水电厂变压器发生故障的原因及解决措施

徐姣

摘 要：在水电厂日常运行过程中，变压器是水电运行的主设备，是电厂的发电、输电是否能可靠运行的关键因素和必要条件，与水电厂的各生产环节有着紧密联系及深远影响，变压器设备是水电厂能否正常运转的关键因素。因此，水电厂的工作人员必须时刻关注着变压器设备的日常运行情况，确保其稳定性、安全性以及可靠性。排查变压器的缺陷与故障，降低变压器的安全隐患，避免设备事故对水电厂造成经济损失。本文针对水电厂变压器发生故障的原因进行探讨，并采用有效的措施对其故障进行解决。

关键词：水电厂;变压器;故障原因;解决措施

为了确保水电厂运行的稳定性与安全性，水电厂工作人员必须定期对变压器的运行情况进行详细地检查。在设备故障排查过程中，分析变压器在运行过程中存在的具体问题，包括绝缘老化、铁芯故障、绕组故障、密封问题、油路故障等等，并及时采取有效的解决措施，确保变压器在水电厂中能够稳定可靠地运行，为人们提供良好的电力服务。

1水电厂变压器发生故障的原因

1.1设备故障检查

对设备进行定期检查维护，以保证设备没有缺陷及安全隐患，而对设备开展的检查主要在设备的两种状态下进行：运行态和检修态。

运行态：是在设备的正常运行前提下，对设备开展的常规检查。包括设备温度、油位、绝缘是否正常，设备是否存在异响，设备的冷却系统运行是否正常，设备是否存在不明火花，或者明显的渗漏点等等。运行状态下的检查比较简单、常规化，被发现的问题也大多比较明显，问题症结较易被分析出来。

检修态：是在设备处于检修状态下，对设备开展的一系列检查。检修态的变压器处于停运状态，工作人员对设备的绝缘、控制元件进行测试，检查设备是存在问题。这种检查比较繁琐、专业，很多隐性的缺陷会被检测出来，并根据具体情况进行维修改造。

如果无法在设备的运行态及检修态过程中及时发现设备存在的问题，而造成设备在运行过程中发生设备故障，那会对设备带来极大损坏，给水电厂带来巨大损失。

1.2绝缘老化问题

运行多年后变压器存在的最大问题是固体绝缘的老化。变压器的固体绝缘材料主要是绝缘纸板，绝缘纸板主要成分是纤维素，变压器绝缘老化过程即是纤维素的降解过程。[1]绝缘纸老化后致使变压器绝缘强度下降，导致设备在运行过程中发生电气击穿，而造成严重的事故。

据相关数据显示，固体绝缘老化问题一直都是提高变压器设备运行效率急需解决的任务。由于绝缘层的主要作用就是防止设备在运行过程中出现内部电流严重泄漏的问题，避免安全事故发生的可能性，可见他的重要性。变压器经过长时间运行，绝缘材料自身的性能会受到高温、水分、氧化作用等客观因素的影响而发生变化，最终引起绝缘材料的老化，绝缘层一旦发生老化问题，就会严重降低自身的绝缘性能，增加设备放电、击穿或短路的几率，严重威胁变压器运行过程中的安全性和稳定性。

1.3油质故障问题

水电厂的变压器大多数选择油浸式变压器，变压器内部充满了变压器油，变压器油主要作用是对运行设备进行绝缘、降温、防潮等保护。设备内部的油质一旦发生变化，特别是杂质、水分含量增加，会对设备内部绝缘性能及散热功能造成极大影响。而长期的内部运行温度过高又会加速设备内部绝缘性能降低，最终因为变压器内部绝缘降低致使设备内部故障，造成设备的短路或断路现象，甚至还会导致油箱出现严重渗油或者漏油的问题，增加设备安全事故的发生几率，影响设备地正常运行。

1.4绕组变形故障

变压器的绕组在运行过程中受到设备内部电流地冲击，巨大的冲击力使得绕组急剧发热，较高的温度会使绕组损坏或变形。[1] 变压器绕组受到破坏后，对设备绝缘有极大地影响，导致局部放电或者匝间击穿。最终会造成变压器内部发生短路或断路现象，严重威胁设备正常运行，发生安全事故。

1.5 其他原因引起的设备故障

设备制造：设备制造工艺不良，设计不合理，设备材料不过关等设备生产原因造成的设备问题;

设备运输及安装：设备在运输或者安装过程中，颠簸、潮湿、高温、撞击等对设备带来的损害，造成设备绝缘、密封能力受到破坏;

运行环境：长期在高温、潮湿的环境下运行，对设备的密封、散热能力是巨大的考验，长期以往不利于设备地安全稳定运行。

2水电厂变压器发生故障的判断及解决措施

2.1运行态设备检查问题

设备维护人员要制定严格的运行设备巡检制度，具体到检查项目及检查周期。重点监测项目包括设备的环境温度、运行温度、设备油温、设备油位、设备有无油水泄漏点、有无异响;设备现场消防设施是否完备，消防器材是否在规定使用期限内;设备有无闪火点、局部放电或高温问题。若其中一项检查不符合要求的，根据实际情况进行处理，处理过程中做好安全措施，保障人员和设备的安全。设备日常巡检非常重要，通过巡检能迅速发现设备存在的表象问题，及时处理设备缺陷，避免问题扩大而造成设备损坏，进而发生安全事故。

