关键词：变压器 故障 电力系统
1.前言
电力变压器发生故障的原因很多，主要有：设计上存在问题；安装技术上存在缺陷；周围环境条件不良；外界的干扰和影响；操作不妥；零部件质量不高，性能不稳；负荷发生问题；电网电源有问题；零部件使用寿命到期，元器件老化、性能不稳等。
2.变压器故障检查方法
运行中的变压器，应每月进行一次定期检查巡视，3个月进行一次夜间巡视，每半年不少于一次最大负荷的测试，并做好记录。如有值班人员时，则每日检查一次，每星期还应有一次夜间检查，以便了解变压器的运行状态，发现问题及时解决。力争把故障消除在萌芽状态。
2.1用眼睛看
通过观察故障发生时的颜色、温度、气味等异常现象,由外向内认真检查变压器的每一处。
一是变压器运行中渗漏油现象比较普遍，其外面闪闪发光或黏着黑色的液体就可能是漏油。小型变压器装在配电柜中，因为漏出的油流入配电柜下部的坑内，所以不易及时发现。渗漏主要原因是油箱与零部件联接处密封不良、焊件或铸件存在缺陷、运行中额外荷重或受到振动等。此外，内部故障也会使油温升高，油的体积膨胀，发生漏油。
二是变压器故障时都伴随着体表的变化。防爆膜龟裂、破损。当呼吸口不灵,不能正常呼吸时，会使内部压力升高引起防爆膜破损；当气体继电器、压力继电器、差动继电器等动作时，可推测是内部故障引起的。
三是因温度、湿度、紫外线或周围的空气中所含酸、盐等，会引起箱体表面漆膜龟裂、起泡、剥离。因大气过电压、内部过电压等，会引起瓷件、瓷套管表面龟裂，并有放电痕迹。瓷套管端子的紧固部分松动，表面接触面过热氧化,会引起变色。由于变压器漏磁的断磁能力不好及磁场分布不均，产生涡流，也会使油箱的局部过热引起油漆变色。吸湿计变色是吸潮过度、垫圈损坏、进入其油室的水量太多等原因造成的。通常用的吸湿剂是活性氧化铅(矾土) 、硅胶等,并呈蓝色。当吸湿剂从蓝色变为粉红色时，应作再生处理。
2.2用耳朵听
正常运行时，由于交流电通过变压器绕组，在铁芯里产生周期性的交变磁通，引起电工钢片的磁致伸缩，铁心的接缝与叠层之间的磁力作用及绕组的导线之间的电磁力作用引起振动，发出均匀的“嗡嗡”响声。如果产生不均匀响声或其他响声，都属不正常现象。不同的声响预示着不同的故障现象。
一是若声响比平常响声增大且尖锐，一种可能是电网发生过电压，例如中性点不接地、电网有单相接地或铁磁共振时，会使变压器过励磁；另一种可能是变压器过负荷，如大动力设备（大型电动机、电弧炉等）负载变化较大，因谐波作用，变压器内会发出低沉的如重载飞机的“嗡嗡”声。此时，再参考电压与电流表的指示，即可判断故障的性质。然后，根据具体情况，改变电网的运行方式与减少变压器的负荷，或停止变压器的运行等。
二是若变压器发出较大的“啾啾”响声，并造成高压熔丝熔断，则是分接开关不到位；若产生轻微的“吱吱”火花放电声，则是分接开关接触不良。出现该故障时，当变压器投入运行后一旦负荷加大，就有可能烧坏分接开关的触头。遇到这种情况，要及时停电修理。
三是变压器发出“叮叮当当”的敲击声或“呼呼”的吹风声以及“吱啦吱啦”的像磁铁吸动小垫片的响声，声响较大而噪杂时，可能是变压器铁心有问题。例如，夹件或压紧铁心的螺钉松动，铁心上遗留有螺帽零件或变压器中掉入小金属物件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆出现该故障时，仪表的指示一般正常;绝缘油的颜色、温度与油位也无大变化，这类情况不影响变压器的正常运行,可等到停电时处理。
四是声响中夹有放电的“嘶嘶”或“哧哧”的响声，晚上可以看到火花时，可能是变压器器身或套管发生表面局部放电。如果是套管的问题,在气候恶劣或夜间时，还可见到电晕辉光或蓝色、紫色的小火花，此时，应清除套管表面的脏污，再涂上硅油或硅脂等涂料。如果是器身的问题，把耳朵贴近变压器油箱，则会听到变庄器内部由于有局部放电或电接触不良而发出的“吱吱”声或“噼啪”声，若站在变压器跟前就可听到“噼啪”声音，有可能接地不良或未接地的金属部分静电放电。此时，要停止变压器运行，检查铁心接地与各带电部位对地的距离是否符合要求。
