摘要：随着社会经济的快速发展，变电站在经济建设中发挥了难以估量的作用。变电站主变压器的稳定运行对电力系统的安全运行十分重要，现针对一起220kV变电站主变压器发生的故障，对故障原因进行详细的分析，并积极探索有力的解决措施，以保证主变压器的稳定运行。
关键词：变电站；主变压器；故障分析；对策
主变压器是220kV变电站正常运行的关键设备，对电力系统的安全运行有十分重要的作用。针对220kV变电站主变压器发生的故障，必须认真分析故障原因，充分了解个别故障设备的实际运行情况以及主变压器故障造成的一系列损失，在把握故障发生原因的基础上，采取科学的措施做好防范工作，从而保证相关设备的安全稳定运行。本文主要分析了一起220kV变电站主变压器故障发生的原因和相应的解决措施，旨在为电力系统中此类设备的安全运行提供相关参考意见。
1.事故概况
2015年1月8日22时33分58秒，某220kV变电站#1主变差动保护区内发生故障，#1主变主一差动、主二差动（RCS-978CF）和重瓦斯保护（RCS-974A）正确动作（故障后24ms 差动速动元件最先动作出口），跳开#1主变三侧开关（故障持续时间约80ms）。故障前，#1主变高压侧负荷电流约130A,中压侧负荷电流约155A,低压侧负荷电流约1088A；故障过程中，#1主变变高最大短路电流17kA，变中最大短路电流16.4kA，变低最大短路电流7.8kA。#1主变三侧开关跳闸；10kV分段500备自投动作合500开关，10kV1M母线转由#2主变供电。事件没有造成负荷损失。事件发生后，值班人员现场检查发现#1主变B相变高套管从本体断裂，脱落，掉至地面导致瓷瓶碎裂。1月31日23时45分#1主变完成修复并恢复运行。该事故直接原因局部绝缘降低，导致高压线圈对地电弧放电。从变压器检查情况并结合录波图分析，原因为: 高压线圈最上部外侧两饼导线因某种原因发生匝间短路，产生大量气体，导致局部绝缘强度降低，进而发展为高压线圈端部对铁心旁轭放电，引发弥散性对地电弧放电。由于大量气体的产生，油箱内部压力剧增，强大的压力导致高压套管连同升高座掉落，瓷套摔碎，最终造成#1主变三侧开关跳闸，该匝间短路发展速度快，事前没有征兆，属于典型的突发故障。
2.220kV变电站主变压器故障原因分析及处理措施
2.1变压器运行绕组故障
绕组匝间短路故障现象：变压器异常发热；油温升高；油枕盖有黑烟；气体继电器动作。变压器运行绕组故障产生原因是工艺不完善或制造、检修、局部绝缘损坏；热耗散或长期超负荷运行，高温导致绝缘老化；线圈受潮，导致局部过热。绝缘油内混入水分，油质变差；绕制时，导线及焊接处的毛刺使匝间绝缘破坏等。如果发现时短路应及时处理，以免造成更严重的短路故障或单相接地故障，变压器运行年久或长期过载造成绝缘老化，应重绕线圈进行修理。
2.2铁芯故障
铁芯故障在变压器运行故障中不常出现，但是一旦出现后果是非常严重的，铁芯故障主要是由于铁芯柱的螺杆或者是铁芯的绝缘损坏而导致的，会导致螺杆和铁芯之间出现绝缘损坏，会出现环流局部过热的情况，甚至会导致铁芯出现局部熔毁的情况。也可能会导致铁芯的迭片出现短路的情况，绝缘层出现损坏，使得变压器运行的空载损失出现增大。在变压器运行出现故障以后，在确定是否是铁芯故障的时候可以采用吊芯检查的方式。先要对各相绕组的直流电阻进行测量，出现差别较大的情况，就说明是绕组故障，然后对铁芯的外观进行检查，可以对直流电压进行测量，如果出现的损坏不大，那么就可以在损坏处涂漆进行处理。
2.3瓦斯保护故障
瓦斯保护是变压器运行的主要保护装置，瓦斯主要用于信号，而重瓦斯则用于跳闸。轻瓦斯保护是瓦斯继电器内液位低于额定时发出信号，主要是由于运行内部的变压器有轻微故障，而重瓦斯保护在变压器运行中内部发生严重故障，变压器油中含有大量气体或二次回路故障。工作人员看到轻瓦斯动作信号应及时检查，如果没有异常现象，则对样品瓦斯的分析，以便我们能更好地确定到底是哪里出现问题。万一发生跳闸保护，可能是变压器运行的内部严重故障，同时必须首先投入备用变压器运行，然后找出问题的原因，从而更好地保证变压器的运行。
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2.4渗漏油故障
