1、电力变压器故障及原因分析摘要：在现代电力设备的运行和维护中，电力变压器属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之一，因此能及时迅速的分析出电力变压器故障的原因，对于我们查找故障点和抢时维修变压器起着关键性作用，电力变压器故障原因有很多方面，下面我就结合日常工作中的相关经验就变压器故障及原因分析做详细论述 关键字：电力变压器 故障原因分析 中图分类号：TM4 文献标识码： A 一、变压器常见的故障分析 1.1.1 绕组故障 主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊等。产生这些故障的原因有以下几点：（1）制造工艺不良，压制不紧，机械强度不能经受短路冲击，使绕组变形绝缘损坏。 （2）绕组受潮，
2、绝缘膨胀堵塞油道，引起局部过热。 （3）绝缘油内混入水分而劣化，或与空气接触面积过大，使油的酸价过高绝缘水平下降或油面太低，部分绕组露在空气中未能及时处理。 （4）在制造或检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷。 （5）在运行中散热不良或长期过载，绕组内有杂物落入，使温度过高绝缘老化。 1.1.2 套管故障 这种故障常见的是炸毁、闪络和漏油，其原因有：（1）密封不良，绝缘受潮劣化。 （2）呼吸器配置不当或者吸入水分未及时处理。 1.1.3 铁心故障 铁心故障大部分原因是铁心柱的穿心螺杆或铁轮的夹紧螺杆的绝缘损坏而引起的，其后果可能使穿心螺杆与铁心迭片造成两点连接，出现环流引起局部发热，甚至引起铁
3、心的局部熔毁。也可能造成铁心迭片局部短路，产生涡流过热，引起迭片间绝缘层损坏，使变压器空载损失增大，绝缘油劣化。运行中变压器发生故障后，如判明是绕组或铁心故障应吊心检查。 变压器铁心有且只能有一点接地，出现两点及以上的接地，为多点接地。变压器铁心多点接地运行将导致铁心出现故障，危及变压器的安全运行，应及时进行处理。解决方法如下： 直流电流冲击法。拆除变压器铁心接地线，在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击，冲击 35 次，常能烧掉铁心的多余接地点，起到很好的消除铁心多点接地的效果。开箱检查。对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的，应将定位销翻转过来或除掉。夹件垫脚与铁轭问
4、的绝缘纸板脱落或破损者，应按绝缘规范要求，更换一定厚度的新纸板。因夹件肢板距铁心太近，使翘起的叠片与其相碰，则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片，使两者间距离符合绝缘间隙标准。清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质，清除油箱各部的油泥，有条件则对变压器油进行真空干燥处理，清除水分。 1.1.4 瓦斯保护故障 （1）轻瓦斯保护动作后发出信号。其原因是：变压器内部有轻微故障；变压器内部存在空气；二次回路故障等。运行人员应立即检查，如未发现异常现象，应进行气体取样分析。(2)瓦斯保护动作跳闸时，可能变压器内部发生严重故障，引起油分解出大量气体，也可能二次回路故障等。变压器自动跳闸时，应查明保护动作情况，进行
5、外部检查。 1.1.5 油故障 如果发现在正常条件下，油温比平时高出 10 摄氏度以上或负载不变而温度不断上升，则可判断为变压器内部出现异常。主要为：内部故障引起温度异常。冷却器运行不正常所引起的温度异常。变压器在运行过程中油位异常和渗漏油现象比较普遍，应不定期地进行巡视和检查，其中主要表现有以下两方面：(1)假油位：油标管堵塞；油枕吸管器堵塞；防爆管道气孔堵塞。(2)油面低：变压器严重漏油；工作人员因工作需要放油后未能及时补充；气温过低且油量不足，或是油枕容量偏小未能满足运行的需求。 渗漏油是变压器较多见的故障之一。变压器本体充满变压器专用油，经过长时间的运行，特别是超负荷超温运行，胶珠、胶
