试述变压器故障原因分析及解决措施

试述变压器故障原因分析及解决措施

摘要:变压器在电力系统和供电系统中占有十分重要的地位。本文对变压器运行中的异常现象及故障原因进行了分析，并对这些故障提出了解决的方法。

关键词:变压器异常运行故障分析

变压器是一种静止的电气设备，一般由铁芯、绕组、油箱、绝缘套管和冷却系统等5个主要部分构成。为了保证变压器的安全运行，电气运行人员必须掌握有关变压器运行的基本知识，加强运行过程中的巡视和检查,做好经常性的维护和检修以及按期进行预防性试验，以便及时发现和消除绝缘缺陷。对变压器运行过程中发生的异常现象，应及时判断其原因和性质，迅速果断地进行处理,以防止事故扩大而影响正常供电。

一、变压器出故障的异常运行

1、声音异常

①当有大容量的动力设备起动时，由于负荷变化较大，使变压器声音增大。如变压器带有电弧炉、可控硅整流器等负荷时，由于有谐波分量，变压器的声音会变大。

②过负荷会使变压器发出声音很高而且沉重的“嗡嗡”声。

③个别零件松动使变压器发出强烈而不均匀的噪声，如铁芯的穿芯螺丝夹得不紧使铁芯松动等。

④内部接触不良或绝缘有击穿，变压器发出“劈啪”声。

⑤系统短路或接地，因通过很大的短路电流,使变压器发出很大的噪声。

⑥系统发生铁磁谐振时，变压器发出粗细不均的噪声。

2、正常负荷和正常冷却方式下，变压器油温不断升高

由于涡流或夹紧铁芯用的穿芯螺丝绝缘损坏，均会使变压器的油温升高。涡流使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏，这时铁损增大油温升高。而穿芯螺丝绝缘破坏后,使穿芯螺丝与硅钢片短接,这时有很大的电流通过使螺丝发热，也会使变压器的油温升高。

3、继电保护动作

继电保护动作一般说明变压器内部有故障。瓦斯保护是变压器的主要保护,

它能监视变压器内部发生的大部分故障，经常是先轻瓦斯动作发出信号，然后

重瓦斯动作跳闸。轻瓦斯动作的原因有以下几个方面：

①因滤油、加油和冷却系统不严密，致使空气进入变压器。

②温度下降和漏油使油位缓慢降低。

③变压器内部故障，产生少量气体。

④变压器内部短路。

⑤保护装置二次回路故障。

4、分接开关故障

变压器油箱上有“吱吱”的放电声，电流表随响声发生摆动，瓦斯保护可能发出信号,油的闪点降低。这些均可能是由于分接开关故障而出现的异常现象。分接开关故障主要有以下几个原因：

①分接开关触头弹簧压力不足、触头滚轮压力不匀使有效接触面积减少、镀银层因机械强度不够而严重磨损等，会引起分接开关烧毁。

②分接开关接触不良，经受不住短路电流的冲击而发生故障。

③倒分接开关时，由于分头位置切换错误造成开关烧坏。

④相间绝缘距离不够或绝缘材料性能降低，在过电压作用下发生短路。

5、其他异常现象

①油色显著变化

取油样时发现油内含有碳粒和水分，油的酸价增高、闪点降低,随着绝缘强度的降低，易引起绕组与外壳的击穿。

②油枕或防爆管喷油

如果二次系统突然短路而保护拒动，或内部发生短路故障而出气孔和防爆管堵塞等，内部的高温和高热会使变压器油突然喷出，喷油后使得油面降低,有可能引起瓦斯保护动作。

③三相电压不平衡

(1)三相负载不平衡，引起中性点位移,使三相电压不平衡。

(2)系统发生铁磁谐振，使三相电压不平衡。

(3)绕组局部发生匝间和层间短路,造成三相电压不平衡。

④绝缘套管闪络和爆炸

如果套管密封不严,因进水使绝缘受潮而损坏；套管的电容芯子制造不良，内部游离放电;套管积垢严重以及套管上有大的碎片和裂纹等,均会造成套管闪络和爆炸事故。

二、变压器故障的原因

按变压器发生故障的原因，一般可分为电路故障和磁路故障。电路故障主要指线环和引线故障等，常见的有线圈绝缘老化或受潮、切换器接触不良、材料质量及制造工艺不佳、过电压冲击及二次系统短路等引起的故障;磁路故障一般指铁芯、轭铁及夹件间发生的故障，常见的有硅钢片短路、穿芯螺丝及轭铁夹件间的绝缘损坏以及铁芯接地不良引起的放电等。

三、变压器故障的解决方法

1、铁芯损坏

铁芯故障大部分原因是铁芯柱的穿心杆或铁芯的夹紧螺杆的绝缘损坏，使穿心螺杆与铁芯叠片造成两点连接。出现环流引起局部发热。甚至引起铁芯的局部烧毁。可以进行吊芯外观检查，也可用直流电压电流法测叠片间绝缘电阻。

2、铁芯接地片断裂

变压器在运行中，其内部金属部件会因感应产生悬浮电位。如果接地不良或接地片断开，就会产生断续放电。当电压升高时，内部可能发生轻微噼啪声。严重时会使瓦斯继电器动作，油色谱分析结果为不合格。其原因可能是接地片没有拧紧。对此可以进行吊芯检查接地片，更换已损坏的接地片。

3、绕组相间短路

一般多由其它故障扩大引起相间短路时电流猛烈增大。同时短路电流将引起油气化膨胀、爆炸出现喷油现象。此时瓦斯继电器、差动保护和过流保护都会动作，防爆管严重喷油。测量绝缘电阻及测量绕组的直流电阻和变压比，即可判断出绕组的损坏情况。此时应测量绕组对油箱的绝缘电阻及做油简化试验检查。

4、绕组对地部分短路

变压器油受潮后绝缘强度降低,油面下降或绝缘老化，由于绝缘老化,油受

潮，线圈内有杂物。短路冲击和过电压冲击所造成。事故时，一般都是瓦斯继电器动作、防爆管喷油，如果变压器的中性点接地，则差动和过流保护也会动作。一般情况下，应测量绕组对油箱的绝缘电阻及做油简化试验检查。

5、绕组匝间短路

长期过负荷使匝间绝缘损坏，线匝排列与位，绕组压装不正确等使匝间绝缘深受到损坏,发现匝间短路应及时处理否则常常会引起更为严重的单相接地或相间短路等故障。在短路的匝间内将油很大的短路电流,变压器的温度比正常运行时高，一般气体继电器的气体呈灰色或蓝色，跳闸回路动作。故障严重时，差动保护动作。发生绕组匝间短路时，空载电流与空载损耗会显著增加。应吊芯检查:检查油箱冷却管有无堵塞，测各相直流电阻,将器身置于空气中加10%--20%额定电压,做空载试验,损坏点会冒烟。量绕组对油箱的绝缘电阻及做油简化试验检查。

6、断线

接头焊接不良短路电流冲击或短路烧断导线所致，这种故障往往发生电弧，有时造成相间短路。进行吊芯，测电流直流电阻比较判断或测量绝缘电阻判断，从而可以判断故障，重绕绕组。

电力变压器是一种通用设备，在电力系统和供电系统中占有十分重要的地位。对变压器运行过程中发生的异常现象，应及时判断其原因和性质，迅速果断地进行处理,以防止事故扩大而影响正常供电。