电力变压器的维护与检修研究

刘 华，胡 利，杨 佳，胡玉柱

（阿坝师范学院，四川 阿坝州 623002）

0 引 言

电力变压器的正常运行是保障整个电网安全的重要前提。在大型发电站中，变压器的成本很高，当其发生故障时维修相对困难，因此对于变压器的日常检修就显得尤为重要。历史检修数据对于变压器的故障分析及维修都有帮助，不仅方便了对故障问题的研究，而且提高了检修的效率。

1 变压器主要部件及其功能

铁芯是变压器的磁路部分同时又是变压器的机械骨架，利用铁芯叠片还可以作为立柱支持绕组。变压器中的绕组是变压器输入和输出电能时的电气回路，是变压器的导电部分[1]。变压器绕组的排列方式有同心式，高、低压绕组同心地套装在铁芯上，高压绕组在外侧，低压绕组在内侧。变压器中的调压装置分为无载调压装置和有载调压装置，其通过调整分接头增加或减少绕组的匝数比，从而调整电压比，使电网电压在合理范围内变化。

油箱是变压器的外壳，其内注满了变压器油，具有散热和绝缘作用。冷却装置是由散热器风扇和油泵等组成，当变压器在运行时，空载损耗和负载损耗会以热量的形式扩散，从而升高温度，此时冷却装置会将变压器的运行温度降低在安全范围内[2]。

2 电力变压器常见故障

电力变压器的故障可分为内部故障和外部故障两大类，而引起两大故障的原因又千差万别。变压器常见的故障包括变压器异声、变压器跳闸、冷却系统故障、变压器热故障以及变压器渗油等。在其工作时，能量的输送过程中大部分能量以电能的形式传输，剩余的大多数是作用于变压器的绕组，铁芯和金属结构件中产生焦耳热以热量的形式散发。如果在这个过程中产生的热量大于散发的热量，那么会使得产热等于散热的平衡失调，导致变压器过热，出现变压器热故障。而冷却故障是指变压器冷却装置无法使油经散热器冷却后流回油箱，降低变压器的油温。当冷却装置发生故障时，需要根据不同后台报警信息及现场异常情况对发生故障的原因进行判断。其中渗油主要是油侵式变压器的常见故障之一，变压器出现渗油会严重影响变压器的安全运行。而变压器渗油的原因是变压器的运行环境恶劣、零部件质量问题及工作年限超期等[3,4]。

变压器在正常工作运行时会发出均匀的嗡嗡声，是一种有规律的振动。当变压器工作发出的响声不规律，甚至杂乱，则表明发生故障，此时需要根据不同的异音对变压器进行检查并修护。变压器正常运行时，储油柜的油位应该位于1/2左右处较为合适，过高或过低都表示变压器油位异常，其原因可能是漏油或者是变压器超负荷工作[5]。

3 变压器常见故障检修

3.1 变压器热故障检修

红外诊断技术早已经广泛应用于人们的日常生活，将红外成像检测技术运用于变压器的热故障检修是目前很重要的检修手段。其原理是利用带电设备的致热效应获取变压器机身发出的红外辐射信息，采用图像法和温差法来测定变压器的温度是否处于正常状态[6]。变压器常见的热故障一般分为内部热故障和外部热故障。在进行检修时一般先对外部热故障进行分析，外部热故障主要是由于冷却管道堵塞、绝缘层老化以及外接头接触不良等引起的温度升高，内部热故障主要是绕组结构、有载分接开关连接不正确、铁芯没有接地以及油箱内壁损耗严重出现漏磁现象所引起。以上常见问题可以在日常检修时解决，当绕组因为结构原因引起发热时，可以将绕组改为双螺旋结构，定期检查螺帽并用水或压缩空气清洗冷却管道，保证铁芯整体为零点位。变压器结构复杂，在发热时可能还有其他部件发热，在红外检修时应当逐个检查再分析，缩小范围，找出所有发热原因。

3.2 变压器渗油检修

变压器渗油会造成诸多危害。首先，变压器漏油会导致瓦斯保护误动作。如果变压器严重缺油，那么会使内部绕组暴露，绝缘损坏导致击穿。其次，当有油渗漏时，其周围容易存在大量灰尘，导致水分进入使变压器更容易受潮，而且油渗漏还会造成环境污染。在检查时，检查人员应当首先明确容易发生渗漏油的部位，如变压器结合面、焊缝、砂眼、散热片、套管以及螺栓等，在确认变压器渗漏油的具体位置后进而根据检查结果确定油污点位置，用毛巾将表面油垢擦去，然后用纱布、小扁铲及钢丝刷进行深层次清理，用酒精白布清洁，从而找到具体渗油位置，最后对渗漏油位置进行处理。渗油处理一般采用带油补焊，这种方法简单快速。但如果出现漏油过多情况则必须考虑吊芯放油空桶进行补焊，这样才能保证施工安全和补焊质量。阀门比较容易出现漏油现象，在漏油时需要进行及时更换，当出现微小的渗油时只需胶粘即可，在阻止渗油后，应当将油位补充到合适的位置[7-9]。