6、垫将老化龟裂，会导致油渗漏。如果变压器出现严重渗漏油，将造成引出线下端和分接开关长期暴露在空气中，致使绝缘降低，发生内部闪络，而击穿烧坏变压器。 变压器渗漏油不仅会给电力企业带来较大的经济损失、环境污染，还会影响变压器的安全运行，可能造成不必要的停运甚至变压器的损毁事故，给电力客户带来生产上的损失和生活上的不便。因此，有必要解决变压器渗漏油问题。有以下几种解决方法： 油箱焊缝渗油。对于平面接缝处渗油可直接进行焊接，对于拐角及加强筋连接处渗油则往往渗漏点查找不准，或补焊后由于内应力的原因再次渗漏。对于这样的渗点可加用铁板进行补焊，两面连接处，可将铁板裁成纺锤状进行补焊；三面连接处可根据实际位置将
7、铁板裁成三角形进行补焊；该法也适用于套管电流互感器二次引线盒拐角焊缝渗漏焊接。 高压套管升高座或进人孔法兰渗油。这些部位主要是由于胶垫安装不合适，运行中可对法兰进行施胶密封。封堵前用堵漏胶将法兰之间缝隙堵好，待堵漏胶完全固化后，退出一个法兰紧固螺丝，将施胶枪嘴拧入该螺丝孔，然后用高压将密封胶注入法兰间隙，直至各法兰螺丝帽有胶挤出为止。 1.1.6 声音异常 响声较大而嘈杂时，可能是变压器铁心的问题。如夹件或压紧铁心的螺钉松动，此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，但也应停止变压器运行，进行检查。 变压器局部放电。若变压器的跌落式熔断器或分接开关接触不良时，有“吱吱”的放电
8、声；若变压器的变压套管脏污，表面釉质脱落或有裂纹存在，可听到“嘶嘶”声；若变压器内部局部放电或电接不良，则会发生“吱吱”或“僻啪”声，而这种声音会随离故障的远近而变化，这时，应对变压器立即进行停用检测。 响声中夹有水的沸腾声，或有“咕噜咕噜”的气泡逸出声，可能是绕组有较严重的故障，使其附近的零件严重发热致使油气化。分接开关接触不良或变压器匝间短路，都会发出这种声音。此时，应立即停止变压器运行，进行检修。 变压器外壳闪络放电。当变压器绕组高压引起出线相互问或它们对外壳闪络放电时，会出现此声。这时，应对变压器进行停用检查。 1.1.7 温度异常 变压器在负荷散热条件、环境温度都不变的情况下，较原来
9、同条件时的温度高，并有不断升高的趋势，同样是变压器故障的象征。引起温度异常升高的原因有：(1)变压器匝间、层间、股间短路；(2)变压器铁心局部短路；(3)因漏磁或涡流引起油箱、箱盖等发热；(4)长期过负荷运行，事故过负荷；(5)散热条件恶化等。运行时发现变压器温度异常，应先查明原因后，再采取相应的措施予以排除。如是变压器内部故障引起，应停止运行，进行检修。 二、 造成电力变压器故障的原因 造成电力变压器故障的原因是多方面的，主要原因有： （1）线路涌流。线路涌流（或称线路干扰）在导致变压器故障的所有原因中被列为首位。这一类中包括误操作、变压器解并列、有载调压分接头拉弧等原因引起的操作过电压、电
10、压峰值、线路故障/闪络以及其他输配（T40 年的寿命！在 1983 年，发生故障时变压器的平均寿命为 20 年。 （3）受潮。受潮这一类别包括由洪水、管道渗漏、顶盖渗漏、水分沿套管或配件侵入邮箱以及绝缘油中存在水分。 （4）维护不良。保养不够被列为第四位导致变压器故障的因素。这一类包括未装变压器的保护装置或安装的不正确、冷却剂泄露、污垢淤积以及腐蚀。 （5）过载。这一类包括了确定是由过负荷导致的故障，仅指那些长期处于超过铭牌功率工作状态下小马拉大车的变压器。过负荷经常会发生在发电厂或用电部门持续缓慢提升负荷的情况下。最终造成变压器超负荷运行，过高的温度导致了绝缘的过早老化。当变压器的绝缘纸板老
