110kV主变压器故障原因分析及处理方法招国浩

110kV主变压器故障原因分析及处理方法招国浩

招国浩

（广东电网有限责任公司云浮罗定供电局）

摘要：随着经济社会的不断发展，电力资源已经成为生活当中不可或缺的资源之一，社会各阶层面对电力需求也不断增加。而作为县级电力系统核心部位的110kV主变压器，如果一旦出现故障，就会给电能的输送和变电的正常运行带来较大的影响，还给人们的生产、生活、学习造成一定的影响。因而，对引起110kV主变压器常见的故障原因我们应该要掌握，并制定出防范措施，以确保变电站的变压器能稳定运行。

关键词：110kV变压器；故障；检修；原因分析；处理方法

前言

在输电过程中，110kv主变压器所出现的故障在系统中呈现不断上升的态势，对这些变压器的故障要及时进行合理排查和有效的处理，使变压器能够及早恢复正常工作状态，投入使用。现本文将对电放性故障、受热性故障和铁心多点接地故障这三种常见的故障类型、检查方法和处理手段进行简要论述，给出110kv主变压器常见故障的原因分析以及处理方法。

一、110kv变压器常见的内部故障类型

110kv变压器运行当中可以总结出变压器的故障大概有：电放性故障、受热性故障铁心多点接地故障等。

1、电放性故障

电放性故障通常有火花放电和电弧放电导致的故障。火花放电导致的故障多数是因为管套内部的电引线对电位的末端牢固管套的引导电流的管道、平均电压的光圈等设备线路进行放电所引起的，还有电力产生部分区域接触不好的原因会是损坏的变压器设施导致放电。电弧放电导致的故障多数是因为变压器在工作时由于使用电弧放电的电弧力度过强，将绝缘体穿透或缠绕组匝，还会导致引线飞弧闪络或产生断截而分开连接开关的故障。

2、受热性故障

在变压器产生的故障中受热性故障的几率最高，其造成的后果非常严重，因而不能忽视，多数是因为不断产生热量的变压器在运转的过程中，变压器本身绝缘体内部会积累大量的热量，不能及时散发出去，随着热量的增多，绝缘体最终到达自身热点，导致产生溶解以及变坏。变压器的绝缘体在这不利的工作环境里，热点从低温转变为高温的过程中，会出现电弧型热点，以至对变压器的内部设备造成损伤，甚至彻底损坏变压器。

3、铁心多点接地故障

变压器铁芯在运行中必须有可靠的接地，如果出现两个或两个以上的点接地则被判定为故障。当变压器发生两个或两个以上的接地故障时，铁心工作电流形成，短路绕匝。短路会产生大的涡流和循环，使铁芯发热，油温升高，绝缘体碳化产生可燃气体，使轻气继续运动。如果地面不好，循环会间歇性地发生，以使绝缘油从碳化中释放出来。油应该用色谱法分析，以确定故障的性质。变压器铁心多点接地故障是一种常见的故障，包括设计制造不当、内部绝缘距离不足、金属焊接渣等，可能引起多点接地故障。

二、常见故障排查与检修的方法

一般来说，110kV变压器的检修，通常选择通过测量钳表来满足检修要求。如果一个变压器出现较大的磁通量泄漏，计数器偏转器电流测量误差较大，容易造成误差判定。对于110kV及以上变压器，变压器电流可达（0〜30A），采用夹钳测量，显然不能满足检修要求，通常电流表串联连接直接测量导体芯向下，例如（如图1所示）可暂时增加计数器K1--测量接地回路，关闭后安全访问K1，K2打开，直读仪表电流表;测量之前关闭K2，然后关闭K1，最后移除测量回路。这样的测量可以消除磁通泄漏的影响，避免误判。

