浅谈火力发电厂主变压器常见故障

浅谈火力发电厂主变压器常见故障

张斌

内蒙古大唐国际锡林浩特发电有限责任公司内蒙古锡林郭勒盟锡林浩特市026000

摘要：随着电力应用范围的不断扩展，它已经成为了我们生活中的一种常见能源。为千家万户提供了日常所需的电力。火力发电是目前我国电力产能的一个重要组成部分，也是运用时间最久的一种方式。主要原因在于我国具有丰富的煤炭资源，且火力发电的技术很容易掌握，因此火力发电在我国的电力产业中一直占据着主要的地位。发电是一个长期且不间断的工作，因此火力发电厂所使用的变压器也长期处于不间断运行的状态，这就导致发电厂无法有效地避免因变压器故障而引起的事故。因此，发电厂必须要有专业的维护人员对变压器进行日常的维护和故障的排除等工作。要胜任这份工作就必须熟悉和了解变压器常见的故障并对问题进行及时正确的分析和处理。以便于尽快的处理问题，保障火力发电厂正常营运。

关键词：火力发电；主变压器；故障；分析及处理

火力发电厂的主力变压器是发电厂的重要的设备。随着运行时间的增加，总会出现一些或大或小的故障，变压器出现的这些故障会造成电力供应的中断，可能引起火灾等重大事故，给社会生产和人民生活造成很大的损失。所以，我们要加强对火力发电厂变压器常见故障的分析和研究，这样就能够防患于未然，电力系统也能够提供一个安全的运行环境，人民的正常生活和社会的生产就能够得到保障，社会生产就可以顺利运行。

1变压器的用途

变压器在火力发电厂的主要用途在于发电厂利用其电磁感应的功能来改变交流电压，以便于电力的正常运输和使用。然而在长期使用过程中，其存在的问题不仅仅会影响到变压器的使用寿命，如果不及时进行处理，可能导致安全事故的发生。

2变压器的结构

变压器发生故障的原因和因素各不相同，要想有效的找出其故障的原因，首先需要对其结构做到了解，才能更准确的找出问题点。虽然目前所使用的变压器种类繁多，但其基本的结构和工作原理是相似的。火力发电厂通常使用的变压器为油浸式的变压器，因此我们主要以它的结构做以分析：

2.1铁芯，其主要材质是高硅钢片。通过热轧或者冷轧形成厚度大约在0.35-0.5mm之间，在使用时表面会涂油一层绝缘漆。

2.2绕组，是变压器中电路的重要组成部分，它的主要材料是铜线，但是不同的是为了达到其绝缘的效果，所使用的铜线都是经过油纸包裹的。同时铜线的外侧还有漆包。

2.3油箱，火力发电所使用的变压器不同于其他的变压器它是油浸式的，因此变压器的一些重要原件都是存在于油中的。同时，为了能够提供源源不断地油，所以变压器中还会有一个油箱用来存储变压器所需要的油。

2.4除了主要的部件外，变压器内部还有保护装置、调压装置以及出现套管等。

3变压器故障分析

3.1变压器油色谱分析

某火电厂一机组的主变压器型号为SFP7-360000/220Y，它是一台采用强迫油循环风冷低损耗的变压器。该变压器自投运以来运行参数一直正常，年度预防性试验均合格。某年在进行例行的预防性试验的过程中发现其色谱分析总烃严重超标，在测试中，技术人员发现乙烯超标是色谱分析超标的主导因素，变压器进行油耐压试验的平均值是41.9kV，较上年数据下降了15.1kV。技术人员随即便对变压器进行油色谱试验分析跟踪。

通过试验结果得到：主要气体：CH4、C2H4，次要气体：C2H6、H2，由此可判断出变压器存在过热性故障。

3.2分析故障的程度

通过对故障的分析，综合以往的经验，当烃的总量超过了规定的警戒值的时候，通过采集分析计算出油中溶解的绝对以及相对气体率的含量，接着就可以判断出变压器故障的严重程度。当故障还处于逐渐发展的阶段时，技术人员需要通过计算产气率来更加准确的判断故障。而目前比较常见的方法就是使用绝对产气速率。

