油田35 kV变电所单台主变压器特性及故障分析

摘 要：目前我國的大部分油田已经进入到开发后期，受各种因素的影响，造成了35 kV变电所的供电能力失衡现象。作为变电所中的重要设备，主变压器的运行特性决定着系统运行的安全性和可靠性。力变压器有干式和油浸式之分，干式变压器具有较多的优点，如具有较小的损耗、运行时产生的噪声较低。以油田35 kV变电所中的主变压器为研究对象，从其技术特点出发，对油田中使用的主变压器出现的铁芯多点接地、树枝状放电、线圈变形、分接开关等故障进行分类归纳，同时也给出相应的维修方法。

关键词：油田；35 kV变电所；主变压器；维修

1 主变压器的性能特点

对于油田35 kV变电所来说，通常采用的是高压电动机，并且台数都在2台以上，但是在实际的生产运行中，变电所不再带电动机，常常只需1台主变压器投入运行即可。电力变压器有干式和油浸式之分，干式变压器具有较多的优点，如具有较小的损耗、运行时产生的噪声较低。下面主要针对干式变压器的这些特点进行分析。

1.1 噪声指标

干式变压器其铁芯以及绕组是裸露在外的，在运行的过程中会产生电磁噪声，这些噪声是变压器重要的性能指标。对变压器的结构进行分析，发现噪声与硅钢片的材质、铁芯叠片的方式以及磁通密度等因素有关。具体表现在：铁芯尺寸越大，其重量越重，会造成更大的噪声；同样，变压器运行中形成的噪声与其容量成正比。寻找变压器噪声的根源，发现是由磁滞的伸缩引起的。噪声的大小较大程度上取决于硅钢片伸缩的大小，硅钢片材质的不同会形成不同的磁滞伸缩量，所以选择合适的磁硅钢片是有效降低噪声方法之一。在通过接缝时，磁力线垂直于硅钢片的方向，此时引起的振动也会产生噪声。

1.2 温升指标

电网在运行过程中，会受到很多随机因素的影响，使得电压的谐波增加，从而增加损耗；同时，产生的谐波电流也会增加负载的损耗，两者导致的最终结果是变压器的温度升高。为了提高变压器的运行可靠性，在设计绕组的热点温度时，相关的设计人员都会为其留有较大的冗余空间。可以利用相互负载法进行温升试验，由此得到变压器在运行时的各项额定温升值，同时也能够获得各项相关的发热时间常数。对相关的数据进行分析，并且监控器件的运行情况，以此来保证产品的运行正常。在正常运行的情况下，干式变压器的使用寿命与绕组的绝缘热点处的温度变化有很大关系，通常情况下，都是以绕组的热点寿命作为变压器的使用年限。要想使得干式变压器的使用寿命更长，应该根据实际情况，为绕组增加适当的散热面积，将不同直径的气道进行交错放置。这样一来，就能够保证绕组具有足够的通风散热面，其热点的温度升高与平均温升相接近。另外，也可以安装相应的低噪声流式风机进行散热。

2 应用故障分析

2.1 铁芯多点接地

对该故障进行检测有几种方法：可以测量铁芯的外接地线上是否有接地电流流过；也可以分析油的气体色谱，通过对可燃性气体存在与否的判断来鉴定故障。铁芯的地接原因有以下两点：①在变压器安装过程中，在强油管路中残存有焊渣，變压器投入运行后，这些焊渣会随着油流到变压器内，从而形成铁芯的接地；②在变压器出厂时，通常都会在铁芯的上部安装必要的定位钉，用来防止变压器器身的位移，但是在变电所安装变压器时，没有将定位钉翻转过来，形成了铁芯接地。

2.2 树枝状放电

在电力变压器的高压线圈外部，通常采用2层2 mm的纸板组成围屏，同时在该围屏与线圈之间留有30 mm的油间隙。为了保证这一距离，通常需要在高压线圈的相应位置安置长垫块，其中中部的垫块刚好位于线圈引出线的地方，也恰好是具有高度集中电场的地方，这里经常会出现放电现象，时间一久，放电的范围扩大，出现了树枝状放电的现象，由此造成线圈的闸间短路。由以上分析可以看出，这一故障的出现不是瞬时的，而是随着时间的积累逐渐形成的，因此可以通过分析油色谱的途径进行鉴别。

2.3 线圈变形

在钢压圈电力变压器中，线圈通常都会进行浸漆处理，如在吊芯检查时，发现线圈中存在变形的现象，同时还会伴随有线圈垫块脱落的情况出现。造成线圈变形的更多原因是电动机引起的，尤其是一次变电所的三次侧。由于配电线路出口处经常会出现短路，更加大了线圈的故障率，此时，应该使用硬纸筒或者是半硬铜导线将垫块间的间距支撑起来，加强其机械强度。

2.4 分接开关的故障

分接开关的故障通常有两种情况：第一种，无励磁分接开关的触头出现接触不良的情况。此时有过热现象产生，并伴随有可燃性气体，通过对吊罩的检查，发现B相的分接开关已经被烧损，换上新的分接开关，再次运行，情况良好。第二种，在分接开关的操作杆处“U”型拨叉与上部的接头出现接触不良的情况。在这种情况下运行会出现间歇性放电，此时只需加装一个弹簧片即可。

3 结语

目前我国的大部分油田已经进入到开发后期，受各种因素的影响，造成了35kV变电所的供电能力失衡现象，最终造成的后果是变电所的主变压器没有运行于经济高效的状态。作为变电所中的重要设备，主变压器的运行特性决定着系统运行的安全性和可靠性。所以，在今后的研究中，应该更加全面地分析35 kV变电所主变压器的运行状况，根据经济运行分析的结论，提出合理的优化运行方案和相关措施，从而实现节能降耗。

作者简介：

李娜（1977- ），女，现于大庆油田有限责任公司电力集团供电公司从事主变压器检修调度工作，电气工程及其自动化专业。