变压器运行维护与故障对策分析

刘力嘉

国网天津市电力公司高压公司 天津市 300143

摘要：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。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。本文阐述油浸式变压器的运行维护，变压器的故障与应对措施，包括变压器绕组故障、铁芯故障、分接开关故障、套管故障、变压器温度过高的原因分析和处理措施。

关键词：电力变压器；运行维护；故障原因；应对措施

中图分类号：TM407              文献标识码：A

引言

目前针对配电变压器的在线监测技术尚未有大规模应用，其油位和油温测量方式基本还是采用机械式管状油位计和机械式指针温度计，测量的精度有限并且无法实现在线测量，测量数据无法实时上送。而具有在线状态监测功能的相关装置目前也未能实现大规模应用。本文针对配电变压器的结构特点设计了深度集成微功耗传感器的状态传感单元，结合以国产芯MCU为核心的采集终端，实现了对配电变压器油温、油位、油压、微水等状态量的实时监测。并且将装置安装于配电台区中进行实际运行，运行结果验证了装置未来推广应用的可行性。

1 变压器短路类型

第一，结构性短路。（1）由于温度以及绕组方式所引起的短路。对于线圈，尤其是通电线圈，环境温度对线材的温度以及强度有着直接的影响。随着室温的改变，线材温度也随之变化。盘条的温度直接影响盘条外坡的韧性和强度。变压器线圈中使用的线圈和导线通常在室温下设计，不包括变压器的实际工作温度和变压器的稳态。随着运行和工作电流的增加，变压器内部线圈的温度继续升高，经过一定的时间，会造成故障。如果不及时检查，线圈将直接烧坏，短路烧坏整个变压器。（2）一些制造商使用机械强度低的电线，以节省资金。此外，由于变压器的操作环境复杂，在安装或使用过程中受到外力时，铜线很容易暴露。一旦暴露，后果非常严重。变压器短路的主要原因之一是制造商在生产过程中必须选择刚性导线。严格选择导线。根据标准进行选择，以避免无法弥补的损失。第二，运行短路。运行短路主要是指长期短路电流运行所引起的线圈损坏，在出现故障时会造成停机，阻止机器正常运行。这是一种预防性的保证措施，但一个完全可见的保护装置可以实现实际的应用过程，并且无法达到实际的使用效果。由于机器的延时，短路电流的持续时间通常不超过250ms。实际情况是比较有保护装置时的线路故障时间，

2 变压器运行维护与故障解决对策

2.1 变压器的状态检修

为了保证变压器在一种安全、稳定的运转状态中，就必须要定期展开检修工作，然而，定期进行检修不仅会提高工作人员的整体工作量，还会产生一些不必要的费用，逐步提高整体成本负担。在110kV变电站变压器的实际运转阶段中，要采用多种措施来明确变压器是否处在正常的运转状态中，判断其基本的运行状态，举例说明，能够对智能铁芯节点电流是否处在规定范围内展开全面监测，通过定期色谱油化验来判断内部所产生的故障问题，还能够采用机器人定期红外热成像测温的方式，进一步判断变压器当中是否出现了故障问题。通过以上几种方式就可以更好地明确故障所处的具体位置，而后再充分结合变压器的具体状态以及运转年限，在确实有必要的情况下才可以开展检修工作，并灵活的选择检修时间。

2.2 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。

2.3 变压器铁芯故障解决

正常情况下，铁芯必须有一点可靠接地。在实际运行中，其故障形式可分为铁芯两点或多点接地、铁芯接地不良、铁芯片间短路等。（1）原因分析：变压器铁芯故障是由于工艺安装不精导致铁芯绝缘不良形成多点接地或铁轭与夹件短路、芯柱与夹件连接；硅钢片存有质量问题，导致铁芯绝缘不良片间短路或多点接地；油箱底部存有水分铁芯绝缘垫块受潮而造成多点接地；铁芯的正常工作接地接触不良等。（2）处理措施：电气工作人员可通过变压器铁芯接地电流检测结果、变压器运行声音及油温的变化情况确定铁芯故障情况，拟定检修方案对变压器进行吊芯检验及维修，维修后应用兆欧表检测铁芯绝缘强度达标。

2.4 预防性试验

预防性试验的许多项目与温度、湿度等大气条件有关，如绝缘电阻随温度上升而减小，介质损耗随温度增加而增大等，影响测试数据的准确性。因此在进行预防性试验的同时，应记录当时的大气条件以及变压器油温，以便将本次试验数据与历史试验数据核算到相同条件下进行综合分析。试验前后应对被试设备进行充分放电，消除残余电荷带来的试验人员安全隐患以及对试验结果的影响。试验升压前，应仔细检查试验接线，确保被试设备、试验仪器可靠接地，以保护设备、仪器以及试验人员的安全。

2.5 检测技术

在变压器的状态检修中，其需要采用各种各样的检测技术。首先，要针对局部的放电情况展开在线检测，针对变压器内部结构出现的故障问题，通过设备的局部放电可以更好的反映出来，使得操作人员能够通过实际情况来对故障问题产生的影响进行准确判断。其次，还要对变压器的震动频率展开深入分析，工作人员也应当针对变压器在运转过程中所产生的振动信号进行全面分析，从而确定好对应的结果，如果其中出现了电源短路或是线路老化等严重问题，就会产生非正常振动等问题。还要通过红外线探测器来对温度进行检测，如果发现变压器出现了局部过热，就很可能存在着线路短路或是变压器超负荷运转等问题，这时就要通过绕组温度提醒，光导纤维可以对绕组技术产生的温度信息进行深入分析，从而达到预测的主要目的。

2.6 变压器温度过高处理措施

变压器运行温度过高，应先排查确定原因并根据实际情况进行整治。内部故障应停运变压器检修处理其绕组短路、铁芯故障、分接开关接触不良以及散热通道堵塞等问题；通过物理降温方式设置空调、风扇等设备降低变压器环境温度或安全应用冷水喷淋以降低变压器本体温度。

3 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。

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