4常见的故障问题分析及有效的处理办法

4.1漏油故障。在火力发电厂所使用的油浸式的变压器中，其最为常见的故障就是漏油故障。由于长时间的高压负荷运行，基本上每台变压器都会出现漏油的情况。最初的变压器漏油都是以渗漏开始的，所以不会直接导致变压器损坏或者无法使用。但这种影响是会随着时间的积累逐渐变大的，如果没有引起足够重视和相应的及时处理，可能会使小问题发展成大问题。

油浸式的变压器具有对应油箱，为了保障其不会造成泄漏所以使用了大量的密封方式。因而导致漏油原因特征各不相同。有的是因为密封胶垫的质量问题，有的则是因为密封胶垫得不到及时的更换导致的老化和破损的问题。也有油箱阀门不紧密导致漏油，或者是油箱焊接质量不过关等各种原因导致的漏油现象。

处理办法：由于变压器漏油故障引起的问题，就需要技术人员准确的把握其漏油的位置进行对应的工作；如果是变压器油箱密封的问题，就需要对油箱的密封效果进行关注以便于及时查找问题，进行解决；如果是由于焊接的问题导致焊接点漏油，就需要技术人员对漏油点进行对应的处理后进行补焊。

4.2出口短路故障。在变压器故障种类中，其中出口短路的问题其所带来的危害性最大，一旦发生短路故障。可以使变压器中绕组产生一个很大的电流，而这个电流往往是变压器正常电流额定数额的几十倍。如此巨大的电流能量会对变压器内的绕组的绝缘强度造成一定的影，更甚者会破坏掉其绝缘层，使整个变压器损坏。

处理办法：鉴于变压器接口短路的危害性极大，所以我们在处理问题的同时还需要进行日常的防护、防范措施。在变压器的安装过程中，施工人员需要提前注意天气环境的条件是否满足施工要求，否则不能进行安装。同时，变压器的绝缘部分的处理要十分谨慎，以防止造成短路现象发生。同时加强对变压器的检查力度。尤其是对经常发生问题的问题点进行严密的监督和管控，以便于将危害降到最低。对于在火力发电厂使用年限较长的变压器，缩短其检查周期，以保障其正常运行。

4.3接地故障。接地故障，主要是说由于铁芯接地而引起故障。而铁芯接地的故障相对比较隐形，其表面故障现象不明显，因此是故障原因中最难判断且最不易查明的原因。其故障的表现方式极为隐蔽，因此在处理铁芯故障的问题上存在着一定的技术难度。

铁芯接地其表现特征在于铁芯发热，并超出正常范围。同时伴有油温升高的现象。而造成一直故障的原因在于铁芯和变压器接地点产生电力环流而导致的。

处理方式：铁芯出现接地故障的主要原因是在于其绝缘的电阻运行超出负荷。所以在检查时需要对其电阻数值进行测量。如果数值较低，则需要通过将接地点的电流脉冲放电以及减少其接地点来排除问题。如果电阻数值正常，则需要检查其接地情况，及时的对接地的引线进行处理。

4.4喷油引起的爆炸。主要是因为变压器绝缘体损坏的原因。导致绝缘体损坏的主要原因在于变压器局部过热或者匝间短路，还有因为密封不好导致变压器绝缘地受潮而造成的。

处理方式：引起喷油的主要原因在于绝缘体的损坏，所以需要加强对变压器的检测，做好防潮工作，有效避免绝缘体的损坏。

4.5冷却装置故障.冷却装置是通过变压器油帮助绕组和铁芯散热。500kV主变压器均采用强迫油循环强力风冷方式。冷却装置正常与否，是变压器正常运行的重要条件。冷却设备故障是变压器常见的故障。当冷却设备遭到破坏，变压器运行温度迅速上升，变压器绝缘的寿命损失急剧增加。

4.5.1冷却装置故障原因

检查冷却设备的故障，应根据故障停运的范围（是个别油泵风扇停转还是整组停转，是一相停转还是三相停转），对照冷却设备控制回路图查找故障点，尽量缩短冷却设备停运时间。

如果变压器个别风扇或油泵故障停转，而其他运行正常，可能的原因有：

（1）该风扇或油泵三相电源有一相断路（熔断器熔断、接触不良或断线），使电动机运行电流增大，热继电器动作或切断电源，或使电机烧坏;