五是变压器发出“咕嘟咕嘟”的开水沸腾声，可能是变压器绕组发生层间或匝间短路而烧坏，使其附近的零件严重发热。分接开关的接触不良而局部点有严重过热，必会出现这种声音。此时，应立即停止变压器的运行，进行检修。
六是当声响中夹有爆裂声，既大又不均匀时，可能是变压器本身绝缘有击穿现象。导电引线通过空气对变压器外壳的放电声；如果听到通过液体沉闷的“噼啪”声，则是导体通过变压器油面对外壳的放电声。如属绝缘距离不够，则应停电吊心检查，加强绝缘或增设绝缘隔板。声响中夹有连续的、有规律的撞击或摩擦声时，可能是变压器的某些部件因铁心振动而造成机械接触。如果发生在油箱外壁上的油管或电线处，可用增加其间距离或增强固定来解决。
2.3用仪器测
依据声音、颜色及其他现象对变压器事故的判断，只能作为现场的初步判断，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，有时甚至出现假象。因此必须进行测量并作综合分析，才能准确可靠地找出故障原因及判明事故性质，提出较完备合理的处理办法。
（1）绝缘电阻的测量
测量绝缘电阻是判断绕组绝缘状况的比较简单而有效的方法。测量绝缘电阻通常采用绝缘电阻表，3kV 以上的高压变压器一般采用2500V 的绝缘电阻表。测量项目为测量绕组的绝缘电阻应测量高压绕组对低压绕组及地、低压绕组对高压绕组及地、高压绕组对低压绕组等三个项目。这里的“地”并不是指真正的大地，而是指变压器金属外壳。
一是吸收比的测量。通过测量吸收比可以进一步检查变压器绕组的绝缘良好程度，尤其是绝缘材料的受潮程度。吸收比的测量要用秒表计时间，当绝缘电阻表摇到额定转速(120r/ min)时，将绝缘电阻表接入(可用开关控制) 并开始计时，15s 时读取一数值R15，继续摇至60s 时读取另一数值R60。R60 / R15就是测量的吸收比。吸收比的标准是R60 / R15 ≥1. 3 ,说明变压器没有受潮，绝缘良好；若R60 / R15 ≤1. 2，说明变压器有受潮现象，绝缘有缺陷，需要进一步检查。
二是直流电阻的测量。变压器绕组是发生故障较多的部件之一，当变压器在遭受短路冲击后，往往可能造成绕组扭曲变形，而累积效应会使变形进一步发展；另外由于绕组绝缘损坏，会造成匝间短路甚至是相间短路。变压器绕组可看作是由电阻、电感、电容组成无源线性网络,其故障必然导致绕组上相应部分的分布参数发生变化。绕组发生故障时，由于整体或局部的拉伸和压缩造成匝间距离改变时，突出反映的是绕组的感性变化，当轻微匝间短路时电阻也会有变化，测量时，应分别测量变压器高、低压绕组的直流电阻。对于三相电力变压器，由于高压绕组上装有分接开关，因而要测量分接开关处于不同挡位时的高压绕组电阻值。
3.小结
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，是电力系统中重要的设备，主要有电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等功能 。而且种类较多。同时大容量电力变压器的造价十分昂贵。虽然配有避雷、差动、接地等多重保护，但由于其内部结构复杂、电场及热场不均，故障率仍然很高。通过对变压器常见故障的原因与处理以及检查方法、保护措施的分析，将有利于在变压器正常维护过程中及时、准确地判断故障原因，采取有效措施，确保设备安全运行。
参考文献：
[1]李志强,杨育峰,李海鹏.某厂110 kV变压器交流耐压试验异常的原因分析[J].机电信息,2018(09)
[2]杨赵武,柳小东.变压器交流耐压试验异常分析及处理[J].黑龙江科学,2017
论文作者:王桂英
论文发表刊物:《中国电业》2019年21期
论文发表时间:2020/3/10
标签：变压器论文; 绕组论文; 故障论文; 测量论文; 电阻论文; 铁心论文; 发生论文; 《中国电业》2019年21期论文;