變壓器的常見故障及處理方法

1、淺議變壓器常見故障及處理摘要：變壓器在電力系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運行中起著至關重要的作用。本文從變壓器的結構和原理入手，結合我場變壓器的實際情況，針對實際變電運行中變壓器的主要異?，F(xiàn)象和原因進行分析，提出一些自己的觀點。關鍵詞： 變壓器 原理 結構 參數(shù) 異常 處理 引言：電力是現(xiàn)在工業(yè)的主要能源，并且電能的輸送能量之大、距離之遠也決定了必須采用超高壓輸送電能，以減少此過程中的損耗。而實際中由于發(fā)電機結構上的限制，通常只能發(fā)出10kv的電壓，因此，必須經(jīng)過變壓器的升壓才可以完成電能的輸送。變壓器也理所應當成為電力系統(tǒng)中核心設備之一。如果變壓器出現(xiàn)了故障，就會在很大程度上影響電能的輸送以及正常的變電運

2、行，所以能夠掌握和分析變壓器常見的故障和異常現(xiàn)象，及主要原因，提出防范解決措施，就顯得尤為重要。電力變壓器是利用電磁感應原理制成的一種靜止的電力設備。它可以將某一電壓等級的交流電能轉換成頻率相同的另一種或幾種電壓等級的交流電能，是電力系統(tǒng)中重要電氣設備。下面將從變壓器的分類、結構、異?，F(xiàn)象和原因分析等幾個方面進行介紹：一、 變壓器的分類、結構及主要參數(shù)（一）、變壓器的分類根據(jù)用途的不同，變壓器可以分為電力變壓器（220kv以上的是超高壓變壓器、35-110kv的是中壓變壓器、10kv為配電變壓器）、特種變壓器（電爐變壓器、電焊變壓器）、儀用互感器（電壓、電流互感器）。根據(jù)相數(shù)分為，單相變壓器和

3、三相變壓器。根據(jù)冷卻方式分為，油浸自冷式、強迫風冷式、強迫油冷式和水冷式變壓器。根據(jù)分接開關的種類分為有載調壓變壓器和無載調壓變壓器。根據(jù)繞組數(shù)分為，單繞組變壓器、雙繞組變壓器和三繞組變壓器。（二）、變壓器的結構雖然變壓器的種類依據(jù)不同方式進行分類，有很多種，但是一般常用的變壓器的結構都很相似：1、繞組：變壓器的電路部分。2、鐵芯：變壓器的磁路部分。3、油箱：變壓器的外殼，內裝滿變壓器油（絕緣、散熱）。4、油枕：對油箱里的油起到緩沖作用，同時減小油箱里的油與空氣的接觸面積，不易受潮和氧化。5、呼吸器：利用硅膠吸收空氣中的水分。6、絕緣套管：變壓器的出線從油箱內穿過油箱蓋時必須經(jīng)過絕緣套管以使帶

4、電的引線與接地的油箱絕緣。7、分接開關：可以實現(xiàn)電壓的調節(jié)。8、防爆管：防止變壓器內部出現(xiàn)故障時，發(fā)生爆炸。9、瓦斯繼電器：安裝于油箱與油枕的連接管上，當變壓器內部因故障產(chǎn)生氣體時發(fā)出信號或跳閘，保護變壓器。除此之外，變壓器還有很多小的附件，比如油位表、溫度計等，在這就不一一敘述了。（三）、變壓器的主要參數(shù)1、額定容量（kVA）：在額定電壓、額定電流下連續(xù)運行時,能輸送的容量。 2、額定電壓（kV）：變壓器長時間運行時所能承受的工作電壓。 3、額定電流(A): 變壓器在額定容量下,允許長期通過的電流。4、空載損耗（kW）: 當以額定頻率的額定電壓施加在一個繞組的端子上，其余繞組開路時所吸取的有

5、功功率。5、空載電流（%）: 當變壓器在額定電壓下二次側空載時,一次繞組中通過的電流。一般以額定電流的百分數(shù)表示。6、負載損耗（kW）: 把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組額定分接位置上通入額定電流,此時變壓器所消耗的功率。7、阻抗電壓（%）：把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢升高電壓,當二次繞組的短路電流等于額定值時,此時一次側所施加的電壓.一般以額定電壓的百分數(shù)表示。二、本場變壓器的概述我場有兩臺變壓器，1#主變和2#主變：1#主變?yōu)殡p繞組有載調壓油浸式變壓器（25#油），采用Yn,d11接線、自然風冷的方式。1#變壓器容量為5萬KVA ，額定電壓為110kv，高壓側額定電流為278.