（2）风扇或油泵轴承或机械故障;

（3）该风扇或油泵控制回路中相应的控制继电器、按触器或其它元件

故障，或者回路断线（如端子松动，接触不良）;

4.5.2冷却装置故障处理

如果变压器有一组（或若干台）风扇或油泵同时停转，可能原因是该组电源故障，熔断器熔断或热继电器动作，或控制继电器损坏。应立即投入备用风扇或备用油泵，然后处理恢复。

主变压器有一组或三相油泵风扇全部停止运转，必然是主变压器该相或三相冷却总电源故障引起，此时应查看备用电源是否自动投入，若未能自动投入，应迅速手动投入备用电源，查明故障原因，予以消除。

在处理电源故障，恢复电源时应注意以下几点：

（1）重装熔断器时，就先拉开回路电源和负荷侧开关刀闸。因为在带电逐相换装熔断器的过程中，当装上第二相熔断器时，三相电动机加上两相电源，会产生很大电流，使装上的熔断器又熔断。

（2）应使用合乎设计规格容量的熔断器。

（3）恢复电源重新启动冷却设备时，尽可能采取分步分组启动的步骤，避免所有风扇油泵同时启动，造成电流冲击，可能使熔断器再次熔断。

（4）三相电源恢复正常后，风扇或油泵仍不启动，可能是由于热继电器动作未复归所致，复归热继电器。冷却设备若无故障，应可重新启动。

5结束语

通过对变压器的吊钟罩检修，发现C相套管顶部的导电密封头底座和引线接头烧结在了一起，C相引线附近发生了过热性碳化现象，铜引线断了5根，C相和A相套管下端都有大面积灼伤以及绝缘带碳化的现象。技术人员把C相套管拆下来后，在拧导电头的时候，套管里的每一个铜管都在转动，这说明了定位螺母已经融合在一起，密封垫圈以及密封环都已经无法更换。C相套管内部的绝缘油的颜色呈现红色，说明其已经碳化，C相套管必须全部进行更换。

通过对高压侧直流电阻值的分析，变压器吊钟罩后，更换了A、C两相的引线，并缩短了20cm，用铜接头压接，用磷铜灌浇，然后进行焊接。把引线用两层皱纸包裹，然后再用白布带包裹一层，绕向和导线方向相反。因为B相的绝缘处一开始仅仅有一层白布带进行包扎，有许多地方露铜，因此进行了重新包扎，接着更换C相套管和A相套管绝缘油。通过此方法，变压器油经真空滤油机进行加热过滤，脱气96h后，进行完整的电气试验和油分析试验，均正常。机组启动该变压器投入运行后，一切参数正常，彻底解决了相关问题。

火力发电厂所使用的变压器的故障原因是多样的，在日常过程中需要及时的检查和检测，以避免问题的发生。如果发生故障，需要对发生故障的变压器进行全面详细的检查和问题分析，才能够准确的找到其问题的原因，提出合理有效的解决办法。

参考文献：

[1]刘玉冰.浅析火力发电厂主变压器故障的判断和处理[J].科技资讯，2014（27）：79.

[2]张植清.试述火力发电厂变压器常见故障及处理[J].机电信息，2015（03）：66-67.

[3]高F川，贺国志，吕媛媛.火力发电厂变压器故障的分析及处理[J].科协论坛（下半月），2012（10）：57-58.

[4]王艳东，张永胜.火力发电厂变压器故障问题的分析与处理建议研究[J].科技创新与应用，2016（03）：177.

[5]司增彦.电力变压器铁心接地故障的诊断与处理[J].变压器，2005（11）.

[6]陈世青.电力变压器故障诊断与处理[J].变压器，2000（11）.

[7]张植清.试述火力发电厂变压器常见故障及处理[J].机电信息，2015（3）.

[8]操敦奎，许维宗，阮国方.变压器运行维护与故障分析处理[M].北京：中国电力出版社，2008.4.