电力变压器在使用中遇到的问题和故障防范

电力变压器在使用中遇到的问题和故障防范
XXX
XXX市供水一公司
摘要：电力变压器是一种能将某一等线的电压（或电流）转换成另一等线的电压（或电流）的装置，它的基本结构是由铁芯及套在铁芯柱上的线圈（也叫绕组）组成，通常将于电源侧的绕组称为一次绕组(也称原绕组)；将负载侧的绕组称为二次绕组（也称副绕组或次级绕组）。

根据电磁感应定律，当变压器的一次绕组接入电源时，交流电源电压就在一次绕组中产生一个激磁电流，激电流在铁芯中感应出变化的磁通，称为主磁通。

主磁通以铁芯为闭合回路即穿过一次绕组又穿过二次绕组，于是就在二次绕组中感应出交变电动势。

如果次级输出端接入负载，就会在负载中流过交流电流；二次侧输出的电压（或电流）和一次输入的电压（或电流）之间的比例与一、二次绕组之间的杂数比有着对应的关系。

如果将变压器本身的损耗忽略不计。

那么，变压器输入的功率等于变压器的负载提供的功率，这说明变压器是一种功率传递装置。

一、电力变压器的安装安全要求
1、选好变电所的位置
6-10千伏变压器安装时，首先要选好配电所的位置，这个很重要，一个理想的配电所，必须满足以下几个要求：
(1)应尽量靠近负荷中心。

(2)便于进线和出线，具有富裕的进出线走廊。

(3)有运输变压器和其它设备器材的交通通道。

(4)不妨碍用电单位的扩建发展。

(5)周围环境要清洁，设在上风有侧，不应设在污染区，且地势不受水灾威胁。

2、安装前对变压器要进行检测实验
安装变压器前要应对变压器进行检测实验，测定变压器的绝缘电阻，也应对绝缘油进行耐压试验，还应对变压器的线圈直流电阻进行测量，1250千伏安以下电力变压器消弧线圈，在进行交接时，要进行有关项目实验。

实验的项目有：
(1)测量线圈连同套管一起的直流电阻。

(2)检查所有分接头的变压比。

(3)检查三相变压器的接线组别和单相变压器引出的极性。

(4)测量线圈连同套管一起的交流耐压试验。

(5)测量穿芯螺栓（可接触到的）轭铁夹件、绑扎钢带对铁轭、铁芯、油箱及线圈压环的绝缘电阻（不作器身检查的设备不行）。

(6)油箱中绝缘油试验。

(7)检查相位。

3、安装防雷、接地装置
(1)装避雷器
雷击是一种自然灾害，具有很大的破坏性，雷击可能造成电力变压器损坏，烧毁和爆炸，危及人的身命安全，为了使电力变压器免遭雷击，必须在电网下线时安装避雷器，避雷器应与被保护的电力变
压器下线高压端并联，当线路上出现危及电力变压器绝缘的过压时，它就对地放电，从而保护了设备的绝缘。

(2)装接地装置
电力变压器设接地装置有如下几个要求：
装设接地装置时，应首先充分利用自然接地体，因为许多自然接地体均与大地有可靠的联接。

如果所利用的自然接地体的接地电阻，不能满足要求时，应装设人工接地体，以弥补自然接地之不足。

采用人工接地时，接地体有垂直埋入地下的圆钢、角钢和钢管以及水平埋入地下的圆钢和扁钢等。

常用钢管直径为50毫米，管壁厚不小于3.5毫米，长度为2-3米，扁钢则以40×40×4毫米为宜，角钢以50×50×4毫米为宜。

接地体的顶端应在地下0.5-0.8米左右，钢管或角钢的根数不应少于两根，两根之间的距离为3-5米。

土壤有腐蚀性时，接地体应用镀锌钢管，以防蚀。

接地体与建筑物的距离不低于1.5米。

焊接接地体应使用搭接焊法，扁钢的焊接长度应为宽度的2倍，并至少焊接三个棱边；圆钢搭接长度的六倍，焊接时必须保证质量，接地线的涂漆颜色，保护接地涂黑色接地中性线为紫色底黑色条（每隔15厘米涂黑色条，条宽1-1.5厘米）。

变压器是中性点直接接地，为了确保接零安全可靠，防止零线断线所造成的危害，系统中除了工作接地外，还必须在零线的其它地方（外壳）进行必要的接地，也就是重复接地，如果没有零线即重复接地，当零线发生断线，有一相碰壳时，则在断线后面的所有设备外壳
都将会出现较高的对地电压将危及人身安全。

4、变压器安装安全要求
变压器安装时，10千伏以下的变压器在室内安装，其外廊距门不应小于1米，距墙不应小于0.8米，有装有开时，其操作应留1.2米以上的宽度，30千伏以上的变压器距门一般不小于2米，距墙不小于1.5米；在室外安装时，变压器高度一般为0.5米，其周围设高度不低于1.7米的遮栏。