6、9A，低壓側824.3A，高壓側有分接頭，分為17個檔位，可以實現(xiàn)帶負荷調節(jié)檔位?？蛰d電流為0.07%，短路阻抗為10.48%。2#主變也為雙繞組有載調壓油浸式變壓器（45#油），同樣采用Yn,d11接線、冷卻方式為強迫風冷。2#變壓器容量為10萬KVA ，額定電壓為110kv，高壓側額定電流為2557.8A，低壓側1649.6A，高壓側有分接頭，分為17個檔位，同樣可以通過改變線圈的匝數(shù)實現(xiàn)帶負荷調節(jié)檔位?？蛰d電流為0.05%，短路阻抗為10.66%。一期33臺風機出口均為690v電壓，經(jīng)過風機箱變升壓至35kv后，分成四路進線送至1#主變低壓側，升成110kv后上網(wǎng)。二期57臺風機出口同樣

7、為690v電壓，經(jīng)過風機箱變升壓至35kv后，分為六路進線送至2#主變低壓側，升壓至110kv后上網(wǎng)。三、變壓器的異常現(xiàn)象及分析可見，變壓器是整個風場的核心，如果出了問題，則風機發(fā)出的電也送不出去，影響整個風電場的運行，甚至于出現(xiàn)嚴重的人身設備事故。下面就對變壓器常見的異?，F(xiàn)象檢測方法及異常原因進行一下分析。（一）、檢查和檢測變壓器異常的一般方法 1、聽：有無機械響聲，叮當、呼呼聲，叭、叭爆裂聲，吱、吱聲，轟轟聲，尖叫聲，咕嘟聲等。2、觀：負荷電流的大小及擺動幅度，三相電流是否均勻；油色的變化；外表有無異常情況。3、測：測量三相直流電阻值；測試三相電流的平衡度及大??；測試絕緣電阻值。 （二）、

8、變壓器聲音異常 變壓器發(fā)出的異常聲音因素很多，故障部位也不盡相同，只有不斷地積累經(jīng)驗，才能作出準確判斷，進行處理 。用木棒的一端頂在變壓器的油箱上，另一端貼近耳邊仔細聽，據(jù)其異常聲音可判斷故障。 1、變壓器發(fā)出很高而且沉重的“嗡嗡”聲，這是由于過負荷引起的，可以從電流表判斷出來。2、變壓器發(fā)出“叮叮當當”的敲擊聲或“呼呼”的吹風聲以及“吱啦吱啦”的象磁鐵吸動小墊片的聲音，而變壓器的電壓、電流和溫度卻正常，絕緣油的顏色、溫度與油位也無大變化?？赡苁莻€別零件松動如鐵芯的穿芯螺絲夾得不緊或有遺漏零件在鐵芯上，這時應停止變壓器運行，進行檢查。3、變壓器發(fā)出咕嚕咕嚕的開水沸騰聲?？赡苁抢@組有較嚴重的故障

9、，分接開關的接觸不良而局部點有嚴重過熱或變壓器匝間短路，使其附近的零件嚴重發(fā)熱而油氣化。應立即停止變壓器運行，進行檢修。4、變壓器發(fā)出“噼啪”或“吱吱” 既大又不均勻的聲，可能是變壓器的內部接觸不良，或絕緣有擊穿現(xiàn)象。應將變壓器停止運行，進行檢修。5、變壓器發(fā)出“嘶嘶”或“哧哧”的聲音，可能是變壓器高壓套管臟污，在氣候惡劣或夜間時，還可見到藍色、紫色的小火花，此時，應清理套管表面的臟污，再涂上硅油或硅脂等涂料。6、變壓器發(fā)出像青蛙的“唧哇唧哇”的叫聲，外部線路斷線或短路；變壓器發(fā)出“轟轟”的聲音，低壓線路發(fā)生接地或出現(xiàn)短路事故；變壓器發(fā)出像老虎的吼叫聲，短路點較近。 7、變壓器發(fā)出連續(xù)的、有規(guī)

