干式变压器常见故障分析及处理方法

广西电网有限责任公司河池供电局 岑朝海 黄 培 马 翔 何世坚 黄程伟 蓝星火 谭海洲 岑仕斌 韦艳娇 韦军校

近年来，为满足我国社会经济的稳定发展，保障人们的生产、生活需要，电力行业的发展也在不断扩大，干式变压器作为电力系统中常用的设备，其常见故障分析和处理方法越来越受大家的重视。干式变压器属于交流变压器，主要由硅钢片组成的铁芯和环氧树脂浇筑的线圈组成，不需要将铁芯和绕组浸渍在绝缘油中，用于浇筑的环氧树脂具有较好的耐热性、防火性好、无污染、电绝缘性和附着性强等特点，所以干式变压器在正常工作时一般不会有泄漏和助燃等问题的发生，定期的维护、保养工作相比来说也是较少，适用于防火要求高的场所，如住宅楼、机场、仓库等。在电力系统正常运行时，需要安排专业检修人员定期对干式变压器进行维护，查看其工作状态是否正常，谨防因长时间工作出现零件损坏和线路老化等问题出现，破坏电力系统的正常运转[1]。

1 干式变压器常见故障分析及处理方式

1.1 干式变压器铁芯温度过高

本文以某发电厂为例，其电力系统中采用的干式变电器于2010年4月正式投入工作，表1为该干式变电器的具体参数，在2019年6月巡检人员使用红外线温枪的时候，发现该干式变压器铁芯的温度达到121 ℃，温升超过了铁芯的设计温度，但变压器温控器没有报警。为可以了解铁芯的温度变化情况，对铁芯进行了每月一次的温度监测，并进行记录，表2为干式变压器铁芯温度统计表，最高温度达到了139℃，随后通知检修部门进行停电检查，由于温度过高，已经导致铁芯的表面绝缘漆有多处开裂、破损，如图1所示为干式变压器铁芯表面漆损坏情况。

表1 干式变压器参数

表2 干式变压器铁芯温度统计表

图1 干式变压器铁芯表面漆损坏情况

1.1.1 铁芯温度过高故障原因分析

干式变压器铁芯温升异常故障有以下四个主要原因：一是干式变压器长时间的过载运转，摩擦生热是铁芯温度过高的因素之一。二是因为干式变压器的铁芯是由硅钢片组成，硅钢片的质量不合格也会引起温度过高，硅钢片质量不过关会导致干式变压器工作长时间超负荷工作，致使其过度摩擦引起的铁芯温度异常。三是干式变压器的散热系统出现问题，致使其变压器工作时不能正常散热引起的铁芯温度异常。四是干式变压器长时间实际运行电压超出额定电压，如果电力系统正常工作时电压过大，会出现铁芯温度异常的情况。

综上所述，检修人员对铁芯温度过高问题进行逐一排查，该干式变电器运转负荷为额定负荷的80%，所以不存在过载运转的情况，故排除第一种情况；检查是否为变压器构件质量是否过关，检修人员上报管理部门，由采购部门向硅钢片制造商询问后得知，该干式变压器的硅钢片质量完全符合相应标准，材料等级很高，故排除第二种情况；然后检修人员对该干式变压器散热系统进行查验，散热器运转正常，故排除第三种可能；最后查看电厂的运行电压统计表，最低电压达到了17000V持续工作，该变压器的额定电压为15640V，运行电压严重超出了铭牌上额定电压，导致干式变压器铁芯长时间负荷运转，对铁芯的消耗较大，导致铁芯的温度过高。

1.1.2 铁芯温度过高故障处理方法

综上所述，已经找到该干式变压器铁芯温度过高的具体原因，是由于实际运行电压长时间超过额定电压导致的。为解决这一故障问题，保障电厂电力系统的稳定运行，该电厂必须重新采购所需配件，以电力系统正常工作时电压最高情况为基础，对干式变压器重新整改设计，增大该变压器正常运转时的额定电压，最后检修人员通电试机，再正常运转一段后，再定期进行温度检测统计，观察铁芯温度是否回归正常运转时的温度参数范围[2]。

1.2 干式变压器内部有异常响动

干式变压器的异常响动是电力系统中的常见故障之一，随着干式变压器长时间运转，变压器的超负荷运转时有发生，这样就会使变压器各构件运行都处于长时间过载运行，最后导致异常响动问题的发生。另外，干式变压器的内部零件多，其中一个零件如果老化、受损，干式变压器也同样会发出异常响动。

以某发电厂为例，巡检人员在日常巡检时听见厂内一干式变压器运行时出现异常响动，故判断该干式变压器出现故障，立即通知检修人员进行检修，检修人员首先从感官上判断出异响的大概部位，随后进行停电检修。

1.2.1 内部异常响动故障原因分析

干式变电器内部出现异常响动故障有以下四个原因：一是干式变电器的分接头松动，从而使该变压器长时间过载运转，高强度的运转导致该变压器发生异常响动。二是干式变压器内铁芯固定件松动。三是干式变压器内铁芯没有接地。四是干式变压器内长时间没有进行清理保养，导致套管表面污渍增多，出现噪音。

