电力变压器的保护探讨

张新伟 卢鹏

摘要：作为交流电压、交变电流及阻抗的器件，变压器中初级线圈有交流通过时，铁芯中会有交流磁通出现，进一步使电压被初级线圈感应出来。在电气系统中，变压器作为重要的电气设备，在系统中的作用及其重要。本文就电力变压器的保护进行论述。

关键词电力；变压器；保护

中图分类号： F407 文献标识码： A

引言

随着我国经济建设的不断发展，我国电力工业规模也迅速壮大起来，电力变压器的使用也快速增长。在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量传输，转换的关键，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的基础，是电网中最关键的设备。

一、变压器的故障和不正常运行状态

变压器是电力系统中最重要的设备之一，数量较多，它的结构可靠性较高，相对故障概率较小，但作为供电系统中的主要设备，发生故障不能及时保护而导致损坏，对供电可靠性和系统安全运行影响是非常严重的，同时会造成很大的经济损失。所以，在对保护装置进行安装的过程中应严格按照变压器的容量及重要程度进行确定。

变压器会出现的故障主要包括两种：内部故障和外部故障。而单相接地短路、相间短路、层间短路以及绕组闸短路等都是内部故障的类型。当内部有短路现象发生时，电弧不仅会对绝缘造成损坏，而且还能烧坏铁芯，甚至造成绝缘材料及变压器出现受热形成大量气体，导致变压器产生油箱爆炸的事故。在外部故障中，主要包括引出线与绝缘套管发生的短路以及单相接地出现的短路等类型。在变压器运行中，通过外部系统短路导致变压器发热、超负荷，以及油箱漏油造成的油温过高、油面下降等现象都属于不正常的运行状态。

二、电力变压器在运行中常见事故

电力变压器是传输、分配电能的纽带，是电力网的关键，其安全运行不仅关系到广大用户的电能质量，也关系到整个系统的安全程度。电力变压器的健康状况决定其可靠性，这也与设计制造、结构材料、检修维护等有密切相关。变压器在发生事故之前，通常都会有异常情况，因为变压器内部故障是由轻微发展为严重的。目前，变压器在运行中常见的事故如下。

1、变压器声响问题

变压器在运行一段时间后，内部常出现异常声响。引起这种现象有多种可能：严重的过负荷会使变压器内部发生沉重的“嗡嗡”声；内部有接触不良或有击穿点，使变压器内部发生“噼啪”的放电声；变压器中的个别零件松动，变压器铁芯没有被夹紧，造成硅钢片振动，会发出强烈噪声；电网中有接地或短路故障时，绕组中流过很大的电流，会发出强烈的噪声；铁芯出现谐振，变压器发生忽粗忽细的噪声；变压器的原边电压过高、电流过大都会发生异声；过电压、绕组或引出线对外壳放电，或铁芯接地线断开，致使铁芯对外壳放电，均使变压器发出放电声。

2、变压器油位、油温、油质问题

对于油位，通常情况下油位的变化也受到油温的影响。随着油温的变化，油位也相应出现—定范围的改变。然而，在特殊情况下，出现渗油、渗水等故障和其他事故时也会引起油位的升降变化。其次，负荷状况、环境温度等条件也与油温的变化有关。所谓“假油位”现象，就是当油位变化与这些因素不一致时出现的；还有一种情况就是当油标管堵塞，或者防爆管排气孔堵塞等，这都可能产生假油位。对于油质，变压器油的主要作用是冷却和绝缘。当长时间过热运行或壳体进水，吸收潮气，会使油质变坏。对于油温，当变压器正常运行时，油温如果突然升高经常是变压器内部过热的原因。铁芯着火，绕组匝间短路，内部螺丝松动等现象都易在绕组与外壳间发生击穿放电，造成严重事故。

3、变压器着火

当变压器内部发生故障时，又没有及时的进行处理，就有可能着火，引发火灾。如果变压器着火，油箱内的绝缘油会燃烧，进而变成气体；紧接着就是油箱爆裂，燃烧着的绝缘油向变压器外部喷出，从而引起更大的火势，最终将会对机械设备、人身安全、财产等造成损害。变压器在运行过程中，其导线内部或外部出现短路现象，当受到严重过负荷、雷击或外界火源逼近变压器等变压设备时，都可能导致变压器着火。