10、律的撞擊或摩擦聲，可能是變壓器某些部件因鐵芯振動而造成機械接觸，或是因為靜電放電引起的異常響聲，而各種測量表計指示和溫度均無反應，這類聲音雖然異常，但對運行無大危害，不必立即停止運行，可在計劃檢修時予以排除。8、變壓器發(fā)出的聲音較平常尖銳，可能是電網(wǎng)發(fā)生單相接地或產(chǎn)生諧振過電壓。應該隨時監(jiān)測。9、變壓器瞬間發(fā)出 “哇哇”聲或“咯咯”間歇聲，此時有大容量的動力設備起動，負荷變化較大，使變壓器聲音增大。10、變壓器發(fā)出“噼啪”噪音，嚴重時將會有巨大轟鳴聲，系統(tǒng)可能有短路或接地。（三）、變壓器溫度異常升高 運行時變壓器在負荷和散熱條件、環(huán)境溫度都不變的情況下，溫度不斷升高，應先查明原因，再采取相應的

11、措施予以排除。如果是變壓器內部故障引起的，應停止運行，進行檢修。引起溫度異常升高的原因有： 1、變壓器繞組局部層間或匝間的短路，內部接點有故障，接觸電阻加大，二次線路上有大電阻短路等等；2、變壓器鐵芯局部短路、夾緊鐵芯用的穿芯螺絲絕緣損壞；3、因漏磁或渦流引起油箱、箱蓋等發(fā)熱；4、長期過負荷運行或事故過負荷；5、散熱條件惡化等。 （四）、油枕或防爆管噴油爆炸 噴油爆炸是變壓器內部短路電流和高溫電弧使變壓器油迅速老化，而繼電保護裝置又未能及時切斷電源，使故障較長時間持續(xù)存在，箱體內部壓力持續(xù)加大，高壓油氣從防爆管或箱體其它強度薄弱處噴出造成事故。故障的原因有： 1、匝間短路等局部過熱使絕緣損壞；

12、變壓器進水使絕緣受潮損壞；雷擊等過電壓使絕緣損壞等導致內部短路。2、線組導線焊接不良、引線連接松動等因素在大電流沖擊下可能造成斷線，斷點處產(chǎn)生高溫電弧使油氣化促使內部壓力增高。（五）、油色顯著變化和嚴重漏油 1、絕緣油在運行時可能與空氣接觸，并逐漸吸收空氣中的水份，從而降低絕緣性能。發(fā)現(xiàn)油內含有碳粒和水分，油色變暗，絕緣強度降低，易引起繞組與外殼擊穿，應及時更換變壓器油。2、變壓器焊縫開裂或密封件失效；運行中受到振動；外力沖撞；油箱銹蝕嚴重而破損等都會漏油。變壓器在運行中滲漏油不嚴重，油位在規(guī)定的范圍內，仍可繼續(xù)運行或安排計劃檢修。變壓器油滲漏嚴重，或連續(xù)從破損處不斷外溢，以致于油位計已見不到

13、油位，應立即停止運行，補漏和加油。 （六）、絕緣瓷套管出現(xiàn)閃絡和爆炸 1、套管密封不嚴，因進水或潮氣浸入使絕緣受潮而損壞；2、電容式套管絕緣分層間隙存在內部形成的游離放電；3、套管表面積垢嚴重，以及套管上有較大的碎片和裂紋，在大霧或小雨時均會造成套管閃絡和爆炸事故。 對套管上的塵埃，應定期予以清除。發(fā)現(xiàn)套管有裂紋或碰傷應及時更換。 （七）、分接開關故障 變壓器油箱上有“吱吱”的放電聲，電流表隨聲音發(fā)生擺動，瓦斯保護可能發(fā)出信號，油的閃點降低，都可能是分接開關故障。故障原因有:1、分接開關觸頭彈簧壓力不足，使有效接觸面積減少，以及嚴重磨損等引起分接開關燒毀；2、分接開關接觸不良，經(jīng)受不起短路電流

