浅谈变压器常见的故障问题及处理措施

王强

变压器作为供电系统中不可缺少的转化设备，其在电压的转变及电流的输送中有着十分重要的地位，可以说是供电系统中最核心的部分。

如果变压器发生故障，会导致供电中断，甚至会引发一系列安全事故，将会对社会经济造成损失、对生活秩序造成影响。因此，避免和减少变压器的故障，或者当故障出现后及时排除，保障供电系统安全、稳定、高效的运行具有十分重要的意义。

1.变压器常见故障问题

1.1短路电流故障

当变压器忽然发生短路时，高、低压绕组可能一起通过为额定值数十倍的短路电流，使其产生很大的热量，变压器严重发热。当变压器承受短路电流的能力不够，热稳定性差时，就会使变压器绝缘材料严重受损，而形成变压器击穿及损毁事故。

1.2变压器油质变坏

变压器中的油，由于长时间使用而没有更换，其中漏进了雨水和浸入了一些潮气，再加上其中的油温经常过热，这就容易造成油质的变坏。而油质变坏则导致变压器的绝缘性能受到了很大的影响，这种情况就非常容易引起变压器的故障产生。

1.3变压器过热

过热对变压器是极其有害的。变压器绝缘损坏大多是由过热引起，温度的升高降低了绝缘材料的耐压能力和机械强度。相关资料指出变压器最热点温度达到140℃时油中就会产生气泡，气泡会降低绝缘或引发闪络，造成变压器损坏。

变压器的过热也对变压器的使用寿命影响极大。相关国际组织认为：在80-140℃的温度范围内，温度每增加6℃，变压器绝缘有效使用寿命降低的速度会增加一倍，这就是变压器运行的6℃法则。相关标准文献规定：油浸变压器绕组平均温升限值是65℃，顶部油温升是55℃，铁芯和油箱是80℃。还有相关规定显示：线圈热点温度任何时候不得超过140℃，一般取130℃作为设计值。

1.4冷却装置故障

冷却装置是通过变压器油帮助绕组和铁芯散热。冷却装置正常与否，是变压器正常运行的重要条件。在冷却设备存在故障或冷却效率达不到设计要求时，变压器是不宜满负荷运行的，更不宜过负荷运行，需要注意的是，在油温上升过程中，绕组和铁芯的温度上升快，而油温上升较慢。可能从表面上看油温上升不多，但铁芯和绕组的温度已经很高了，所以，在冷却装置存在故障时，不仅要观察油温，还应注意变压器运行的其它变化，综合判断变压器的运行状况。

1.5内部声音异常

变压器如果运行正常，其中产生的电磁交流声的频率会相当稳定，而如果变压器的运行出现问题，在变压器中就会偶尔产生不规律的声音，表现出异常现象。

1.6变压器油温突增

变压器油温突增，其引起的主要原因是：内部紧固螺丝接头松动、冷却装置运行不正常、变压器过负荷运行以及内部短路闪络放电等。在正常的情况下，变压器上层油温必须要在85℃以下，如果没有在变压器的本身配置温度计，则可用水银温度计在变压器的外壳上测量温度，正常温度要保持在80℃以下。如果油温过高，要对变压器是否过负荷以及冷却装置的运行状况进行检查。若变压器在进行超负荷运行，要立刻对变压器的负荷进行减轻，如果变压器的负荷减轻后，温度依然如此，就要立刻停止变压器运行，对其故障原因进行查找。