3.3 变压器跳闸检修

若变压器经检查不是内部原因造成的跳闸，可能是超负荷、外部短路以及二次回路故障引起的短路，则可以不检查内部。在处理变压器跳闸时，应重点关注变压器的温度情况，若温度升高，则可能是超负荷原因导致，这时应该及时处理。很多因素都会导致变压器跳闸，不同原因导致的跳闸处理方式也不一样。当主变三侧开关跳闸时，可以对设备进行检查，根据变压器运行情况进行分析，查看变压器油是否在正常状态[10]。根据数据分析，逐步排除故障，再按照相关处理要求对变压器进行全方位清洗。在判断主线圈是否故障时，应查看是否出现差动保护，若瓦斯继电器出现气体，则应判断是怎样的气体，是否易燃，将故障控制在一定范围内。只有将故障检查出来并进行处理，才能彻底解决跳闸问题，保障供电[11]。

3.4 其他故障检修

冷却系统是变压器最重要的组成部分，一旦出现故障，变压器的温度就会升高，使得变压器内部出现故障，进而造成安全事故。冷却系统故障原因有很多，如冷却系统的质量不过关、不能和外界进行热量交换、冷却器或控制箱体堵塞以及油无法在冷却系统内循环或者替油泵出现故障等。变压器在正常工作时，声音是清晰有规律的，若出现异常，应及时进行处理。假如变压器出现嗡嗡声大而嘈杂，还会出现叮当击打声，一般是内部结构松动，若变压器仍能继续运行，应当对其进行观察，适当时候可以进行停电检查。当变压器声音变得更大而且比平时音调高，但响声均匀，此时可能是电源电压过高导致，可以用电压表对系统进行综合判断。变压器声大而且沉重，又无其他杂音，一般原因是超负荷运行导致，这时应当减轻变压器的负荷，使其在正确范围内运行。当声音时高时低，又无杂音，表明其负荷变化大。当变压器发出像水沸腾的声音时，这时油位上涨，温度急剧升高，一般是变压器绕组短路，严重时可能发生巨响，引发火灾，这时必须立刻停止使用变压器，进行检修。此外，当变压器发出嘶嘶的声音时，一般是高压套管脏污产生的放电或接触不良，这时也应立刻停用并检修[12]。

4 变压器的日常维护

将巡视检查区域分块化，设置管理人员并确定分工范围，定期对变压器进行巡视检查，做到定人定责。变压器重点巡视检查任务主要内容包括变压器是否正常运行、电压表、电流表以及温度计的值是否在允许范围内，变压器是否正常接地，导线接触与绝缘层是否良好，油温、油色是否正常以及变压器内部是否干净干燥等[13]。

在巡视检查中如果发现变压器存在一定的问题，检修人员及相关人员应当及时采取有效的处理措施，并进行书面记录与报备。如果变压器未发出微小且频率相同的嗡嗡声或者产生异味，但发生故障，这时应当结合现场条件选取相应方法，查找故障原因并进行解决。值班人员通过观察电压表、电流表以及温度计所测量显示的数值，判断变压器运行是否出现超负荷或者过载运行的情况，发现异常及时上报。若发现接地线中断，则应及时清洁触点，拧紧螺栓，检查电气间隙，打开电流环，确保变压器导线相互接触良好。在油浸式变压器运行中的顶层油温不能高于95 ℃，为防止绕组和油劣化过速，油温不宜超过45 ℃，必要时可采取强制通风措施，从而降低变压器温升。定期清理变压器内部杂物和灰层，巡视人员至少每两个月打扫一次，此外当变压器内吸湿器所带硅胶吸收水分变为粉红色时，即表面吸湿器已无干燥效果，必须将硅胶进行替换。

5 结 论

随着我国经济的发展和科学的进步，用电需求越来越大，电力变压器是电力系统输电线路中必不可少的组成部分，对电力变压器的检修和维护已经成为电力系统工作人员的日常工作，也是保证变压器良好运行的重要手段。电力变压器的检修和维护不仅具有研究价值，而且还具有一定的经济价值。