14、的沖擊而發(fā)生故障；3、切換分接開關時，由于分頭位置切換錯誤，引起開關燒壞；4、相間距離不夠，或絕緣材料性能降低，在過電壓作用下短路。 測量分接頭的直流電阻，若完全不通，是分接頭全部燒壞；若分接頭直流電阻不平衡，是個別觸頭燒壞。分接頭全部燒壞時，應及時更換。（八）、變壓器著火1、變壓器著火的主要原因可能是：（1）、套管的破損和閃絡，油溢出后在頂部燃燒；（2）、變壓器內部故障，使外殼或散熱器破裂，使燃燒的油溢出。2、變壓器著火后的處理措施：（1）、確定變壓器的著火部位，若上部著火或者內部著火時，應匯報上級，通知主控將故障的變壓器停電。（2）、拉開著火變壓器兩側的刀閘，并斷開變壓器冷卻裝置電源。（3

15、）、若變壓器的油溢出在頂蓋上著火，應打開變壓器下部放油閥放油，使油面低于著火處。（4）、若因為變壓器的內部故障引起著火，應禁止放油，防止變壓器發(fā)生爆炸。（5）、變壓器滅火，應使用CO2、及1211噴霧器進行滅火。（6）、變壓器進行滅火時，應穿絕緣靴、戴絕緣手套，注意不得將液體噴到帶電設備上。（7）、按照安規(guī)的規(guī)定正確處理，并做好安全措施。（九）、三相電壓不平衡 1、三相負載不平衡引起中性點位移；2、系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振；3、繞組局部發(fā)生匝間和層間短路。 如果三相電壓不平衡時，應先檢查三相負荷情況。對/Y接線的三相變壓器，如三相電壓不平衡，電壓超過5V以上則可能是變壓器有匝間短路，須停電處理。對Y/

16、Y接線的變壓器，在輕負荷時允許三相對地電壓相差10%，在重負荷的情況下要力求三相電壓平衡。 四、變壓器在運行中不正?，F(xiàn)象的處理方法 （一）運行中的不正?，F(xiàn)象的處理 1、值班人員在變壓器運行中發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時，應設法盡快消除，并報告上級和做好記錄。 2、變壓器有下列情況之一者應立即停運，若有運用中的備用變壓器，應盡可能先將其投入運行： （1）、變壓器聲響明顯增大，很不正常，內部有爆裂聲； （2）、嚴重漏油或噴油，使油面下降到低于油位計的指示限度； （3）、套管有嚴重的破損和放電現(xiàn)象； （4）、變壓器冒煙著火。 3、當發(fā)生危及變壓器安全的故障，而變壓器的有關保護裝置拒動，值班人員應立即將變壓器停運

17、。 4、當變壓器附近的設備著火、爆炸或發(fā)生其他情況，對變壓器構成嚴重威脅時，值班人員應立即將變壓器停運。 5、變壓器油溫升高超過規(guī)定值時，值班人員應按以下步驟檢查處理： （1）、檢查變壓器的負載和冷卻介質的溫度，并與在同一負載和冷卻介質溫度下正常的溫度核對； （2）、核對溫度裝置； （3）、檢查變壓器冷卻裝置或變壓器室的通風情況。 若溫度升高的原因由于冷卻系統(tǒng)的故障，且在運行中無法檢修者，應將變壓器停運檢修；若不能立即停運檢修，則值班人員應按現(xiàn)場規(guī)程的規(guī)定調整變壓器的負載至允許運行溫度下的相應容量。在正常負載和冷卻條件下，變壓器溫度不正常并不斷上升，且經(jīng)檢查證明溫度指示正確，則認為變壓器已發(fā)生內部故障，應立即將變壓器停運。 6、變壓器中的油因低溫凝滯時，應不投冷卻器空載運行，同時監(jiān)視頂層油溫，逐步增加負載，直至投入相應數(shù)量冷卻器，轉入正常運行。7、當發(fā)現(xiàn)變壓器的油面較當時油溫所應有的油位顯著降低時，應查明原因。補油時應遵守規(guī)程規(guī)定，禁止從變壓器下部補油。 8、變壓器油位因溫度上升有可能高出油位指示極限，經(jīng)查明不是假油位所致時，則應放油，使油位降至與當時油溫相對應的高度。9