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1、电力变压器的常见故障及处理方法摘要 在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏，还会中断电力供应，给社会造成巨大的经济损失。因此，变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。但由于变压器长期运行，故障和事故总不可能完全避免，且引发故障和事故又出于众多方面的原因。如外力的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，
2、安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。 关键词:电力变压器 故障 渗漏油 诊断分析一.引言油浸电力变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障，其主要类型有：各相绕组之间发生的相问短路、绕组的线匝之间发生的匝问短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的接地通过外壳)短路，引出线之间发生相问故障等而引起变压器内部故障或绕组变形等 由于变压器
3、故障涉及面较广，具体类型的划分方式较多，如从回路划分主要有电路故障、磁路故障和油路故障。若从变压器的主体结构划分，可分为绕组故障、铁心故障、油质故障和附件故障。同时习惯上对变压器故障的类型一般是根据常见的故障易发区位划分，如绝缘故障、铁心故障、分接开关故障等。而对变压器本身影响最严重、目前发生机率最高的又是变压器出口短路故障，同时还存在变压器渗漏故障、油流带电故障、保护误动故障等等。所有这些不同类型的故障，有的可能反映的是热故障，有的可能反映的是电故障，有的可能既反映过热故障同时又存在放电故障，而变压器渗漏故障在一般情况下可能不存在热或电故障的特征。因此，很难以某一范畴规范划分变压器故障的类型
4、，本人采用了比较普遍和常见的变压器、渗漏油气故障、油流带电故障、按各自故障的成因、影响、判断方法及应采取的相应技术措施等，分别进行描述。第一节 变压器渗油 变压器渗漏油不仅会给电力企业带来较大的经济损失、环境污染，还会影响变压器的安全运行，可能造成不必要的停运甚至变压器的损毁事故，给电力客户带来生产上的损失和生活上的不便。因此，有必要解决变压器渗漏油问题。 油箱焊缝渗油。对于平面接缝处渗油可直接进行焊接，对于拐角及加强筋连接处渗油则往往渗漏点查找不准，或补焊后由于内应力的原因再次渗漏。对于这样的渗点可加用铁板进行补焊，两面连接处，可将铁板裁成纺锤状进行补焊；三面连接处可根据实际位置将铁板裁成三
5、角形进行补焊；该法也适用于套管电流互感器二次引线盒拐角焊缝渗漏焊接。 高压套管升高座或进人孔法兰渗油。这些部位主要是由于胶垫安装不合适，运行中可对法兰进行施胶密封。封堵前用堵漏胶将法兰之间缝隙堵好，待堵漏胶完全固化后，退出一个法兰紧固螺丝，将施胶枪嘴拧入该螺丝孔，然后用高压将密封胶注入法兰间隙，直至各法兰螺丝帽有胶挤出为止。 低压侧套管渗漏。其原因是受母线拉伸和低压侧引线引出偏短，胶珠压在螺纹上。受母线拉伸时，可按规定对母线用伸缩节连接；如引线偏短，可重新调整引线引出长度；对调整引线有困难的，可在安装胶珠的各密封面加密封胶；为增大压紧力可将瓷质压帽换成铜质压帽。 防爆管渗油。防爆管是变压器内部
6、发生故障导致变压器内部压力过大，避免变压器油箱破裂的安全措施。但防爆管的玻璃膜在变压器运行中由于振动容易破裂，又无法及时更换玻璃，潮气因此进入油箱，使绝缘油受潮，绝缘水平降低，危及设备的安全。为此，把防爆管拆除，改装压力释放阀即可。 1.1铁心多点接地 变压器铁心有且只能有一点接地，出现两点及以上的接地，为多点接地。变压器铁心多点接地运行将导致铁心出现故障，危及变压器的安全运行，应及时进行处理。 直流电流冲击法。拆除变压器铁心接地线，在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击，冲击35次，常能烧掉铁心的多余接地点，起到很好的消除铁心多点接地的效果。 开箱检查。对安装后未将箱盖上定位销翻
