高压油浸式变压器的故障及处理策略

摘要：油浸式变压器是一种交换变压的静止电器，运用电磁感应原理，把某种频率的电压变换为同种频率的另一种或多种数值不等电压的功率传输装置。油浸式变压器在运行过程中会受到一些因素的影响而出现运行故障。本文结合实际，运用文献法、调查法等对油浸式变压器的常见故障及处置措施展开分析，提出几项建议，以供参考。

关键词：高压油浸式变压器；故障；处置

一、高压油浸式变压器的组成

高压油浸式变压器是供配电系统的重要组成部分，其结构如图1所示。它将10（6）kV或35kV网络电压降至用户使用的230/400V母线电压。油浸式变压器由绕组、铁芯、油箱、分接开关、绝缘套管、油枕及气体继电器等组成。绕组与铁芯是变压器中的核心元件，同时是容易出现故障的元件。与其他类型的变压器相比，油浸式变压器的机械强度高、抗短路性能好，整体可靠稳定，但在运行过程中不可避免地会出现一些故障。下面对油浸式变压器常见故障进行具体分析。

二、高压油浸式变压器的常见故障及故障原因

（一）绕组故障

油浸式变压器在运行过程中可能会出现绕组故障，绕组故障的主要表现为接头开焊、相间短路、绕组接地及匝间短路等。变压器绕组故障是由多种原因引起，如变压器绝缘老化会引起变压器绕组故障；在制造或检修期间，由于一些不规范的操作，造成绝缘局部损坏，在运行过程中出现绕组故障的概率加大；因散热不良或长期过载，温度长期过高，绝缘老化速度加快，绕组故障也更容易产生；由于运行环境比较潮湿复杂，导致绕组受潮，并进一步引起绝缘膨胀使油道受到堵塞，最终引发绝缘故障。

（二）套管故障

套管故障也是油浸式变压器的常见故障之一。油浸式变压器在运行一段时间后，套管变脏变旧，套管上积累下较多污垢，容易引起污闪，污闪问题又会引发变压器相间短路或高压侧单相接地。

（三）渗漏故障

油浸式变压器渗漏故障会给整个机组的运行带来严重影响，渗漏故障与变压器的密封性有关，变压器密封件失效或焊缝开裂，导致密封性大大下降，出现渗漏故障。在变压器运行过程中，工作人员观察发现变压器油液从破损处不断外溢出或油计已看不到油位，漏油情况如图2所示，应立即停用变压器并开展补漏与加油处理，使故障尽快消除。

（四）过电压故障

运行中的变压器受到雷击时，如果雷电的电位过高，会造成外部过电压，由此给正常运行带来严重影响。另外，如果电力系统的某些参数发生变化，在电磁振荡的影响下，也会引起内部过电压，造成变压器故障。

（五）外壳带电

运行中的高压油浸式变压器有时会出现外壳带电的情况。有可能是内部漏电引起，也有可能是变压器套管瓷瓶不良，或引线与变压器外壳接触引起。

三、高压油浸式变压器的故障处理策略

变压器密封性差容易出现故障。因此在将油浸式变压器应用于供配电系统之前，要对变压器做严格的密封实验，通过实验及时发现问题并及时更换，从而降低故障发生率。工作人员要定期检查变压器，尤其是雷雨天过后，查看内部是否有受潮现象，要及时更换以免供配电系统的运行受到影响。对于有轻微受潮现象的变压器也要及时处理，以防发生运行故障。在变压器运行过程中，可使用测试仪对变压器进行定期预防性测试，根据测试结果掌握运行状况，并进行科学有效的维护。

做好运维养护，通过及时、有效的运维养护提高油浸式变压器性能，延长设备寿命，降低故障发生率。在日常的检查与运维工作中，要仔细检查外观，查看是否有闪络与损坏及时处理，以免引发更大的故障。定期检查并清理套管，防止套管积污，确保变压器的正常稳定运行。工作人员也要对变压器的漏电流值进行复制，将复制的数值与初始值进行比较，根据比较结果判断运行状况。一般情况下，当复制值远大于初始值时，就说明变压器出现了较大缺陷，需及时上报并处理。

四、高压油浸式变压器故障的智能诊断与维修管理

（一）高压油浸式样变压器故障智能诊断

在当前技术背景下，充分运用大数据、人工智能技术等构建变压器智能诊断系统，实现对变压器运行状态的智能监测、离线状态监测及故障智能诊断，提高变压器故障诊断与处置速度，降低故障损失。在建立起故障智能诊断系统后，工作人员可通过状态监测数据，随时发现各参数相对正常运行区间的偏离度，并运用专家知识库，有效推理变压器故障类型、故障原因等，得到诊断结果，为后续的精准运维提供参考依据。在构建起故障智能诊断系统后，由系统中的先进技术与智能装置，动态采集变压器本体、套管中的油中溶解气体，然后将采集到的数据信息与专家库中典型故障案例进行对比匹配，判断变压器是否出现运行故障及出现何种类型的故障。在初步诊断的基础上，再通过预防性试验与局部放电试验，依据试验结果，运用SVM、聚类等方法，对变压器各部件的运行状态与故障类型作出进一步判断，变压器故障智能诊断算法如图3所示。

