电力变压器运行中的异常问题与检查维护策略探讨

时间：2024-05-19

刚毅

（河北大唐国际唐山热电有限责任公司，河北唐山 063000）

0 引言

随着现代技术在电力行业的深入发展，对电力变压器的技术要求和安全要求越要越高，因变压器是发电厂和变电站的重要设备，对整个电力系统的正常运转有重要影响。一旦电力变压器在运行中出现故障，就和可能影响整个电力系统的运转，甚至可能会导致局部停电事故。因此，保证对变压器的定期检查和维修是变电工作中一项最为重要的技能和工作，对电力变压器运行中的异常问题与检修策略探讨成为了当前电力行业最重要的课题。

1 电力变压器运行中的异常问题及其原因

1.1 变压器温度过高与油位异常

按照国际电工委员会制定的相关规范显示，虽然电力变压器的运行温度是根据其所带符合大小和身边环境温度变化而定的，但是一般情况下，主变压器的上层油温不得超过95℃且不宜经常超过85℃，温升一般不得高于55℃[1]。普遍意义上来讲，变压器正常运行时内部温度和内部构件的温度是相差无几的，如果温度比正常温高出很多的话，就表明已经发生温度过高故障了。主要原因有：绕组的绝缘体受损引起过热、导电回路故障引起过热、铁芯多点接地引起过热、冷却系统异常引起过热、散热条件恶劣引起过热、严重漏磁引起油箱、箱盖等引起过热等。此外，变压器绝缘受潮、变压器超负荷运行以及变压器制造材料不好等也会引起变压器温度升高。

变压器油位异常主要是指变压器的油温正常，而油标管内的油位变化不正常。引起油位异常的主要原因是：低温过低导致油位过低，变压器严重渗油引发油位异常，防爆管通气孔堵塞，油枕呼吸器堵塞或有空气，油标管堵塞，检修人员未及时注油或未按照标准的油位线注油导致油位不当。

1.2 变压器声音异常

正常变压器在运行时会产生连续、均匀的低沉声音，如果发出一些特殊的响声或者声音断断续续不均匀的话，就表明变压器出现了声音异常故障。主要表现及原因为：①变压器发出“嗡嗡”声，这是由变压器过负荷造成的；②变压器发出“噼啪”放电声，这是变压器内部或表面出现局部放电造成的；③变压器的声音比正常情况下大，有明显的杂音，这是有变压器铁心螺栓和夹紧件松动造成的；④变压器声音超大，这是由过电压造成的；⑤变压器运行声音夹杂水沸腾的声音，这是由变压器绕组短路故障造成的；⑥变压器的声音夹杂不均匀的破裂声，这是由变压表面或内部绝缘体受损造成的。

1.3 铁芯绝缘和接地不良

按照《电力设备预防性试验规程》中油浸式电力变压器关于铁芯及其夹件绝缘电阻相关要求显示，运行中的变压器铁芯接地电流一般不应超过0.1A[2]。变压器的铁芯是由硅钢片叠装形成的，各个硅钢片之间有层绝缘漆膜，铁芯的一点接地是通过硅钢片的铜片与夹件、地螺栓三者之间而成的。一旦硅钢片没有固定好就会造成绝缘漆膜受损，铁芯在接地后内部产生一定的涡流使得铁芯过热导致铁芯的绝缘漆膜老化。如果铁芯接地不良的话，就会导致变压器产生连续发电的问题，使得电压升高，影响了电压器的正常运行。

1.4 过电压和过负荷

过电压故障是指变压器在进行操作分合闸时或者被雷击时产生的操作过电压或者大气过电压，大气过电压一般很少出现，因为一般电厂都安装了避雷针，而操作过电压出现的概率较大，因变压器长时间处于超负荷运行工作中。一般而言，操作过电压的数值为额定电压的2-4.5 倍。过负荷是指变压器长时间运转导致变压器温度过高，绝缘体受损，加速了变压器的老化程度过负荷也是导致过电压问题的原因之一。如我厂使用的型号为SFP10-370000/220 主变压器的额定电压为242/20kV，超过了这个额定电压的2-4.5 倍，就会导致变压器出现过电压故障。

1.5 套管故障

套管的常见故障主要有闪络放电、炸毁、漏油等，主要原因有：开关触头放电使得开关表明出现熔化和灼烧，呼吸器不合理优化配置，对呼吸器吸入的水分没有及时处理，套管的密封效果不好使得绝缘受损，有水分渗入套管使得套管受潮。这其中套管闪络放电是最常见、最严重的套管故障，套管闪络放电会损害套管绝缘，加剧变压器的老化程度，甚至导致爆炸事故，主要有套管制造不良、焊接工作不到位导致绝缘体受损以及套管表面不干净或不光滑导致的。

1.6 渗漏油问题

渗漏油是变压器最常见的问题，渗油和漏油差别不大，这只是在大小上有所区别，在变压器运行中一般变压器的阀门系统会出现渗漏油现象，主要原因是阀门的材质安装不到位以及放油阀进度不准使得其无法满足螺纹处渗漏。同时在胶垫接线也会出现渗漏油现象，主要因为小瓷瓶破裂、胶垫的密封性不好以及高压套管基座流出线桩头等。此外，变压器的安装材质不良、制造不精也会导致变压器出现渗漏油现象。

