干式变压器常见故障分析及处理方法

张雪松 张杨俊 任彦东

摘 要：干式变压器作为电力系统中常用的装备，在使用过程中应定时定期进行维护，保证变压器正常工作。干式变压器在使用过程中，因线路老化、检修不及时等硬性原因，会出现各种问题，影响人们正常生产生活。现针对干式变压器的应用，阐述了几种常见故障及其处理方式，以期为干式变压器检修和维护工作提供借鉴。

关键词：干式变压器;常见故障;处理方法

0    引言

干式变压器属于变流变压器，由铁芯和线圈组成，铁芯材料以硅钢片为主，线圈材料以环氧树脂为主，由环氧树脂浇筑而成，环氧树脂具有绝缘性和不可燃性，因此变压器在使用过程中不会出现漏液、助燃等问题，相比其他变压器维护工作量较小。在电厂运行过程中，应定期维护干式变压器，检查其工作状态，防止因变压器长时间做功和内部零件损坏而影响电力系统的正常运行。

1    干式变压器常见故障、故障原因及处理方式

1.1    铁芯过热

以某电厂为例，该电厂干式变压器24B（参数如表1所示）于2018年4月投入运行，次年4月在进行红外线检测时发现该变压器铁芯存在过热现象，当时铁芯最高温度达到111 ℃。为及时了解铁芯温度变化情况，采取了红外线跟踪监测，2020年10月调取红外线检测数据（表2），数据显示铁芯最高温度达137 ℃。随后进行停电检查，发现铁芯表面绝缘漆破裂，甚至出现脱落情况（图1）。

1.1.1    原因分析

干式变压器铁芯过热通常由以下几种原因引起：

（1）变压器长时间运行摩擦生热导致铁芯过热。

（2）硅钢片质量问题也是导致铁芯过热的原因之一，劣质的硅钢片会使变压器在工作状态时做功增大，过度摩擦导致铁芯过热。

（3）散热器出现故障，变压器做功时无法正常散热导致铁芯过热。

（4）变压器在设计运行过程中会设置额定电压，若在实际运行中电压过大则会导致铁芯过热。

根据以上可能导致铁芯过热的原因进行排查，经检验，该电厂干式变压器24B所带负荷仅为额定负荷的75%，不存在超负荷运行情况;针对干式变压器材料问题，咨询了硅钢片的生产厂家，结果显示该批次的硅钢片严格按照干式变压器制作要求生产，材料质量等级较高;后又对变压器散热器进行检查，发现散热器正常运行，没有出现散热器不正常运转现象;又检查了干式变压器铭牌，显示该变压器额定电压为36 750 V，但電厂运行过程中，变压器实际是在最低电压为37 000 V的状态下运行，严重超过额定电压，导致变压器铁芯饱和度增加，铁芯耗损加大，从而引起铁芯过热，影响干式变压器使用寿命。

1.1.2    处理措施

综上所述，导致干式变压器铁芯过热的原因为变压器实际运行电压超过额定电压。针对该问题，电厂应启动备品备件采购计划，及时采购需要的备件，充分考虑电厂实际运行中的最高电压情况，对干式变压器额定电压重新进行设计，并试运行一段时间，采用红外线持续跟踪监测，观察铁芯温度是否处于正常水平。

1.2    声音异常

声音异常是干式变压器运行过程中的常见故障之一，随着变压器做功时间增长及做功强度加大，变压器难免超负荷运转，导致其在运行过程中处于疲惫状态，发出异常声音。根据变压器不同零件不同程度的受损情况，变压器也会发出不同的声音。以某电厂电力系统为例，维护人员在检查变压器运行过程中听见变压器做功时出现了多种声音状态，说明变压器出现了故障，维护人员应首先判断异常声音部位，再根据异常声音位置采取对应的解决措施。

1.2.1    内部异常声音产生原因及处理措施

导致变压器内部声音异常主要有以下几方面原因：

（1）干式变压器分接头松动，导致变压器做功增大，超负荷做功导致变压器发出“吱吱”声。

（2）铁芯夹件松动。

（3）铁芯未接地。

（4）套管表面污渍较多，出现“嘶嘶”声。

根据以上可导致干式变压器内部声音异常的原因进行逐个排查，最终发现该电厂干式变压器分接头松动，未及时发现，导致变压器内部声音出现异常。维修工人应先做好自身安全防护措施，并停电检查分接头档位连接情况以及电阻安全状况，再根据检查结果恰当处理。

1.2.2    外部异常声音产生原因及处理措施

变压器除内部声音异常外，也会出现外部声音异常现象，这就要求维护人员在判断变压器声音异常故障时，冷静应对，先判断出异常声音部位，若为外部声音异常，需从以下角度进行原因分析：

（1）变压器长时间运行，“疲劳”做功，超负荷运行，使得变压器在运转过程中承受过大压力，进而产生异常声音。

（2）干式变压器实际运行电压与额定电压不符，实际运行电压过高容易使变压器过励磁，导致变压器不正常运转，出现外部声音异常现象，缩短变压器使用寿命。

（3）缺相运行，这是在变压器工作状态下经常出现的问题，会导致变压器出现过励磁，让变压器在正常做功状态下发出十分尖锐的声音。

（4）低压侧短路或接地导致变压器外侧声音异常。

（5）悬浮电位并不影响变压器运行，但会使变压器工作时产生异常声音（在该电力系统中，变压器各个零部件包括螺栓、拉板等都用漆喷涂，一定程度上影响了各部件之间的接触，受漏磁场作用影响，极易导致变压器出现悬浮电位）。

（6）变压器共振，维护人员应检查变压器安装位置，如果变压器安装位置不规范，如变压器安装部位地板过薄等，都会因为变压器安装部位空鼓产生共振，出现噪声。

经检查，导致干式变压器外部声音异常的上述原因全部存在，为有效消除干式变压器外部声音异常现象，制订出如下应对策略：