（二）变压器维修管理

根据变压器日常运行状态及故障智能诊断结果，制订科学可行的维修管理方案，落实预防性维修等工作，从而提高维修管理水平，维护变压器的正常稳定运行。变压器运行期间，可根据智能诊断结果进行分级，对故障风险级别较高的设备，直接采用纠正性维修；对风险等级较低的部件，平时做好监测，必要时采用纠正性维修；对存在明显老化机理的设备，采用预防性维修策略，对设备保养维护，对老化严重的设备及时更换，以免出现重大故障。对高压油浸式变压器做到定期检视，根据变压器的工作环境、具体故障部位等科学制定检查项目周期，定期安排专业人员检查保养，以此延长设备使用年限，降低故障发生率。对变压器电源部分每月进行一次检查，按照技术规定规范测量电源实际输入电压是否与变压器匹配，测量主板开关电源输出电压是否符合规范，检查变压器接地是否良好，有无故障隐患，并根据测量与检查结果做好记录、上报及保养维修等工作。

高压油浸式变压器运行期间，由了解高压油浸式变压器知识、掌握设备与线路运维技能、有一定实践经验的专业电工负责，其他工作人员不得介入。生产期间，工作人员如果发现高压油浸式变压器故障，需及时记录并上报专业电工，不得擅自拆卸检修。所有新购高压油浸式变压器，未经测试不得投入生产，只有经过交接试验且实验结果表明一切安全正常后才能投入运行。变（配）电室安装防雷击装置，做好雷电接地工作，使用的各种防雷设施，都必须先进合理，安全可靠，各项参数调配恰当。在每年雷雨季到来之前，需全面、详细检查防雷设施，对检查中发现的问题限期解决，杜绝问题延后处理。做好对高压油浸式变压器的基础检查与运维，保证高压油浸式变压器的运行安全。对所有腐蚀或破损严重的高压油浸式变压器，及时记录并上报更换，从而避免安全隐患。露天高压油浸式变压器运行期间，如果发现主要设备的绝缘显著降低或重大绝缘缺陷和击穿时，应及时汇报，抢修或更换试验合格后，才能再次投入运行。

部分工作人员在对高压油浸式变压器进行检修维护时，缺乏规范意识、安全意识，存在不安全的操作动作与不规范的检修行为，这不仅会使高压油浸式变压器得不到及时、有效的维护，还有可能引发安全事故。对此，要不断完善高压油浸式变压器运维管理规范，确定运维管理细则，并严格要求工作人员按照规范细则开展各项检修维护与管理工作，以提升露天矿山高压油浸式变压器安全管理水平。工作人员进行安装、检修、调整和试验等工作时，必须做好安全防护，配备齐全安全防护装备，按照工作的规定做好记录与交接。开展带电检修作业时，工作人员需做好安全防护，并详细调查作业区域及周边的高压油浸式变压器情况，制定科学可行的工作方案。带电检修期间一旦发现异常，应及时停止作业，并将情况上报。开展检修运维工作时，工作人员需按照规定使用相应的安全工具规范操作。企业可对高压油浸式变压器的检修标准、检修操作规范与质检标准等确定与统一，将检修目标、检修内容、检修要求、操作规范及进度目标、质量目标等编写成册，分发给检修人员，要求其深入研读学习，掌握其中要领开展各项工作。

五、结语

本文探讨了高压油浸式变压器几种常见故障，提出运行期间容易出现绕组故障、套管故障、渗漏故障及过电压故障等。高压油浸式变压器运行振故障与多种原因有关，企业要根据具体原因做好故障处置工作，将故障损失降到最低。此外，企业还需结合高压油浸式变压器构造特征、技术参数等建立科学可行的运行管理制度，完善运行管理规范，并建立智能故障诊断系统与故障处理模式，运用技术手段提高运行管理水平，降低故障发生率。

参考文献：

[1]谢鹏.基于数据和模型的油浸式电力变压器健康管理系统研究[D].华南理工大学，2020.

[2]李潇然.油浸式配电变压器状态参数检测系统的设计及研制[D].南京理工大学，2019.

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作者简介：刘运武（1975），男，江西省赣州市人，本科，电气工程师，研究方向为电厂电气设备的技术管理。