1.7 其他异常问题

变压器外观异常，如防爆管的防爆膜破裂、压力释放阀拒动或误动等，是因防爆膜材质不佳、呼吸器堵塞以及阀门系统的密封性不好导致的。颜色、气味异常问题，如线夹处颜色变暗、套管较脏引发放电产生大量的臭氧气味以及呼吸器硅胶受潮变色等，其中呼吸器硅胶变色的原因是空气湿度大使得吸湿变色大，硅胶玻璃罩有裂痕使得水分进入，油封罩油位过低以及呼吸器容量太小。瓦斯动作问题，这主要是因为其他继电器中的气体异常所致，一旦气体继电器内的气体过低聚集时，就很可能导致瓦斯动作。

2 电力变压器运行中对异常问题的检修维护策略

2.1 电力变压器的正确安装及科学操作

正确安装电力变压器保障变压器正常运行的前提，在安装变压器过程中要做好变压器设备的安装工作，注重对变压器相关的设备安装。主要考虑三方面：要在建造标准和设备设计的基础上选择合适的安装地点，确保变压器安装地点附件的环境良好，保证变压器的负荷设计在合理的范围内[3]。

科学的操作运行是为了防止人为操作不当而引发的变压器故障，在很大程度上能保证变压器的可靠运行。工作人员在操作前要对变压器的电压和直流电阻进行测试比较、测试变压器的短路和空载、检查变压器的运行条件是否满足基本要求等，在操作时要严格按照操作规程，避免错误操作导致变压器出现故障。

2.2 变压器温度过高的检修维护策略

针对绕组过热而导致的变压器过热检修策略就是采用双螺旋结构的低压绕组。针对冷却系统或者散热系统异常引起过热的检修策略是定期对冷却器和散热器进行清洁，确保其不被异物堵塞，我厂利用每次检修机会都会对冷却器进行冲洗，以保证变压器冷却系统高效稳定运行。检查变压器的负载和冷却介质的温度并进行温度核对，如果一旦发现不是冷却系统或者通风系统引起的变压器升温就要立即停运变压器，并进行全面的维修；如果不能立即停止变压器运行，值班人员或相应的工作人员要按照规定调整变压器的负载，以确保其能在合理的温度范围内运行。此外，正确衔接分接开关和引线、加强电力变压器色谱分析工作、定期展开电力变压器的远红外测温工作、加大对变压器运行温度的测量和监控、加强对变压器的管理、制定严格的检修维护制度、在更换电力变压器时要选择损耗参数低的变压器等都是检查维修变压器温度过高的有效对策[4]。

2.3 变压器声音异常的检修维护策略

针对变压器发出“嗡嗡”声，要及时对超负荷情况进行简单并加大监管力度；针对变压器发出“噼啪”放电声，要对变压器进行全面的检查再做定夺，或者直接停止使用变压器，让专业的技术人员检修；针对变压器的声音比正常情况下大，有明显的杂音，这种情况一般不是很严重，工作人员可酌情处理；针对变压器声音超大，要通过对测量仪表计有摆动和是否有接地信号来断定；针对变压器运行声音夹杂水沸腾的声音，要及时停止使用变压器，让专业的技术人员进行检修；针对变压器的声音夹杂不均匀的破裂声，要及时停止使用变压器，让专业的技术人员进行检修。

2.4 变压器套管问题的检修维护策略

首先，在天气好的情况下，定期检查变压器的套管，检查其在端部有没有密封好，如果一旦发现没有密封好就要及时改造。其次，要定期对套管进行清洁，保障套管保持干净，使用砂纸定期摩擦套管，保持套管的光滑。最后，时刻保持套管干燥，以防水分进入套管，一旦套管受潮的话，就要及时吸干套管的水分，经过多年实践和经验总结，目前保持套管干燥的最有效方法是采用热油真空雾化干燥处理技术。

2.5 启动瓦斯保护动作

瓦斯保护动作能够对变压器内部的部分故障提供一些有效的保护，不同于继电保护动作，一旦变压器出现故障时，瓦斯保护动作就会启动，发出故障信号，紧接着瓦斯动作跳闸，这样就能有效防止变压器故障带来的一连串不利影响。工作人员可以在瓦斯保护动作启动后就意识到变压器发生故障，能够及时对变压器进行检查，从电压或电流过高、负荷是否过重、油位降低等异常问题一个个排除，最终明确变压器具体故障。启动瓦斯保护动作对工作人员的要求较高，当瓦斯动作跳闸时，要综合考虑故障原因，以明确是否应该停止变压器运行。如检查瓦斯继电器内部的气体是否为可燃气体，如果是可燃气体，应立即停止变压器运转；反之，如果明确了不是可燃气体，可让变压器继续运转。

2.6 注重对变压器的定期检查维护

防止电力变压器运转中的异常问题的重要措施一是，按周期完成各项预防性试验工作，并认真对试验数据进行分析记录，建立健全试验记录台帐，通过历史数据的对比分析设备有无故障隐患。通过试验数据的变化趋势，判断设备健康水平或者设备隐患的劣化趋势。二是，利用日常点检机会记录变压器油面温度、绕组温度等重要的运行数据，建立设备在各负荷状态下的运行数据记录，通过点检数据的动态对比来分区判断变压器运行状态。三是，充分利用大小修机会对变压器冷却系统进行双电源失电切换试验和冷却器清洗维护，对各接头、连接部位进行检查，对器身进行漏点检查消除工作，以保证变压器以最佳状态投入运行。