，构件的机械强度不能满足设备运行需求，这样在发生短路时，绕组不能承受冲击影响，造成绕组变形被损毁。因此，在对绕组故障进行处理时，应将管理工作渗透到设备安装以及日常检修中，检查确认绕组性能的完整性，保证其机械强度可以满足变压器运行需求，不会因为构件本身制作质量而影响到变压器运行效果。

3.2 分接开关故障

一般情况下分级开关故障的发生，主要是因为相间触头或者接头放电而造成构件表面灼伤与熔化。想要避免此类故障的发生，应确定连接螺丝已经拧紧，不存在松动情况；保证分接头结缘板绝缘级别满足变压器运行需求；将带载调整装置配备到位，另外还要避免因为油酸价过高而对分接开关接触面造成的腐蚀。

3.3 铁芯故障

如果铁芯柱穿心螺杆或者铁轮夹紧螺杆绝缘存在问题，很有可能会出现铁芯故障。在变压器运行过程中，一旦出现绕组或者铁芯故障应立即对吊芯进行检查，测量并记录各相绕组直流电阻，然后对测出的数据进行比较。如果两者差距比较大，则证明绕组存在故障。然后在此基础上观察铁芯外观，并用直流电压、电流表测量片间绝缘电阻，如果铁芯外观损坏程度比较小，则可以选择对损坏处进行涂漆的处理方式。

4 结语

变压器运行环境相对特殊，受到外界因素的影响比较大，但是其影响着电网运行的可靠性与稳定性。为降低其故障的发生率，需要全面分析故障出现的原因，并在此基础上进行研究，采取可行的措施对故障进行处理，并做好相应的预防措施，争取降低各类因素的影响，提高变压器运行的可靠性，促进输电网的稳定

运行。

参考文献

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[2] 高权.电力变压器故障分析与诊断[D].华北电力大学（河北），2009.

[3] 薛文智.浅谈变压器故障分析处理及在线监测技术

[J].科技视界，2013，（22）.

[4] 管胜利.220kV变压器故障分析与检测的研究[D].华北电力大学（北京），2010.

作者简介：陆钊（1988-），女，江苏无锡人，江苏省电力公司无锡供电公司助理工程师，在读工程硕士，研究方向：电力系统及自动化。

（责任编辑：蒋建华）