变压器运行中异常现象检修及维护技术分析

周海宝

（唐山不锈钢有限责任公司，河北 唐山 063100）

变压器是钢铁企业的重要构成，变压器能转化不同级别的电压并输出到各个负载中，从而满足其生产需求。但是，受到自身原因和外界隐患的影响，造成变压器的运行产生异常，可能会中断供电，甚至大面积停电。为确保变压器的正常运转，电气设备维护人员应做好变压器的维护检修工作。

1 变压器结构组成和主要部件的作用

变压器主要由保护装置（呼吸器、气体继电器、温度计及安全气道）、铁芯、绕组、器身、冷却装置、变压器油、调压装置和油箱等组成，其中铁芯和绕组是关键组成。铁芯是由导磁性能良好的硅钢片叠装构成的闭合磁路，绕组作为变压器的闭合磁路部分，其主要由导电率较高的铜导线或铝导线绕制而成，变压器主要分为低压侧绕组和高压侧绕组，也就是一次、二次绕组。

2 变压器运行中的异常现象

2.1 油浸变压器油位油温异常

在油浸变压器运行中，绝缘油必不可少，但其极易受到外界的影响，如绝缘油会吸收空气中的水分，因此要确保其密封性，防止和空气接触，避免氧化物的生成。如果出现这种情况，则会增加其损耗，滋生安全隐患，严重影响变压器的正常运转。变压器油位异常指的是油位低于正常值的情况，究其原因，主要是因为变压器本身渗油、漏油或管道阻塞，应对其密封性进行定期检修。在变压器运行中，油液有散热的效果，为了让设备温度处于正常水平，其能发散铜和铁损耗产生的热能。油浸变压器故障原因主要如下：第一，变压器出现放电和短路的情况。第二，受到外界的影响，如变压器温度异常或负荷过大则造成油箱不能正常散热。

2.2 变压器过电压异常

变压器内外部过电压出现异常则会导致设备产生故障。外部产生过电压可能是受到系统内其他电气设备、线路故障短路以及雷击等的影响，内部产生过电压主要是因为电力系统的特定参数改变，滋生电磁场振荡的情况，上述问题直接影响到变压器的正常运行。

2.3 变压器绝缘材料老化

绝缘材料在变压器运行中尤为重要，长期超负荷运行，过高的温度会加速绝缘老化，诱发安全隐患，因此要定期对变压器绝缘性能进行试验。

2.4 变压器噪声异常

变压器在工作时会产生声响，主要是线路中交流电和线圈组间相互影响，造成设备出现震动响声。在出现异常声音后，通常提示设备出现问题，并需要及时解决。究其原因，导致变压器噪声异常的主要因素如下：自身的冷却风扇产生故障、输出电流值超负荷、变压器匝间短路等。

3 维护检修策略

3.1 操作规范

变压器作为钢铁企业的重要组成部分，其提供的电压能满足日常的工作需要。当前，人们越来越重视变压器运行中的安全性，这不仅决定了钢铁企业的健康发展，更关系到人们的日常工作是否能安全高效开展。操作规范能最大限度防止变压器受到人为的破坏，减少其故障和异常，确保其安全运行。通常来讲，相关人员在变压器运转前应认真检查，看设备是否符合要求，并定期测试，避免短路。整体来看，应严格参考变压器运行的标准，防止因操作不当而损坏变压器。

3.2 科学安装

变压器的科学安装是其安全运行的保障，所以要考虑安装条件和环境因素的影响，更要结合设备自身的标准，选择最佳的安装位置，减少不必要因素的影响，保证变压器的正常运行，同时要把变压器的负载控制在正常范围内。

3.3 定期检修

因变压器内部问题造成的变压器异常所占比例较大，因此应强化对变压器的定期检修，并且找出其中潜在的问题，并及时修复，这能避免变压器在运行中突发故障，从而把人力、物力等方面的损失降到最低。具体的检修如下：第一，油箱中油液的检测。变压器运行中因不同故障会产生不同气体，这些气体会不同程度溶解在变压器油中，检修时可以用在线检测装置或取油样离线检测方式，对其溶解的气体成分和含量进行检测，并分析其故障的主要原因，同时也能借助粘稠度、pH值等分析问题。第二，关于绝缘吸收比和直流电阻数据的检测。第三，变压器绕组、套管介损参数检测及避雷设备是否有效接地检测，看其是否符合要求。伴随时代的发展，当前的监控技术日益完善，其能对变压器进行全面监控，如果产生异常的话，则能及时告知相关人员，最大限度保证了变压器的正常运行。