7、转或除去造成多点接地的，应将定位销翻转过来或除掉。 夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损者，应按绝缘规范要求，更换一定厚度的新纸板。 因夹件肢板距铁心太近，使翘起的叠片与其相碰，则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片，使两者间距离符合绝缘间隙标准。 清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质，清除油箱各部的油泥，有条件则对变压器油进行真空干燥处理，清除水分。 1.2.接头过热 载流接头是变压器本身及其联系电网的重要组成部分，接头连接不好，将引起发热甚至烧断，严重影响变压器的正常运行和电网的安全供电。因此，接头过热问题一定要及时解决。 铜铝连接。变压器的引出端头都是铜制的，在屋外和潮湿的场所中，不能将铝导体用
8、螺栓与铜端头连接。当铜与铝的接触面间渗入含有溶解盐的水分，即电解液时，在电耦的作用下，会产生电解反应，铝被强烈电腐蚀。结果，触头很快遭到破坏，以致发热甚至可能造成重大事故。为了预防这种现象，在上述装置中需要将铝导体与铜导体连接时，采用一头为铝，另一头为铜的特殊过渡触头。 普通连接，普通连接在变压器上是相当多的，它们都是过热的重点部位，对平面接头，对接面加工成平面，清除平面上的杂质，最好均匀地涂上导电膏，确保连接良好。 油浸电容式套管过热。处理的办法可以用定位套固定方式的发热套管，先拆开将军帽，若将军帽、引线接头丝扣有烧损，应用牙攻进行修理，确保丝扣配合良好，然后在定位套和将军帽之间垫一个和定位
9、套截面大小一致、厚度适宜的薄垫片，重新安装将军帽，使将军帽在拧紧情况下，正好可以固定在套管顶部法兰上。 引线接头和将军帽丝扣公差配合应良好，否则应予以更换，以确保在拧紧的情况下，丝扣之间有足够的压力，减小接触电阻。 1.3 变压器在线针对性的检测方法 变压器在线监测的目的，就是通过对变压器特征信号的采集和分析，判别出变压器的状态，以期检测出变压器的初期故障，并监测故障状态的发展趋势。目前，电力变压器的在线监测是国际上研究最多的对象之一，提出了很多不同的方法。 油中溶解性气体分析技术。由于变压器内部不同的故障会产生不同的气体，因此通过分析油中气体的成分、含量、产气率和相对百分比，就可达到对变压器
10、绝缘诊断的目的。几种典型的油中溶解气体，如H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2，常被用作分析的特征气体。在检测出各气体成分及含量后，用特征气体法或比值法等方法判断变压器的内部故障。局部放电在线监测技术。变压器在内部出现故障或运行条件恶劣时，会由于局部场强过高而产生局部放电（PD）。PD水平及其增长速率的明显变化，能够指示变压器内部正在发生的变化或反映绝缘中由于某些缺陷状态而产生的固体绝缘的空洞、金属粒子和气泡等。 振动分析法。振动分析法就是一种广泛用于监测这种变压器故障的有效方法。通过对变压器振动信号的监测和分析，从而达到对变压器状态监测的目的。 红外测温技术。红外热像技术是利用红
11、外探测器接受被测目标的红外辐射信号，经放大处理，转换成标准视频信号，然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、过负荷运行等情况时都会引起导电回路局部过热，铁芯多点接地也会引起铁芯过热。 频率响应分析法。频率响应分析法是一种用于判断变压器绕组或引线结构是否偏移的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变，而频率响应法正是通过测量这种细微的改变来达到监测变压器绕组状态的目的。 绕组温度指示。绕组温度指示器就是用于监测变压器绕组的温度，给出越限报警，并在需要时启动保护跳闸。目前已开发出一种用于大型变压器绕组温度监测的新技术，即将一条光纤嵌入变压器绕组以便直接测量绕组的实时温
12、度，从而改进变压器的预测建模技术，并达到实时监测变压器绕组温度状态的目的。 淘金者范文,淘金者, 其他状态监测方法。低压脉冲响应测试（Low Voltage Impulse Response，LVIR）也是一种有效的变压器状态监测测方法，并且已经是一种用于确定变压器是否能通过短路试验的公认方法。此外，绕组间的漏感测试、油的相对湿度测试、绝缘电阻测试等也是变压器状态监测的常用方法。 1.4特征气体产生的原因在一般情况下，变压器油中是含有溶解气体的，新油含有的气体最大值约为CO100uLL，CO235 uLL，H215 uLL，CH425 uLL。运行油中有少量的CO和烃类气体。但是，当变压器有内