11、化后，绝缘纸绝缘强度降低。因此，外部故障的冲击力就可能导致绝缘破损，进而发生故障。 （6）雷击。雷电波看来比以往的研究要少，这是因为改变了对起因的分类方法。现在，除非明确属于雷击事故，一般的冲击故障均被列为“线路涌流” 。 （7）三相负载不平衡。由于三相负载不平衡所引起某相长期过载，而使该相温度偏高进而使绝缘老化，产生匝间短路或相间短路。 （8）连接松动。连接松动也可以包括在维护不足一类中，但是有足够的数据可以将其独立列出，因此与以往的研究也有所不同。这一类包括了在电气连接方面的制造工艺以及保养情况，其中的一个问题就是不同性质金属之间不当的配合，尽管这种现象近几年来有所减少。另一个问题就是螺栓
12、连接间的紧固不恰当 三、变压器内部故障类型与油中气体含量的关系 充油电气设备内部故障模式主要是机械、热和电三种类型。 热性故障是由于有效热应力所造成的绝缘加速劣化。试验研究及实践表明，当故障点温度较低时，油中溶解气体的主要成分是 CH4，随着温度的升高，产气率由大到小的气体依次是 CH4、C2H6、C2H4、C2H2。由于C2H6 不稳定，在一定的温度下极易分解；C2H6（气态）= C2H4（气态）+ H2（气态） ，因此，通常油中 C2H6 的含量小于 CH4，并且 C2H4 与 H2 总是相伴而生。 电弧放电又称高能放电。当变压器内部发生电弧放电故障时，油中溶解的故障特征气体主要是 C2H
13、2 和 H2，其次是 C2H4 和 CH4。在变压器内部发生电弧放电时，一般 C2H2 占总烃的 20%70%, H2 占氢烃的 30%90%。绝大多数情况下 C2H2 高于 CH4，在设计固体绝缘时，瓦斯气体和油中气体的 CO 含量较高。在变压器内的固体绝缘材料中发生高能量电弧放电时，不仅产生的 CO 和 CO2 较多,而且因电弧放电的能量密度高，在电场力的作用下会产生高速电子流，固体绝缘材料遭受这些电子轰击后，将受到严重破坏。火花放电一般是低能量放电，即一种间隙性放电故障。当变压器内部发生火花放电时，油中溶解的特征气体以 C2H2 和 H2 为主，因故障能量小，一般总烃含量不高，但油中溶解
14、的 C2H2 在总烃中所占比例可达 25%90%，C2H4 含量约占总烃的 20%以下，H2 占氢烃总量的 30%以上。当 CH4 和 H2 的增长不能忽视时，如果接着又出现 C2H2 增高的情况，未达到注意值也应给予高度重视。这时可能存在着由低能放电发展成高能放电的危险。 局部放电产生气体的特征，主要依放电能量密度不同而不同，一般烃总含量不高。其主要成分是 H2，其次是 CH4。通常 H2 占氢烃总量的 90%以上，CH4 与烃总量之比大于 90%。当放电能量密度增高时也可出现 C2H2，但 C2H2 在烃总量中所占的比例一般不超过 2%。这是与上面两种放电现象区别的主要标志。 结束语 变压
15、器虽配有避雷器、差动、接地等多重保护，但由于内部结构复杂、电场及热场不均等多种因素维护不当的事故仍有发生，因为变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，所以我们必须最大限度的防止和减少变压器故障和事故的发生。 变压器是变电站最重要的设备，是全站设备运行的中心枢纽，所以变压器的维护成了变电站运行人员维护工作中的重中之重，在平时运行和检修试验过程中要注意观察，及时分析变压器的异常变化，根据变化情况判断出电力设备故障原因，从而有效避免重大事故的发生。 参考文献 1徐名通电力变压器的运行和检修M北京：水利电力出版社，1999 2张庆达变压器故障诊断与修理M北京：机械工业出版社，2000 3吴广宁电气设备状态监测的理论与实践M北京：清华大学出版社，200510