变压器渗漏油不仅会给电力企业带来较大的经济损失、环境污染，还会影响变压器的安全运行。渗漏油主要发生在油箱焊缝渗油。对于平面接缝处渗油可直接进行焊接，对于拐角及加强筋连接处渗油则往往渗漏点查找不准，或补焊后由于内应力的原因再次渗漏。对于这样的渗点可加用铁板进行补焊，两面连接处，可将铁板裁成纺锤状进行补焊；三面连接处可根据实际位置将铁板裁成三角形进行补焊。高压套管升高座或进人孔法兰渗油。这些部位主要是由于胶垫安装不合适，运行中可对法兰进行施胶密封。低压侧套管渗漏，其原因是受母线拉伸和低压侧引线引出偏短，胶珠压在螺纹上。防爆管渗油。防爆管是变压器内部发生故障导致变压器内部压力过大，避免变压器油箱破裂的安全措施。但防爆管的玻璃膜在变压器运行中由于振动容易破裂，又无法及时更换玻璃，潮气因此进入油箱，使绝缘油受潮，绝缘水平降低，危及设备的安全。为此，把防爆管拆除，改装压力释放阀即可。
2.5分接开关故障
变压器分接开关是变压器常见故障之一。由于开关长时间靠压力接触, 会出现弹簧压力不足, 使开关连接部分的有效接触面积减小, 以及接触部分镀银层磨损脱落, 引起分接开关在运行中发热损坏。分接开关接触不良, 经受不住短路电流的冲击而造成分接开关烧坏而发生故障; 在有载调压的变压器, 分接开关的油箱与变压器油箱一般是互不相通的。若分接开关油箱发生严重缺油, 则分接开关在切换中会发生短路故障, 使分接开关烧坏。
3.保障220kV变电站主变压器安全运行对策
3.1跳闸的处理
当变压器出现自动跳闸现象时，首先需要对故障原因进行分析。如果经过分析后确认是人为故障，那么可以在排除人为失误后就恢复送电工作；如果经过分析确认是变压器内部故障造成，那就必须对故障原因作进一步的分析和诊断工作，只有待内部故障原因被查明并被排除后，才能继续开展送电工作。
3.2综合故障诊断法
综合故障诊断法利用计算机技术模拟神经系统对电力变压器当中出现的问题进行检测，利用计算机技术建立模型，将电力变压器当中出现的问题以及现象用计算机技术进行模拟，通过计算机模拟技术对电力变压器当中的故障进行分析，然后根据计算机所分析的不同结果对电力变压器进行有针对性的检查与维修。综合诊断法在实际当中的应用并不多，由于综合诊断法的准备周期较长，且需要相关人员进行建模等，步骤太过繁复，并不能在较短的时间内将电力变压器的故障诊断出来，致使电力系统不能在较短的时间内重新投入工作。综合故障诊断法一般都是在电力变压器出现难以诊断的故障之后，工作人员不能在短时间内将电路维修完成时，在这种情况下，一般将备用的电力变压器投入电力系统的工作当中，然后再对故障电力变压器进行综合故障诊断。
3.3运用完善的在线监测技术
除了合理制定并落实计划检修工作外，还要加强对变压器运行状况的在线监测工作。例如油色谱在线监测系统是集控制、测量分析技术于一体的精密设备，对变压器等油浸电力设备进行在线监测，及时准确检测出绝缘油中溶解的各种故障特征气体浓度及变化趋势，这些气体包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等。通过在线监测将以往维护管理工作中对变压器的以“修”为主变为以“管”为主，并结合采用状态检修策略来提高变压器故障的检修效率，确保电力变压器的异常问题可以得到及时有效的处理。
结论
总而言之，变电站主变压器发生故障，会严重妨碍变电站的正常运行。只有科学地分析变电站主变压器出现故障的原因，针对原因，从根本上采取相应的措施进行预防，才能保证主变压器真正发挥作用，从而保障变电站的安全稳定运行。
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[4]莫桂良.220kV变电站主变压器故障分析及防范措施[J].科技与创新，2016（16）：149-150.
论文作者:李华钟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：变压器论文; 故障论文; 变电站论文; 瓦斯论文; 原因论文; 发生论文; 绕组论文; 《电力设备》2018年第19期论文;