13、部故障时油中溶解气体的含量就大不相同了。 (二)变压器渗漏的类型2.1变压器渗漏一般包括空气渗漏和油渗漏两种类型： 2.1.1 空气渗漏。空气渗漏是一种看不见的渗漏。如套管头部、储油柜的隔膜以及焊缝砂眼等部位的进出空气都是看不见的。所以，阻止空气与变压器内部绝缘的接触非常重要，尤其是套管头部、储油柜隔膜以及呼吸气道管处。在变压器安装和大修过程中应保证其质量，在变压器年检预防试验和防污清扫工作中应对其认真检查维护，焊缝砂眼和密封不严问题也应列入。应当强调的是焊缝砂眼和法兰密封不严不仅表现为渗漏油，还出现空气浸入变压器的渗漏情况。空气中的水分和氧气等会慢慢地通过渗漏油部位渗透到本体内，就是说变压器
14、内部和外部的隔离被破坏，既有渗漏油，又有空气的浸入。当然这种情况下空气的侵入肯定是较微弱的，但是应注意长期累积作用对变压器内绝缘的损害。 信息来自: 2.1.2 油渗漏。油渗漏分为内渗漏和外渗漏两种。而外渗漏有可分为焊缝渗漏和 密封面渗漏两种。 (1) 内渗漏。内渗漏最普遍的就是充油套管中的油以及有载调压装置切换开关油室的油向变压器本体渗漏。充油套管正常油位高于变压器本体油位，若套管厂部密封部位密封不严，在油压差作用下会造成套管无油现象，影响设备安全运行。一般将套管吊出，并紧固其下部相应密封部位即可消除这种情况。若发现胶垫老化，失去弹性应更换。以前曾经发现一台变压器A相套管出现过无油面现象，正
15、常巡视时，其外表无油迹，确定为向变压器本体渗漏，处理时将套管吊出，经用白土测试，发现套管下部油塞处渗油，紧固油塞后，再用白土测试，已无渗油现象。将套管就位，并补油至正常油面，事后经多次巡视，效果良好。 信息来源: (2)外渗漏。外渗漏分焊缝和密封面渗漏两种：焊缝渗漏，是由于钢板焊接部位存在砂眼所造成的。变压器油箱上部发现渗漏时，只要排出少量的油即可焊接处理：油箱下部发现渗漏时，由于吊心放油浪费大而且受现场条件限制时，可采用带油补焊的方法，带油补焊应在漏油不显著的情况下进行。比如我站放油阀与变压器本体相焊接的部位存在焊缝砂眼，此焊缝在变压器运行时肉眼看不到，油通过焊缝砂眼渗向外部。处理时先用钢丝
16、刷清理，再用干净水冲洗，最后用干净布反复清擦，找到渗漏点的准确位置时，在渗漏部位用湿肥皂反复涂擦，达到止漏的目的后进行补焊。现场处理后渗漏油现象消失，未影响变压器的正常运行。如果漏油较大时，应采用抽真空排油法造成负压后焊接，负压的真空不宜过高，以内外压力相等为宜，避免焊接时吸入铁水。 带油补焊一般禁止使用气焊。焊接选用较细的焊条如422、425焊条为宜。补焊时应将施焊部位的油迹消除干净，最好用碱水冲洗再擦干。施焊过程中要注意防止穿透和着火，施焊部分必须在油面以上。施焊时采用断续、快速点焊，燃弧时间应控制在1020秒之间，绝对不允许长时间连续焊接。 信息请登陆:输配电设备网 补焊渗漏油较严重的气
17、隙时，可先用铁丝等塞堵或铆后再施焊，在靠近密封橡胶垫圈其他易损部件附近施焊时，应采取冷却和保护措施及防火处理。 密封面渗漏。密封面渗漏情况比较复杂，要具体问题具体分析。在现场可以先简单紧紧螺栓，但在变压器大修或安装过程中应把防止密封面渗漏作为一项重要工作。 关于密封面的渗漏以上只总结了常见的几点，实际上造成渗漏的原因还有很多，比如密封面对接呈现马蹄状、部分油塞密封面设计不合理以及密封面法兰钢板较薄等。情况不同，解决问题的方法也就不同，这就需要我们在实际工作中认真分析和总结，把消除渗漏工作做得更扎实。2.1.3 变压器的渗漏是变压器故障的常见问题，特别是一些运行年限已久的变压器更为普遍，污染设备
18、外表影响美观，威胁设备安全运行。变压器的渗漏包括进出空气(正常经吸湿器进入的空气除外)和渗漏油。造成渗漏的原因很多：一方面是在变压器设计及制造工艺过程中潜伏下来的;另一方面是由于变压器的安装和维护不当引起的。 信息来源: 在制造过程中，对逐根散热管、油箱、储油柜都打压试漏，到总装配后还打压试漏，尽管这样安装运行时仍有渗漏问题出现，下面分析其原因以便获得解决。 (三)渗漏的原因： 3.1、变压器的焊点多，焊缝长。油浸电力变压器是以钢板焊接壳体为基础的多种焊接和连接件的集合体。一台31500KVA变压器采用橡胶密封件的连接点约27处，各种形状的橡胶密封件30多个，包括散热管两端与油箱的焊接，总焊点