2.变压器常见故障的处理措施

（1）当变压器忽然发生短路时，首先要注意检查通过线路的电流是否超过额定值很多，而造成变压器严重发热；或者变压器绝缘材料严重受损。变压器的出口短路通常有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路等几种类型。相关资料显示，在中性点接地系统中，单相接地短路约占全部短路故障的65%，两相短路约占10%～15%，两相接地短路约占15%-20%，三相短路约占5%。其中以三相短路时的短路电流值最大。对220kV三绕组变压器而言，高压对中、低压的短路阻抗一般10%～30%之间。中压对低压的短路阻抗一般在10%以下，因此变压器发生短路故障时，强大的短路电流会导致变压器绝缘材料受热损坏。找到发生短路故障的原因后就可以有针对性的采取修复措施：①优化选型要求。选型应选用能顺利通过短路试验的变压器并合理确定变压器的容量，合理选择变压器的短路阻抗。②优化运行条件。要提高电力线路的绝缘水平，特别是提高变压器出线一定距离的绝缘水平，同时提高线路安全走廊和安全距离要求的标准，降低近区故障影响和危害，包括重视电缆的安装检修质量（因电缆头爆炸大多相当于母线短路）；对重要变电站的中、低压母线，考虑全封闭，以防小动物侵害；提高对开关质量的要求，防止发生拒分等。③优化运行方式。确定运行方式要核算短路电流，并限制短路电流的危害。如采取装备用电源自投装置后开环运行，以减少短路时的电流和简化保护配置；对故障率高的非重要出线，可考虑退出重合闸保护；提高速切保护性能，压缩保护时间；220kV及以上电压等级的变压器尽量不直接带10kV的地区电力负荷等。④提高运行管理水平。首先要防止误操作而造成的短路冲击；要加强变压器的适时检修和监测，及时发现变压器的变形强度，保证变压器的安全运行。

（2）经常检查变压器的油质。一般情况下如果是新近投运的变压器，其油色会呈浅黄色，在使用一段时间以后，油色将会变成浅红色。当发现油色开始变黑时，为了防止外壳与绕组之间或线圈绕组间发生电流击穿，就必须立刻进行取样化验。经化验，若油质合格则可继续使用，若不合格就需要将绝缘油进行过滤和再生处理，让油质达到合格要求和再进行使用。

（3）针对变压器过热根据引起故障的不同原因采取不同的处理对策。①由于绕组结构原因引起的低压绕组过热，宜将变压器的低压绕组改为双螺旋结构。②因引线和套管铜管靠接后出现的过热，可采取：在每台产品试装时，准确裁截引线电缆的长度，做到引线长度和套管准确的配装，消除电缆太长而与铜管内壁靠接的不良后果；或改变引线电缆的绝缘包扎方式保持引线电缆绝缘的完整，不允许有绝缘松脱露铜的现象。③因滑磁引起的过热故障，可在变压器油格内壁及绕组钢托板上加装磁屏蔽。④加强管理，对强油循环的冷却系统必须有两个可靠的电源，应有自动的切换装置，并定期进行切换试验，信号装置齐全、可靠。

（4）对于变压器冷却装置常见故障的处理方法通常采取以下措施：①冷却装置常见的故障就是电源故障，如熔丝熔断、导线接触不良或断线等。当发现冷却装置整组停运或个别风扇停转以及潜油泵停运时，应检查电源，查找故障点，迅速处理。若电源已恢复正常，风扇或潜油泵仍不能运转，则可按动热继电器复归按钮试一下。若电源故障一时来不及恢复，且变压器负荷又很大，可采用临时电源，使冷却装置先运行起来，再去检查和处理电源故障。②冷却装置的机械故障包括电动机轴承损坏、电动机绕组损坏、风扇扇叶变形及潜油泵轴承损坏等。这时需尽快更换或检修。③对于控制回路故障，发现小控制回路中的各元件损坏、引线接触不良或断线、接点接触不良时，应查明原因迅速处理。

（5）出现变压器内部声音异常现象有几种主要原因，可以根据具体状况采取相应的处理措施：变压器内部发出沉重的声音，这一般是由于变压器过载运行造成的，要注意调节变压器的承载；变压器在运行时发出强烈而不均匀的噪声，这就需要坚持变压器中的零件可能有的产生了松动；变压器运行时产生震动，同样会产生噪音，是由变压器的铁芯最外层硅钢片未夹紧引起的；变压器顶盖的螺丝产生松动，也会导致变压器在运行时发出异响；变压器的内部电压如果太高时，铁芯接地线会出现断路或外壳闪络，导致外壳和铁芯感应出高电压，会引起变压器内部同样会发出噪音。 [科]