电力变压器的故障判断分析与处理

电力变压器的故障判断分析与处理

作者：俞爱斌

来源：《中国科技博览》2012年第32期

[摘要]： 随着我国电网的发展，110kV变电站无人值班技术已经得到了广泛应用。其中，变压器是电力系统的传输，电压转换和应用的关键设备，它对电网的发展以及110kV变电站无人值班技术的完善和进一步发展有着重要的影响。对于变压器而言，虽然有多重保护，但由于其内部结构复杂，电场及热场不均，故障率仍然很高。本文将通过对110KV变电站5万左右容量的变压器常见故障的分析，总结出该类型变压器故障判断与分析处理的方法，以增强处理和预防故障的能力。

[关键词]：电力变压器 故障判断 故障处理

中图分类号：TM41 文献标识码：TM 文章编号：1009-914X（2012）32- 0001 -02 一.引言

由于内部结构复杂，电场及热场不均以及外部运行环境等因素影响，变压器故障成为电力系统故障最常见的故障之一。变压器从投入工作就要求它长期稳定的运行，而由于自身和外在因素影响下发生的内部故障和外部故障会大大影响变压器的供电可靠性。因此，我们需要了解变压器出现故障的特征，及时判断出故障所在，然后根据实际情况分析故障产生的原因，最后排除故障，保证变压器的正常有效运行。另外，根据其运行维护管理规定变压器必须定期进行检查，以便及时了解和掌握变压器的运行情况，及时采取有效措施，把故障消除在萌芽状态，从而保障电力系统的安全运行。 二.故障特征判断及分析 1.通过声音判断

变压器运行正常时，发出连续而且均匀的“嗡嗡”声，是由于铁芯中交变的磁通在铁芯硅钢片间产生一种力的振动的引起的。一旦发出的声音并不均匀或者有其余杂音，此时变压器应该不是正常运行，可以按照不同的声音查明故障所在并加以处理。主要分成如下几个方面的故障：（1）变压器过负荷、过电压运行。变压器过负荷、过电压时声音会比原来大，无杂音，但也会由于负荷波动太大，变压器的内部瞬间发出“哇哇”声或者是“咯咯”的间歇性的声音，此时指示仪表的指示同时动作，而当中性点不接地系统中发生单相金属性接地产生铁磁饱和过电压时，会发出“尖声”。（2）变压器内部零件松动。当变压器发出的声音非常大（如“叮叮当当”、“呼呼” ）并且杂音比较明显，但是电流和电压没有明显的波动时，这种情况极有可能是由于变压器的内部变压器的螺丝钉或者夹件及焊接出现松动，造成内部硅钢片的振动加剧。（3）内部绝缘击穿。此时变压器内部会发出爆裂声，且声响明显增大。（4）绕组匝间短路或

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分接开关接触不良引起局部过热。此时变压器声响中伴随“咕嘟” 沸腾声（5）变压器局部出现放电现象。如果变压器的套管存在脏污现象、外表的釉质掉落或者存在裂纹情况，就会发出嘶嘶的声音；如果变压器的内部出现局部放电或者接触不良现象，就会听到吱吱或者噼啪的声音，而该类型的声音因故障点的距离远近而不同，此时应当立即停止使用变压器并对其进行检测。

2.通过外观判断

通过观察我们可以观测到一些外部故障，而外部故障多为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的接地，有渗油及套管闪烙两种现象。渗油是变压器最为常见的外表异常现象。由于变压器本体内充满了油，各连接部位处都有胶珠、胶垫防止油的渗漏。经过长时间的运行，会使变压器中的某些胶珠、胶垫老化龟裂而引起渗油，从而导致绝缘受潮后性能下降，放电短路，烧毁变压器。套管闪络放电也是变压器常见的外表异常现象之一。空气中有导电性能的金属尘埃附吸在套管表面上，尤其是变压器套管渗油，在这种情况下，会导致变压器套管吸附尘埃，若遇上雨雪潮湿天气，就可能会造成套管闪烙放电。 3.通过颜色和气味判断

接线头的线卡处过热导致异常或者由于套管接线的端部紧固部位出现松动等问题，造成接触面严重氧化，使得接触面过热，颜色变得暗淡丧失光泽，外表的镀层也遭到损坏。此外，由于过度吸潮、垫圈破损、油室渗入过量的水等因素都会导致吸湿剂的颜色产生变化。此外，套管污损形成电晕、闪络会散发出臭氧的气味、使风扇冷却、烧坏油泵会散发出烧焦的气味。 同时也可以根据变压器产生气体的颜色来判断故障。当气体颜色为黄色，不易燃，一般为木质制件烧毁引起；当气体颜色为灰黑色，易燃，一般是接触不良、局部过热或是绝缘油碳化引起；当气体颜色为灰白色，可燃，是由于绝缘损坏或是内部纸质烧毁造成；无色不可燃的是空气。