综上所述，检修人员对该干式变压器发出异响部位进行逐一排查，最终发现为第一种情况，分接头松动未及时发现，导致的该干式变压器内部发出异常响动。

1.2.2 内部异常响动故障处理方法

维修人员针对该干式变压器分接头松动情况，首先要穿好防护措施，然后检查分接头的档位连接和电阻状态，再根据检查结果对分接头进行紧固处理。

1.3 干式变压器外部有异常响动

干式变压器除上述内部异常响动故障外，也有外部异常响动的现象发生，和内部异常响动一样，检修人员也要从感官上判断出异响的大概部位，再进行停电维修。

1.3.1 外部异常响动故障原因分析

干式变电器外部出现异常响动故障有以下六个原因：一是干式变压器长时间运转或过载运转，致使变压器正常工作时超过自身工作负荷运转，而引起的异常响动。二是干式变压器实际运行时工作电压高于额定电压，工作电压过高易发生过励磁现象，致使该变压器运转异常，而引起变压器发出异常刺耳的声响，严重影响变压器的使用寿命。三是缺相运行。这一现象是干式变压器正常运行是有发生的故障问题，同样会使干式变压器发生过励磁现象。四是低压侧短路或接地导致变压器外侧有异常响动。五是干式变压器的构件之间产生悬浮电位现象，一般来说，干式变压器出现悬浮电位现象不会影响其正常运转，但是由于变压器构件为美观和防锈会喷涂一层金属漆，可能会存在构件间的连接不充分，再加上漏磁场的影响作用下，而引起的该变压器出现悬浮电位，出现变压器外部异常响动。六是干式变压器在安装时，安装位置不合理、安装方法不规范或变压器安装位置地板不稳、过薄等，导致变压器安装位置出现空隙，引起变压器共振噪声现象。

1.3.2 外部异常响动故障处理方法

经过维修人员逐一检查，该干式变压器产生外部异常响动现象的原因，上述问题均存在，为解决该变压器异响问题，具体解决措施如下所示：

一是增加该电厂干式变压器数量，根据变压器的额定电压合理分配每个变压器的运行负荷，避免变压器过载运转的情况发生。

二是对该电厂正常运转时的工作电压适当调低，并使用万用表测量低压侧电压情况，若所测数值高于该干式变压器额定电压，就是发生了过励磁现象。针对这一现象，检修人员要通过提高分接档位，以此来消除过励磁现象，恢复干式变电器正常运转的声音。然后根据该发电厂的内部用电情况，适当降低干式变压器的实际工作电压，避免实际运转电压高于额定电压。

三是如果干式变压器出现缺相运行现象，需要检修人员使用万用表测量低压侧各电压的输出数据，查看是否为正常数值，若电压输出异常，检修人员要立即停电检修，用测电笔检查变压器高压侧电源回来是否有通电，如果不通电，要检查是否为线路问题，及时更换电线，恢复干式变压器正常工作。

四是检修人员要用万用表检查变压器低压侧电压数值，如有问题及时解决短路或接地的情况。

五是干式变压器出现悬浮电位现象的主要原因就是各零部件表面会有一层漆面保护，随着变压器的长时间运转，会使零件表面涂漆不均，致使各零部件间接触不够紧密，产生悬浮电位现象。针对这种情况，检修人员可以使用刮刀把各零部件的表面漆去除掉，以此保证各零部件间的紧密接触，从而达到消除悬浮电位的目的。

六是如果干式变压器出现共振现象，检修人员首先要检查固定钢板、风机等构件的固定螺丝是否松动，如果没有这种情景，查看钢板是否有变形，如有变形，需要检修人员通过工具恢复其原貌[3]。

2 干式变电器的维护与保养策略

干式变压器在安装时，要根据其特性安装在合适的位置，并根据厂家安装流程和维护要求严格遵守进行安装和维护，如果有特殊零件需要定期维护，必须安装铭牌说明。某些企业对电力系统要求较高，如果电力系统出现问题会造成巨大损失，这就必须安排专业检修人员定期对干式变压器进行巡检，并每次巡检做好记录，一般建议3到6个月检查一次变压器，并做出必要的保养工作，如零部件固定螺丝的紧固情况、金属零部件的腐蚀情况、外部线路是否老化破损、温度是否异常、绝缘体表面材料有无破损等情况，避免干式变电器发生故障[4]。

3 结语

综上所述，干式变电器有较高的实用性和适用性，其具有维护方便、安全性高等优势，但干式变电器如果在采购时不能选取适合企业自身电力需求的变压器，出现运行电压过载情况，会严重影响变压器的使用寿命，对企业自身运转也会造成一定的经济损失。本文提出的干式变压器常见故障和处理方法、维护方法，以期提高我国电力系统的健康、稳定发展。