19、达70余处，焊缝总长近20m左右，因此渗漏途径可能较多。直接渗漏的原因是橡胶密封件失效和焊缝开裂、气孔、夹渣等。 3.2、材质低劣。密封件材质低劣和缺损是变压器连接部位渗漏的主要原因。变压器渗漏油的75%以上处在连接部位，而橡胶密封件失效所致渗漏油，占连接部位渗漏油的95%以上。油是通过橡胶密封件与连接界面的间隙渗漏的。在橡胶密封件不失效时，一般不会渗漏，因为橡胶件在挤压下能够充满并压紧凸凹面。密封件的表面质量，几何形状对油的渗漏也有一定影响，但关键仍是橡胶密封件的材质性能。橡胶密封件一般位于油箱上盖、上下节箱沿大、小法兰之间。在变压器运行时，它们处于高温挤压、油浸、局部暴露的条件下，特别是绝
20、缘瓷套管上的密封胶件，要随变压器器身在真空罐内经受115高温和近40h 烘烤。质量不良的、尤其是瓷套管内的扁圆橡胶件，多已开始老化，油浸后便开始变质。因其处在变压器油箱中上部，受到油压大小不匀，虽一时不致渗漏，但若在变压器移动或运输中发生摇晃、振动、再加上油的冲击就会渗漏。可见。劣质橡胶密封件容易老化、变质、龟裂、塑性变形，以至失效。是造成油渗漏的主要原因。 3.3、焊接残余应力的影响。焊接残余应力是变压器焊缝渗漏油的另一个主要原因。油箱焊点多、焊缝长、焊接难、焊接材料、焊接规范、焊接工艺、施焊技术等都会影响焊接质量，特别是手工电弧焊时更易形成焊缝烧穿、气孔、夹渣、裂缝、未熔合等缺陷。其中，在
21、油箱水压密封试验时不一定能检出来焊透缺陷，这也是导致渗漏油的原因。 焊接实质上是金属重新熔炼的过程，1350左右的溶液在空气中骤冷，使焊缝产生200Mpa以上的残余拉应力，极大地降低了疲劳强度，特殊情况下，残余应力的峰值可能接近焊缝的疲劳强度。变压器在受到冲击和振动时，这些外力叠加焊缝残余应力，一旦超过其疲劳强度，出现在残余应力的峰值区非贯穿焊缝缺陷处就要产生裂缝。有关统计资料表明，焊缝渗漏占65%，同时在电力变压器运行中，大部分金属构件受到频率为100HZ，振幅为660m的强迫振动，箱壁平直部分的振幅达75440m。因为焊缝潜伏着残余应力，所以变压器现场往往由冲击、振动而产生焊缝渗漏油。 4
22、、其他原因。除密封件和焊缝渗漏油外，中、小型变压器的导电铜杆、特种变压器的导电铜板及安装座的铜焊处也常发生渗漏。部分厂家因各种原因，时常采用铜铸杆或板代替轧制杆或板。铸铜最易产生气孔、松疏和夹渣，往往形成贯通沟道而发生渗漏。导电铜板与支座的铜焊脆性很大，可能在变压器安装接线或运行中出现裂缝而渗漏，变压器连接密封部位的螺母也常因变压器运行时振松而渗漏。结语 进入21世纪电力行业将有更大的发展，电力变压器的故障诊断与状态检修作为我国电力系统实现体制转变、提高电力设备的科学管理水平的有力措施，是今后在电力生产中努力和发展的方向。随着设备管理标准化的不断提高，对变压器的运行也提出了高标准、严要求的运行
23、准则，因此，变压器的渗漏油问题能否得到及时、彻底的处理，也逐步成为衡量一个企业设备管理的重要技术指标。近几年来，我们通过对我厂主变及厂变渗漏油问题的处理，不断改进、总结防治措施，变压器大修后渗漏油率大为降低，为变压器的安全运行提供了保障，为生产赢得了时间，为企业取得了效益。 电力变压器的内部故障主要有过热性故障、放电性故障及绝缘受潮等多种类型。据有关资料介绍，在对359台故障变压器的统计表明：过热性故障占63；高能量放电故障占181；过热兼高能量放电故障占10；火花放电故障占7；受潮或局部放电故障占19。而在过热性故障中，分接开关接触不良占50；铁心多点接地和局部短路或漏磁环流约占33；导线过
24、热和接头不良或紧固件松动引起过热约占144；其余21为其他故障，如硅胶进入本体引起的局部油道堵塞，致使局部散热不良而造成的过热性故障。而电弧放电以绕组匝、层间绝缘击穿为主，其次为引线断裂或对地闪络和分接开关飞弧等故障。火花放电常见于套管引线对电位末固定的套管导电管、均压圈等的放电；引线局部接触不良或铁心接地片接触不良而引起的放电；分接开关拨叉或金属螺丝电位悬浮而引起的放电等。 针对上述故障，根据色谱分析数据进行变压器内部故障诊断时，应包括： (1)分析气体产生的原因及变化。 (2)判定有无故障及故障的类型。如过热、电弧放电、火花放电和局部放电等。 (3)判断故障的状况。如热点温度、故障回路严重程度以及发展趋势等。 (4)提出相应的处理措施。如能否继续运行，以及运行期间的技术安全措施和监视手或是否需要吊心检修等。若需加强监视，则应缩短下次试验的周期。