4.通过油温和油位判断

如果在正常情况下，油温比平常要高很多或者负荷相同但是油温在冷却装置正常运转的状况下却进一步升高，此时变压器的内部应该产生了故障，比如绕组的砸间或者层间出现短路、线圈产生围屏放电、变压器的内部接线头出现发热、由于铁芯多点接地造成涡流增加过热等。对于变压器在日常的运行当中油位出现异常以及发生渗漏油现象非常普遍，所以我们要时常检查。对于油标管发生堵塞、呼吸器发生堵塞或者安全气道通气孔发生堵塞等引起的假油位现象和油量太小引起的低油位现象，我们都要采取相应的措施。 5.通过在线监测数据判断

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上面四个通过变压器的声音，温度，油位，外观及其他现象对电力变压器故障的判断，只能作为现场直观的初步判断，因为变压器的内部故障不仅是单一方面的直观反映，它涉及诸多因素，有时甚至会出现假象。因此在判断故障时，须结合油质分析，电气试验以及设备运行状况做出综合判断。 三.故障的处理

针对110kV变电所5万左右容量变压器的常见故障，我们总结了一些有效的处理和预防的办法。故障诊断处理的一般步骤为：一.判断变压器是否存在故障，是隐性故障还是显性故障。二.判断属于什么性质的故障，是电性故障还是热性故障，是固体绝缘故障还是油性。三.判断变压器故障的状况，如热点温度、故障功率、严重程度、发展趋势以及油中气体的饱和程度和达到饱和而导致继电器动作所需的时间等。四.提出相应的反事故措施，如能否继续运行，继续运行期间的安全技术措施和监视手段或是否需要内部检查修理等。 1.直观故障处理

（1）变压器内部异常声响。变压器发出异常声响应及时检查，根据不同的声音判断变压器故障，采取合理的处理方式。（2）变压器温度。变压器运行时，油温突然升高是变压器内部过热的表现。如油温突然升高时由过负荷引起的，可适当减轻负荷；如果是其他原因引起的，则应停电检修。（3）变压器油位。正常时，变压器油位决定于油温的变化。在不正常情况下，由于漏油、渗油等也会引起油位的变化。变压器油位过高，将造成溢油；油位过低，则可能造成气体继电器误动作，还可能是变压器内部引线乃至线圈外露，导致内部放电。（4）变压器负荷及电流平衡度。定期检查变压器负荷，变压器超负荷会造成发热，温度过高会损坏绝缘，烧毁变压器。三相电流是否平衡或超过额定值，如三相负荷电流严重失衡，应及时采取措施调整。对于中性点接地存在问题的变压器，三相电流不平衡，会导致中性点漂移，造成烧毁电气设备的故障。 2.加强日常管理

对于变电站变压器，我们要选择规格合适且优质实惠的材料，注意装配工艺，注意变压器的避雷、差动、接地保护，加强油箱砂眼或焊缝处漏渗维护和胶袋密封油枕的维护。在日常的维护中，注意对变压器环境的温度、湿度的控制以及周围环境卫生的保护，保证变压器在一个相对安全健康的环境里面运行。 3.加强在线监测

变压器故障主要由内部绝缘老化造成，因而根据变压器的各种机械和电气特性，采用局部放电、油中气体分析、振动分析、极化波谱、恢复电压等方法检测其运行状态。虽然变压器在线监测的内容和目标不同，但是在线监测的基本原理是相同的。通过在变压器上的各种高性能传感器，进行变压器的实时数据采集，经过智能分析处理，监测状态，对其趋势做出预判。

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四.结束语

变压器故障是电力系统最为常见的故障之一，掌握变压器故障原因，合理采取预防性措施，能有效降低变压器故障率，减少事故的发生，这对110kV等级变电站无人值班技术的发展也有着积极的意义。 参考文献：

【1】 聂冬晨.浅析电力变压器损坏原因及防护措施 【J】.中国新技术新产品 ，2009，（9）：20-21.

【2】肖登明.电力设备在线监测与故障诊断【M】.上海交通大学出版社，2005.