变压器运行维护与故障对策分析

变压器运行维护与故障对策分析

郑慧冬1  蔡慧娟2

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摘要：变压器虽为重要核心电力设备，但在实际工作中，由于管理欠缺、巡护及维检修工作落实不当、变压器本体部件质量不良等诸多因素，对其运行工况造成一定程度影响。

关键词：变压器；运行维护；故障分析

引言

网络布线变得越来越复杂。由于电力资源分布不均，长途输电尤为困难。中国已成为最大的发展中国家，输电业务离不开大型、高参数、大功率高压变压器。最常见的问题是变压器短路，电流引起的高温损坏会导致变压器损坏。这种类型的短路对变压器危害最大，其中许多直接损坏。

1.油浸式变压器的运行维护

为行之有效开展变压器日常运行维护工作，及时发现异常状况并妥善处理，应先行掌握其构成及各部件性能。油浸式变压器的基本结构：由器身、油箱、冷却装置、保护装置、调压装置、进出线装置等部件构成。（1）变压器本体分为铁芯、绕组及绝缘结构等部分。其中，铁芯由铁芯柱及铁轭两部分组成，是变压器电磁感应的磁路部分；绕组是由具有绝缘层的铜线或铝线绕制而成，是变压器电磁感应的电路部分；绝缘结构分为外绝缘和内绝缘。（2）油箱是指油浸式变压器外壳，同时具有储油柜（油枕）、散热片、呼吸器等附件。储油柜位于油箱顶部，起到储油及补油作用；呼吸器可吸收空气中水分及净化空气；散热片可增加变压器油散热面积，提升温降效率。（3）冷却装置可分为油浸自冷、油浸风冷、强迫油循环风冷式、强迫油循环水冷式，其作用是降低变压器正常运行时铜损及铁损的损耗热量。（4）保护装置是由压力释放阀或防爆管、气体继电器（瓦斯继电器）构成。（5）调压装置是指变压器的分接开关，其主要作用是通过切换位调节低压侧电压。（6）进出线装置是通过绝缘套管实现油箱内绕组引出线经过箱体与高低压电缆间的连接。

2.变压器的运行维护

随着我国各行业用电量的增大，需要充分保障各设备处于安全运行的状态中，而保证各配电运行的稳定，必不可少的便是对变压器进行维护。在对配电器进行维护的过程中，需要在保障工作人员的安全的同时达到设备本身良好运行的目标。基于此，在设备试验过程中，必须保证设备试验人员在两人以上，且保证参与试验人员具有一定的工作经验，在确认责任人后按照相关《电力安全工作流程》开展试验，且试验开始之前仍需对试验的内容加以明确，正确选择试验方式、试验内容以及试验方法，对试验开展的目的以及意义进行明确，保证工作人员可以对工作流程进行充分的明确，试验过程中尽量还原变电设备，避免因触碰等情况对设备的运行造成影响。在进行维护的过程中，需要重点关注变压开关与断路器开关以及高电压配电器开关的情况，开关作为诸多配电变压器所使用的关键组件，在变压器运行的过程中起着至关重要的作用，因此，开关维护需要作为重点维护工作来落实与开展，开关设备自身普遍存在着一定的质量问题，而操作不当等情况也会导致设备无法持续良好使用，综合性的设备检修工作需要在具有一定差异的设备维护中进行，这也可以保证其可以对开关设备进行全面的检修，保证设备良好运行。辅助性设备的检修工作则需要在转移到其他开关时开展，进而保障试验结果准确，根据试验结果进行分析后，有针对性地对各类故障与问题进行解决，保证变压器可以持续稳定运行。

3.变压器的故障与应对措施

3.1变压器绕组故障

其故障形式可分为短路故障（绕组相间短路、绕组层间短路、绕组匝间短路）以及绕组断路、绕组松动变形或发生位移等。（1）原因分析：变压器绕组故障通常是由于变压器长期过载运行、制造工艺缺欠、雷击过电压或出口短路电流冲击等因素导致绕组绝缘不良、碳化及形变而发生绕组相间、匝间、层间短路故障。（2）处理措施：加强变压器运行巡检及维护管理，实时在线监测运行参数，通过变压器温度和油色变化、声音和气味异常等工作经验超前预判事故隐患；雷雨季节前开展避雷器的检测及维护工作；控制变压器过负荷运行时间；严谨落实绕组故障检修程序。

3.2提升变压器制造技术

同时要高度重视线圈制造的轴向压缩过程现阶段，变压器在进行制造的过程中，主要是使用绝缘压板，高低压线圈使用相同的压板。因此，变压器进行制造的过程中，对技术要求较高。例如，对线圈进行制作时，线圈加工需要采用先进技术，绕组应拧紧，绝缘子应垫有电势，线圈应固定，支柱和隔膜应均匀整齐地排列，线圈需要具备相应的银垫，堵塞油道的尺寸也需要满足相应的要求。线圈致密后，需要在恒压下进行干燥，同时运用油压进行处理，以确保线圈具有非常高的压缩高度。内部以及外部线圈需要造进行组装的过程中进行拧紧，能够更好地对高低压线圈的压缩状态进行控制。此外，需要确保线圈的容量。线圈以抵抗短路电动势。这里需要注意的是，此时可以增加支架的数量，以确保内部线圈的稳定性，因为在组装线圈时，内部线圈在受到径向力后会向铁芯移动。或者使用厚纸管作为骨架。

3.3变压器分接开关故障

分接开关分为有载分接开关和无载分接开关，其故障形式主要有分接开关接触不良、开关油箱渗漏、开关相间短路、档序错位及机构部件存有变形、脱扣、阻塞等。上述故障现象随时间延续可直接或间接危及变压器安全运行。（1）原因分析：导致分接开关接触不良的因素主要有触头表面形成氧化膜、油膜或存有污垢、触头弹簧或滚轮压力不足、触头松动或表面损伤等；开关油箱渗漏是由于密封件损坏所致；开关相间短路是由于相间绝缘安全间距不足或绝缘材料附有油污受潮，当发生过电压时极有可能导致相间短路故障；档序错位及机械部件存有变形、脱扣、阻塞等因素与工艺制造、频繁操作及故障时的电动力冲击相关。（2）处理措施：根据实际情况，针对分接开关触头进行清洁、维修调整或更新，确保接触良好；更换密封解决油箱渗漏；结合相间短路对元件的损伤情况进行全方位维修处理并巩固相间绝缘强度；对档序错位进行定位调整并实施检测；对机械部件存有的问题进行修复或更换。

3.4变压器绕组变形测试以及诊断

由于变压器绕组在受到短路故障电流的影响后会部分变形，因此需要做好对变压器绕组的变形测试以及诊断，对变压器的短路电阻进行提升。目前，频率响应法是测量变压器绕组电压最广泛使用的方法，测量每个变压器绕组的频率响应特性，并比较测试结果与短路前测量的频谱之间的垂直或水平相关性。诊断绕组是否变形。然而，在实践中，如果频率响应法不符合条件，则可以测量变压器绕组的电容变化。当对电容进行测量时，能够对变压器绕组的工作状态进行及时确定，判断绕组是否发生了变形。实践证明，该方法能及时满足因短路冲击引起的变压器绕组变形缺陷，及时检修，避免重大事故的发生。

结束语

变压器运行维护及异常状况防控面临着更高要求。不断促进电气设备运行过程实时监测、运行状态精准评价、故障状况及时诊断、潜在隐患超前预判等各环节技术自动化、信息化、智能化领域的发展和完善。

参考文献

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