电力变压器的故障分析与预防保护

龙建伟

【摘 要】电力变压器是整个电力系统中不可或缺的设备之一，用来实现电压转化和能量转化，其运行安全对整个电力系统的运行安全具有直接影响。随着我国工业企业的发展，电力变压器的故障问题频发，为了进一步保证行业发展，笔者探讨了电力变压器的故障特点以及预防保护措施。

【关键词】电力变压器；故障分析；预防保护

变压器安全涉及到整个电力系统的安全，因此对变压器的保护应才能够故障发生原因和形态入手，及时预防和解决故障才能确保变压器的稳定运行。并且，变压器故障具有多样性，要求安全负责人具有丰富的经验，并且能够应对临时性故障，制定并执行相关故障处理措施。

1 电力变压器的故障

电力变压器的故障主要分为内部故障和外部故障两种。其中内部故障是由于变压器的油箱故障所引起，主要处理方式为瓦斯和差动保护动作以切除变压器；外部故障则包括各种线路不良造成的故障以及绝缘套管的破损等，可以采用差动保护来切除变压器。对于无延时类变压器，设备主要故障就与变压器的差动稳定性有直接关系。另外，外部故障还可由变压器不同侧面的母线引起，当故障变压器未启动故障保护时，应依靠后备保护开关跳闸来解决变压器故障问题。但此时变压器就会承受来自外部区域的过电流冲击，可能引起变压器的损坏，此时需要控制变压器的热稳定性，以降低故障发生几率。

2 变压器出现故障的原因

变压器出现故障的原因众多，其中主要是来自于天气等外部环境的破坏、变压器自身过载或线路涌流以及变压器开关所造成的故障。

（1）雷雨天气造成的变压器故障

雷雨天气易造成变压器故障，这是由于避雷器在接电电阻的设计上过高，或者过长或者截面积小。当发生雷击时，电压迅速上升，上升到一定阶段后，就会引起变压器绝缘被损坏。在地线设置上存在不合理，使得避雷器与地线之间存在重叠，从而影响变压器的绝缘性，造成故障。

（2）过载或线路涌流

过载是指用户过多导致瞬间电流增大，进而使变压器线圈温度快速上升，降低绝缘效果。同时使线体裸露，而造成匝间短路。或者由于外部故障冲击力导致绝缘破损，进而发生故障。

另外：除明确查明为雷击事故，我们将其他冲击故障均视为“线路涌流”。线路涌流即线路干扰，是电力变压器故障的主要原因，对变压器造成的伤害也排在首位。一般出现的现象包括线路故障、合闸过电压、电压峰值和部分输出异常。其中，变压器出口突发性短路带来的危害最大，短路将导致电流瞬间增加，產生机械应力二导致线圈破坏，或者垫板松落，因此故障，通常会导致整个变压器无法使用，需要停机查找故障，因此需要得到维修和管理人员的重视。

（3）分接开关故障

开关故障对变压器具有一定影响，通常变压器漏油是造成分接开关裸露在外的主要原因，长时间外漏所造成的结果就是开关受潮而失效，甚至导致短路，使变压器损坏。变压器分接开关的促动较为频繁，因此会造成触头上的磨损，腐蚀或者污染，电流的热效应也会导致在弹簧的性能减弱，破坏动、静触头之间的压力。

3 电力变压器故障的预防措施

变压器故障的预防与保护同样重要，并且很多故障隐患可以同有效的预防而避免。企业应建立专业的变压器故障预防团队，加强对设备的操作管理和巡视，减少故障的发生几率。其维护过程如下。

（1）运行维护

保持变压器的套管等装置处于清洁状态，对产生的污垢进行及时处理，以防止受潮和机械破损，影响变压器性能。时刻对变压器装置进行检查，及时处理断线、脱焊等问题；在油冷却系统中，要检查系统散热器是否存在污垢聚集，渗漏现象，及时控制以控制造成变压器零件的机械损伤；保证电气连接的紧固安全，对开关进行安全查找，并在使用过程中进行巡查，常见的开关安全问题包括水腐蚀使功能下降，转动不灵活以及机械破坏等，要求对变压器线圈进行检测，并且能够对出现问题的开关进行更换，以减少安全隐患；每年检验避雷器的接地性能，防止雷雨天造成的短路，要做到时刻检查，及时更换损坏的变压器。

（2）变压器引出线短路故障处理

对工厂而言，额定电压和额定电流较大，应采用单独运行的变压器与备用变压器，一遍预防变压器的临时短路等问题。当后备保护时限大于0.5S时，应采用电流速断保护。技术查找变压器隐患，如电流速断保护灵敏性不符合要求的，要及时装设差动保护。对于高压侧电压为330KV及以上的变压器，要装设双重差动保护。而对发电机变压器组，在未发生短路现象时，应以发电机的处理原则进行处理。此外，还应实施差动保护方案。针对变压器运行中出现的涌流，设置差动保护来应对不平衡电流，减少变压器误动。

（3）110KV及以上电力系统变压器故障处理

本文主要探讨110、220KV中性点直接接地的变压器。每段带有两个时限，以较短的时限动作于故障范围查找，而以较长的时限动作于断开变压器各侧断路器。接地中性点出现放电间隙时，应采用零序电流保护。当变压器失去接地中性点时，零序电流电压保护作用于断路器的时间约为0.3～0.5s，而在中性点无放电间隙时，需要两段零序电流保护措施来预防故障。并在第一段设置一个时限，第二段设置两个时限，这样就会通过中性点的时限来判断故障的位置。零序电流变压器未接地状态下试试保护，可独立采用一段，且带有一个时限。

4 总结

变压器的运行维高护是电力系统运行中的重要问题，保证变压器安全才能确保电力系统的运行问题。文章探讨了变压器在不同使用环境下所造成的故障和故障隐患，并且基于变压器的不同种类提出了高水平的预防和维修方案。以确保变压器稳定运行，提高其使用寿命。

【参考文献】

[1]林海.500KV变压器故障诊断分析与预防[J].科技与生活，2012（23）.

[2]刘辉.电力变压器故障分析与诊断预防措施[J].中国电子商务，2012（19）.

[责任编辑：张涛]endprint