2.2针对绝缘老化问题

变压器绝缘材质老化与否，可以通过变压器油的化学试验进行判断。主要的试验包括变压器油的气相色谱分析法、油中糠醛含量检测和酸值试验。其中，最直观的试验是糠醛含量检测，对于运行时间较长的变压器要求定期开展油中糠醛含量分析试验，数据不合格的基本可以判断变压器绝缘材质老化。

如何防止运行设备绝缘材料老化过快呢？第一，在运行过程中，工作人员需要对变压器设备的运行温度进行有效控制。长期高温、高负荷运行，会加速绝缘材质的老化。在变压器中设置一个温度测量仪，对设备运行时的温度情况进行实时监测，随时掌握设备内部的温度变化，可以确保设备运行过程中的温度被控制在合理范围内，有效地避免了因长期高温运行对设备绝缘材质造成永久性损害，进而影响设备运行的安全可靠性。第二，严格遵守变压器油检测标准，按照标准要求开展油质检测工作，在检验过程中若存在油质不合格现象，要及时更换变压器油。降低因油質不合格造成绝缘材料污染而老化的现象;第三，及时更换设备中不合格的绝缘材料，避免因绝缘材料不合格造成变压器内部绝缘降低，威胁设备运行安全。

2.3变压器油变质及处理措施

变压器中充满了变压器油，变压器油是重要的绝缘介质。优质的变压器油具有绝缘、散热冷却和灭弧的能力，同时还能隔离空气和水分，降低设备内部元件氧化和受潮锈蚀的可能性。[2]设备运行时，由于受运行条件的影响，会使油质发生物理或化学变化产生气体、水分、杂质等，通过油质检测可以判断设备当前的运行环境和设备内部故障，所以变压器油又是设备运行的晴雨表。

对于设备中变压器油，国标规定了严格的检验周期，主要分为新变压器油和运行中油。日常工作中要严格按照检验周期和试验项目开展油质检验工作。常规的检测项目包括油质水分、颜色、击穿电压、介质损耗因数、气相色谱分析、含气量分析等等。对于运行时间较长的变压器可以做油中糠醛含量分析、酸值含量、界面张力等试验判断变压器油的老化程度。

顏色可以直观判断油质性能，包括透明度、颜色深浅、有无游离水等等;水分可以用来判断油质的运行环境情况，如冷却系统有无漏水，设备的密封环境是否良好等;击穿电压、介质损耗因数等试验可用来判断油质的绝缘性能好坏，若试验结果超出了标准要求，那么油质的绝缘性能可能会降低，设备运行会有较大安全隐患;气相色谱分析和油中含气量分析都是针对油中气体分解情况开展的试验，特别是气相色谱分析法能初步判断设备内部发生的电气故障类型，属于高温过热还是内部放电，特别是当分析结果中含有乙炔，那就要特别重视，可能是设备内部发生火花发电故障。

严格遵守规程开展油质检验工作，一能保证油质性能良好，设备在油质的保护中运行;二是能尽早发现设备内部缺陷，及时处理以做好变压器的维护，避免设备故障扩大而引发严重的安全事件，保障设备稳定可靠地运行。

2.4其他判断设备缺陷的方法及措施

变压器处于检修状态，为了判断变压器内部有无存在缺陷，要对设备的铁芯、夹件、绕组和套管等开展预防性试验，特殊情况还应开展特性试验，以判断变压器内部存在的安全隐患问题。1、对变压器绕组开展绝缘电阻试验、介质损耗因数测试、吸收比或极化指数试验。通过介质损耗因数测试，能发现变压器设备绝缘整体受潮、劣化变质及设备贯穿和未贯穿的局部缺陷;开展吸收比极化指数试验可以检查出设备整体的绝缘状况，能有效地发现设备绝缘整体受潮、脏污以及贯穿性缺陷。2、对铁芯和夹件做绝缘电阻试验。绝缘电阻试验的设备是兆欧表，通过此试验可以检测出被测物绝缘是否有贯通的集中性缺陷、整体受潮或贯通性受潮。若存在问题，被测物的绝缘电阻会有明显下降。若绝缘只有局部缺陷，而两级间仍保持有部分良好绝缘时，绝缘电阻降低很少，因此不能检出这种局部缺陷。而且绝缘电阻受工作环境的温度、湿度、及被测物表面的脏污程度影响很大，所以测试过程中要注意当前工作环境。[3]若在试验过程中，发现了数据异常，要及时检查并处理设备缺陷。设备检修就是为了发现并处理运行中设备存在的隐藏问题，才能保证设备日常运行的安全性和稳定性。

结束语

综上所述，在水电厂整体运行的过程中，变压器运行正常与否是十分重要的，为了保障变压器在运行过程中的安全性与稳定性，需要及时发现并处理变压器设备存在的故障问题。最重要的是有效分析设备缺陷原因及具体位置，才能根本上解决设备问题。同时，在解决相应问题后，工作人员需要汲取、总结事故处理经验，举一反三，避免类似问题再次发生，提高变压器的运行效率与运行水平。

参考文献：

[1] 陈化钢.电力设备异常运行及事故处理手册[M].北京：中国水利水电出版社，2009.

[2] 汪红梅.电力用油（气）[M].北京：中国电力出版社，2015.

[3] 陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].北京：中国水利水电出版社，2009.