变压器的异常现象及其防范措施

朱智聪

摘 要：本文主要以变压器工作原理作为出发点，分析了变压器的异常现象和防止措施，以期为加强变压器安全有效运行提供一些参考和意见。

关键词：变压器 异常现象 防止措施

根据变电站变压器的工作原理可以得知，变压器主要依靠磁场的调节作用来实现电压的自动调节。调节电压的方式主要是通过自由切换分接头，控制电力系统中输电环节，确保输电环节的电流所承受的负荷量比例在变电站中的比例范围内。假设负荷容量超出了变电站的比例范围内，就会导致变压器出现异常的情况。

一、变压器工作原理

根据变压器的绕组类型看，变压器主要由双绕组变压器、自耦变压器和三绕组变压器组成。就自耦变压器而言，其变压器原理主要是依据变电站绕组的变压高低来决定，变压器设计人员在变压器的中间抽离一个存放低压绕组的出线位置，确保变压器两端的电流保持平衡，并保证变压器中的自耦变压器的绕组匝数与变电站成一种正比例的关系，与两端的电流成一种反比例的关系。根据变压器的作用看，升压变压器和降压变压器是变电站的重要组成部分。电力技术人员要想保证电压器的电流在标准范围之内，就需要加强电力系统与变压器电压之间的联系，不仅可以方便电压施工技术人员对电压器进行分接头切换处理，还可确保电流负荷量控制在变压器的标准内，确保电压的质量。

二、变压器的异常现象

1.变压器运行电压异常。温度、气体、环境、水分等是影响变电站变压器运行过程中的重要因素，温度过高或者过低都会阻碍变电站中的变压器输电传输，最终造成变压器输电传输功能的失效。气体会受到变压器周围的环境因素影响，变压器中的气体如果发生异常的话，变电站的信號就会受到干扰，造成信号发生跳跃的现象。变压器的油箱是影响变压器运行正常稳定导致的重要因素，如果信号发生跳跃就会导致油箱内部发生故障，从而影响变压器的输电系统功能正常发挥。变压器的输电功能会受内部信号和磁场等因素的影响，一旦输电功能出现故障，变压器运行电压就会出现异常。

2.变压器继电干扰异常。变电站的变压器主要是利用磁场实现高低压电流的切换，通过电力发电厂输电系统输出电能，在变压器中进行电能转换，从而实现远距离传输电能的目的。输电系统作为电力系统中的核心部分，是影响电力系统正常运转的重要因素。与此同时，输电系统的维护及其处理所耗费的成本相对其他系统而言其比例较大，一旦发生“一次系统”的故障和继电保护装置受到电磁干扰的情况，电力系统就会发生短路故障，切断变压器的短路器，就会加大政府的资金投入力度，避免出现变压器设备受到严重的磁场干扰而阻断整个变电站的输电系统的情况。因此，电力系统技术维修人员需要将受到电磁严重干扰的变压器与回路设备连接起来，从而形成回路，减少变压器的辐射干扰因素。一般情况下，变压器的辐射主要受高压开关场的干扰和步话机的干扰，影响变压器中的自耦变压器的绕组匝数，通过控制高压开关场和步话机的开关按钮实现电容耦合，最终出现变压器继电干扰异常的情况，不利于变压器的正常运转。

3.变压器线路绕组出现异常。变压器绕组是变压器的心脏，是变压器结构体系的重要组成部分。就变压器电器回路异常现象主要表现在：绕组短路、变形 和位移等。变压器绕组出现异常问题的因素主要是由外在因素和内在因素组成。就内在因素而言，主要是绕组结构本身及绝缘不合理造成。在所有的异常因素中，绕组出现短路的频率最高。它不仅严重影响变压器结构本身的运行状态，还会严重影响变压器的绝缘体和引线部分。因此如果不及时处理变压器线路短路和线路绕组故障，就会导致变压器绕组完全损坏，甚至会发生爆炸事件。

三、防止措施

1.变压器运行状态措施。变压器的运行状态是影响变电站变压器正常稳定运行的主要因素。因此电力技术人员需要加强对变压器运行的监控力度，采取合理的措施降低输电体系中的电流负荷量过大以及变压器外部受到磁场干扰而造成的短路输电风险，把提高变电站高压输电效率作为继电保护措施中的主要目标。针对我国电力系统中输电系统成本比例过高的情况，政府需要合理控制内部成本，降低电力系统运行成本支出。变压器运行状态措施的方法主要有继电保护、输电体系中的电流电能控制保护、差动保护、电流负荷保护及其继电器温度保护等，其中输电体系中的电流电能控制保护和继电器温度保护是保护变压器继电运行的主要措施，不仅可以直接检测和控制变压器的运行状态，还可以确保变压器运行状态得以安全、稳定运转。

2.变压器继电运行检测。变压器作为变电站的重要设备，是影响继电运行的主要因素之一。因此，电力技术人员需要加大继电运行措施检查的控制力度，抑制变压器中的检验电流负荷以及电流回路出现升流的现象。对继电保护装置进行检测的主要目的是为了确保电力系统中的电流回路保持平稳运转，其解决的首要任务是确定变压器的改变定值标准及其定值范围，其次是解决电流回路的线路，最后是检查和验证电流回路升压、降压。工作人员在确定完改变定值标准及其定值范围和完成多次检验电流回路升压、降压工作后，要注意不要拔掉插头，避免出现变压器继电定值出现偏差的情况，从而引发故障。

3.变压器安装与调试。安装工作人员在进行变压器安装工作之时，需要注重检查高压线是否完整、高压绝缘子是否完好，避免损坏的高压线和有碰伤的高压绝缘子进入高压接触箱体内，从而影响工作人员的生命安全。工作人员在安装变压器之前，需要检查变压器筒体之内是否有杂物、测试湿控装置的湿度显示仪指标是否标准、工作接地截面是否符合相应的规定，从而为顺利展开变压器安装工作提供保障。变压器不能侧面放置，需要水平放置，其安装水平度的误差不能超过 2‰。就母线而言，要将封闭之后的母线与变压器相连（图1所示）。首先，变电所维修检查人员需要查看导线和金具是否完好无缺，防止有损坏的金具和导线影响电路路线的流畅度。其次，为进一步检查金具和导线的接头是否存在过热现象，维修检查人员需要观察母线的涂漆或者示温片是否变色。并用设备仪器测试测量导线或者金具接头处的温度，一旦发现裸母线接头处的温度超过70℃、导线和金具接触面锡覆盖层温度超过85℃、导线和金具接触面覆盖层温度超过95℃、闪光焊接面温度超过100℃时，工作人员需要立即停止母线的运行工作。最后，维修工作人员需要定期清理母线和绝缘子，并定期检查母线接头处是否安全。一般情况下，测量绕组的直流电阻和25MVA的三相变压器之间的差值是维修检查工作人员进行变压器调试工作的首要步骤。根据相关规定，变压器绕组的直流电阻与变压器之间的差值应该小于2%。维修检查工作人员需要测量绕组的绝缘体电阻及吸收比，绝缘电阻值不应低于产品出厂值的70% ，吸收比与产品出厂值相比应无明显差别，在常温下不应小于 1.3。维修检查工作人员需要检查左右导线和绝缘子接头处的变压比是否符合变压比相关规律，为进一步完善变压器调试工作提供帮助。

四、结语

作为高压电网主要组成部分之一的变电站中的变压器，其正常稳定运行需要电力技术人员加强对变压器运行状态和变压器继电运行的维修和处理工作，争取在第一时间将故障和问题进行处理，为电力系统的安全稳定运行提供保障。

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