4、接头过热

载流接头作为变压器本身及其联系电网的重要组成部分，如果接头连接工作做不到位，将引起联线的发热，严重会出现烧断现象，变压器的正常运行和电网的安全供电受到了严重限制。所以，一定要及时解决接头过热问题，杜绝产生用电事故。对于铜铝连接，变压器的引出部位属于铜制的，当处于潮湿的场所时，不能将铝导体用螺栓与铜端头连接一起，以免产生问题。当含有溶解盐的水分渗入铜与铝的接触面中，受到电耦的作用后，会出现电解反应，铝被强烈电腐蚀后，结果，触头很快就会遭到损坏，以致发热甚至可能造成重大事故。

七、对变压器日常运行管理方面建议

1、加强日常巡视、维护和定期测试

一是进行日常维护保养，及时清扫和擦除配变油污和高低压套管上的尘埃；二是及时观察配变的油位和油色，定期检测油温等；三是摇测配变的绝缘电阻，检查各引线是否牢固；四是加强用电负荷的测量，在用电高峰期，加强对每台配变的负荷测量，必要时增加测量次数，对三相电流不平衡的配电变压器及时进行调整，防止中性线电流过大烧断引线，造成用户设备损坏，配变受损。

2、防止外力破坏

一是合理选择配变的安装地点，既要满足用户电压的要求，又要避免将其安装在荒山野岭，也要防备不法分子偷盗，同时要利于运行人员的定期维护；二是避免在配电变压器上安装低压计量箱；三是不允许私自调节分接开关；四是在配变高低压端加装绝缘罩；五是定期巡视线路，砍伐线路通道，防止树枝碰在导线上引起低压短路烧坏配电变压器的事故。

故要使配电变压器保持长期安全可靠运行，除加强提高保护配置技术水平之外，在日常的运行管理方面同样也十分重要。作为配变运行管理人员，一定要做到勤检查、勤维护、勤测量，及时发现问题及时处理，采取各种措施来加强配电变压器的保护，防止出现故障或事故，以保证配电网安全、稳定、可靠运行。

3、在变压器运行方面

首先，对于没有人值班的变电所要按规定要求进行巡查。对于一些特殊天气条件，例如高温、污秽、大雾、雨雪等，应增加对相关装置发生故障时检查次数，除巡查外，还应有安排地进行变压器的停电清扫，来确保变压器处于可以完好的状态运行。其次，对与检修过或长时间不用的变压器，还应当检查其接地线是否正常；核对分接开关的位置和测量绝缘电阻也是非常必要的；检查变压器上层油温是否处于所规定的范围内；可以通过定期用红外线测温仪对变压器进行测温。由于每台变压器受到的负荷不同、所处的冷却条件、季节不同等，所以运行中的变压器不能以上层油温不能超过所规定的值为依据，还应以往运行经验为依据，还可以通过与上次的油温进行对比。再次，对于油质的检查，透明、微带黄色的油质较好；油面应符合周围温度的标准线。

4、在变压器保护预防技术方面

一方面，安装一些避雷器进行保护，防止雷击过电压。配电变压器是配电网中非常重要的设备，一旦发生雷击损坏事故，就会造成停电，直接影响到工农业生产和人民生活和安全问题。所以，如果条件允许的情况下，最好采用避雷器来保护，在中性点不接地的系统中，也可采用两相阀型避雷器一相保护间隙的保护方式。另外，也可根据具体情况在变压器低压侧加装避雷器或击穿保险器，能进一步提高变压器安全可靠性。另一方面，要有选择性地对故障线路进行切除，通过正确选择熔断器的熔体及低压过电流保护定值，从而全方面有效地保护配变。

结束语

变压器能否正常运行不但取决于变压器结构设计和制造工艺，而且与日常的运行、维护管理等方面有很大关系，变压器故障对电网系统的运行危害极大，为避免事故的发生，应加强日常运行巡视管理和制订有效的维护措施，以保证变压器的安全稳定运行。

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