其门及遮栏上应挂“高压危险”的警告牌，并应加锁。

为监视变压器运行情况，应装有电流、电压、温度等仪表。

1000伏安以上的变压器应安装瓦斯继电器，变压器的引线与电缆连接时，不应将电缆及终端头直接靠变压器安装。

铝排与变压器端子连接时，应将铝母线涂锡或采用铜铝过度接头其连接处应有防止低压套管直接承受应力的措施，一般采用磷铜片叠装或软连接。

变压器外壳及铁芯同时可接地。

对采用保护接零的低压系统，变压器低压侧中性点应直接接地。

对采用保护接地的系统，中性点应通过击穿保险器接地，外壳接地时应采用螺栓拧紧，以便检修。

二、电力变压器在运行中应注意事项
变压器在运行中应当注意变压器高压边电压不应与相应的额定值相差±5%以上。

变压器各相电流不应长时间超过额定电流，最大不平衡电流不得超过额定电流的25%。

变压器上层油温，不得超过允许值。

停止运行半年以上的变压器，应摇测绝缘电阻，作耐压试验，合格后方可重新投入运行。

变压器的保护装置，应满足有选择性的要求，即在低压线路上发生短路时，低压边的保护装置应先动作，切除故障，
而高压边保护装置不应动作。

用熔断器保护变压器时，其低压边熔断丝按变压器的额定电流选用，高压边熔断丝按熔定电流2-3倍（容量100千伏安以上）或1.5-2倍（容量100千伏安以上）选用。

变压器里的油兼有绝缘和散热的双重作用，必须保证足够的油量及质量，要观察有无渗油、漏油现象。

油面指示是否正常（是否随变压器温度升降而升降）和油色变化（由浅变深）情况，要注意检查变压器音响是否正常（嗡嗡声，无其它杂音），查看变压器的瓷套管有无渗油、裂纹、放电、不清洁现象，导线接头有无腐蚀现象等等。

三、电力变压器常见故障
电力变压器常见故障有以下四个方面：
1、芯体发生故障：各部分绝缘老化，绕组间匝间发生短路；铜线质量不好形成局部过热；线圈绝缘受潮，系统短路使绕组造成的机械损伤，冲击电流造成的机械损伤等。

2、变压器油故障：绝缘油因高温运行而氧化，吸收空气中水分造成电气绝缘性能下降，油泥沉积阻塞油道使散热性能变化，油绝缘降低造成的闪络放电等。

3、磁路故障：芯片间绝缘老化，穿芯锣丝或轭铁夹件磁接铁芯。

压铁松动引起电磁振动和噪声，铁芯接地不良，形成间歇性静电放电；铁芯安装不良，造成空洞声，芯齐叠装不良造成铁损增加等。

4、结构方面故障：分接头接触不良而局部过热。

分接头之间因油泥造成相同短或表面闪络。

油箱漏油，油温指示失灵，防爆管故障使油受潮等。

四、电力变压器故障防范
当发现变压器有下列情况之一时，应停止变压器运行。

1、音响很不均匀或有爆裂声。

2、漏油，致使油面低于油面计上的限度，并继续下降时。

3、油枕或防爆管喷油。

4、正常条件下温度过高并不断上升。

5、油色过深，油内出现炭质。

6、套管有严重裂纹和放电现象。

变压器发生故障，一般会以温升，异常声响，产生气体，警报及继电保护动作等现象表现出来。

可以从以下方面加以检查：
(1)外表检查：有无异常响声和气味，温度指示是否超出规定，油枕、油位是否正常，箱外有无溅油，防爆膜是否破碎，高低压引线接头是否因过热而变色，绝缘瓷管是否完整无损。

(2)对于小型电力变压器应检查熔丝是否符合要求的规格，有无局部损伤或接触不良。

(3)检查继电保护是否按规定的电流和规定时间发出信号或跳闸，每次检查都应作详细记录，以备查。

(4)检查瓦斯继电器中有无气体产生，如有气体设法从颜色、气味及化学成份等方面分辩故障原因和产生部位。

变压器一般每十年大修一次，大修时要对变压器油进行色谱分析。

因为当变压器的内部产生过热，放电等故障时，故障附近的绝缘物会分解，分解产生的气体不断熔解在变压器油中。

不同性质的故障，
由于故障的程度不同，产生的数量也不相同。

分析变压器油中溶解气体的成份及其数量，就可预先发现变压器潜伏故障的性质和程度。

每年小修一次，可以根据具体情况将周期延长或缩短，在小修中，除进行有关的修理项目外，还应检查高压边和低压熔丝，并测定变压器的绝缘电阻。

如测得绝缘电阻较前下降30%时，应对绝缘油进行耐压试验。

绝缘油一年测定一次。

小修中还要测量变压器的线圈直流电阻，630千伏以下的变压器，各相电阻之差，不应超过电阻4%，各线电阻差不应超边线电阻的2%。

630千伏安以上的变压器，各相电阻之差应当超过相电阻2%，若此值过大，说明变压器绕组有匝间短路或某处有接触不良故障。

因此只要做好以上工作，才能确保电力变压器的正常运行，使电力设备更好地服务于经济建设及国防科研工作和广大人民群众的生活。