3.4 日常维护

日常维护在变压器的运行中必不可少，进行科学的维护管理能有效减少变压器的故障发生率，如灰尘、污垢等会影响变压器的正常运转，不利于变压器绝缘层的运作，需对其及时清理。同时，应检查变压器中的分接开关功能，对电气连接器进行加固，提高机械转动的准确性，有效解决螺栓松动而产生的变压器异常情况。另外，如果在油液冷却系统中出现生锈、管道阻塞等问题，则会影响变压器的安全运行，所以应做好相关检查工作。

4 建议

气相色谱分析法在军事、化工、医学和电力等行业得到了广泛应用。在钢铁企业的应用实践中，为了更好诊断变压器的内部异常，色谱分析能按照设备历史运行状况、特征气体的含量等使用不同的分析模型，看其是否存在潜在故障。色谱法又称“层析法”，其是一种物理分离技术，其中一相是不动的，称之为“固定相”，另一个是促进混合物流过此固定相的物体，称为“流动相”。在变压器出现异常时，分解气体会在变压器油中溶解，如果故障严重时，则会聚集成游离气体。不同的故障会诱发不同的特征气体，这些故障气体的含量和故障种类有紧密关联，通过分析在油液中溶解的气体，能及时找出设备内部中存在的潜在威胁，并对故障的发展状况实施密切监视。变压器油在热故障或电的影响下，能让C-C键或C-H键断裂，同时伴随少量的氢原子和不稳定的碳氢化合物自由基，这些自由基会通过复杂的化学反应重新化合，形成低分子类气体，如CH4、C2H4、C2H6、C2H2等。电力变压器的内部故障主要分为放电性、绝缘受潮和过热性等种类。过热性故障主要是因为设备的绝缘性能恶化造成的，主要分为裸金属过热和固体绝缘过热两类。二者的区别主要以CO、CO2的含量为主，前者含量比较低，后者含量较高。放电性故障指的是设备内部出现放电情况，造成设备的绝缘性能恶化。

在判断变压器设备是否有故障时，首先应把气体分析结果中的CO、CO2、H2等指标和色谱分析导则中规定的注意值实施对比。如果某一项含量超出注意值，则应予以重视。同时，应和历史数据进行对比，如没有历史数据，则要明确其检测周期实施追踪分析，甚至检查其内部，把负荷控制在合理范围内。如果变压器油液中含有氢，但没有超过注意值，且气体含量稳定，没有蔓延趋势，则认定为变压器正常。值得注意的是，应注意CO、CO2含量的比值。变压器在运行中固体绝缘老化会产生CO、CO2。另外，油液中CO、CO2的含量和变压器的使用时间相关，同时也和运行负荷、设备结构和温度等因素相关，因此至今尚没有规定统一的注意值。在开放式的变压器中，CO含量小于300µl/L，CO、CO2的比值在7左右，则认定为正常。如氢超标，一般超过150µl/L要引起注意，要及时分析原因，加以处理。在不锈钢公司1580区域对变压器油取样检测时，一台ZSF-12600/35整流变压器绝缘油中溶解气体与水份检测结果为H2含量为325.09µl/L、O2含量0µl/L、CO含量1447.77µl/L、CO2含量15131.54µl/L、CH4含 量430.36µl/L、C2H6含 量163.88µl/L、C2H4含 量1432.55µl/L、C2H2含量11.27µl/L，总烃含量2037.98µl/L、水份0mg/L。经与以往相关维护、检测试验记录进行比对，综合分析判断，变压器器可能存在高温过热、分接开关接触不良、引线夹件螺丝松动局部短路、层间绝缘不良等故障，继续运行存在重大隐患，为保证生产安全稳定及时将该变压器进行了替换，进行离线维护，避免了变压器故障给企业连续稳定生产带来损失。

5 结语

综上所述，在变压器的运行过程中，异常情况在所难免，只有定期维修检查才能把损耗降到最低。鉴于此，在具体的工作实践中，工作人员应不断提高自身的应变能力，树立良好的故障预防意识，定期检修设备，处理安全隐患，为钢铁企业的运转提供重要支持。只有这样，才能充分发挥变压器在钢铁企业的作用，从而实现经济效益和社会效益的最大化。