图1主变铁心接地回路串接限流电阻

在110KV变压器进行故障诊断中，可以运用油脂饱和气体的检测方法，即气相色谱分析法的化学检测来审查，能有效诊断早期变压器内部的故障隐患。在连续供电的状态下，用气相色谱分析法来收集变压器中的油脂，并在制定的气体中把油脂放入去进行溶解，然后观察溶解后所产生的一系列化学反应，结合专门的核实表，最后判断变压器是否有故障的可能性。按照国家颁发的审查表，显示变压器的气体情况，占有比重较大的是乙烯（C2H4）和甲烷（CH4），比重比较小的或者没有的是乙炔（C2H2）。按照气相色谱分析得到的各类气体的组合成分，计算出每种气体组合比例来进行判断。

110kV变压器铁芯绝缘为零，绕组介质损耗因数、直流电阻、吸收率均合格，表明故障点不在电气线路和主绝缘部位。当110kV变压器铁芯绝缘为零时，用万用表测量铁芯电阻对地电阻。450k欧姆电阻，表明110kV变压器铁芯具有高性能和多点接地故障。随后，采用电容充放电的方法来解决问题。

变压器投入运行，使用电流钳表测量铁芯接地引下线，是60ma~100ma。铁芯底部的电流不是很高，可以暂时投入运行。分析判断后，变压器的高电阻接地，不需要立即检修，但需要加强接地电流和油色谱的核心监测，如果发现电流大于1A或乙炔、总烃迅速增加等异常现象，应及时检查并采取有效的措施防止变压器故障。

三、故障原因分析及处理方法

110KV变压器在长时间使用过程中，其过热故障原因多由于各种各样的振动发生引起的，在长期振动过程中，容易造成变压器上的主变相关的部件松动，振动也产生铁心间的应力，从而也诱发铁心片间的松动，还有和铁心连接的铁心接地铜片也紧密不，振动越大松动越大；在这不断的振动中，铁心接地铜片与其他的相邻的铁心片有可能接触，而导致发生短接的可能性，进而诱发故障的产生；而且在不断摩擦当中，会导致变压器的内部产生大量的温度而出现过热现象，进而造成总烃的含量越来越多，甚至会严重超标，C2H2含量通常比较少，在这一过程中，最终导致变压器发生过热故障。

对于110KV变压器的过热故障，必须采取方法严格进行控制。如果是铁心片间引起短路故障时，可以重新焊接铁心接地铜片，把已烧毁部分进行剥离，然后再和铁心重新连接，固定好，再测试铁心接地与夹件接地绝缘电阻，其数据要在正常值范围之内。此外，在处理完变压器的缺陷后，用绝缘纸和白纱带对已经破裂的引线进行严格的包扎和固定，也可以利用螺丝来作进一步的固定，然后进行回装、真空滤油，还有变压器本体的热油循环之后，要严格检测各个方面，使其数据确保合格，方可重新投入使用。

110kV主变压器铁心多点接地故障比较特殊。在运行过程中，通过对变压器接地电流的监测和对油色谱的分析，对主变压器主变压器进行了强化，并及时采取了限流措施，保证了安全可靠运行。多点接地故障是比较常见的，在变压器运行过程中，一旦发现变压器的铁芯多点接地，就会造成铁芯局部短路过热，甚至会烧损等重大故障。因此必须及时进行处理：

（1）不吊芯临时串接限流电阻。对于现场不允许停电检查时，可采用外引铁芯接地回路上串接电阻的临时应急措施，以限制环流增加，防止故障继续恶化。在串接电阻之前，要先对铁芯接地回路的环流和开路电压分别测量，并计算好应串电阻的阻值。值得注意的是，所串电阻不宜太大，以保护铁芯基本处于地电位；也不宜太小，以将环流限制在0.1A以下；还需所串电阻的热容量，以防烧坏电阻造成铁芯开路。

（2）吊芯检查。对于金属异物造成的铁芯接地故障，可以采用吊芯检查进行排除。各夹件或穿心螺杆分部测量对铁芯的绝缘，从而逐一缩小故障的范围；检查各间隙、槽部重点部位，查看是否有金属夹杂物；铁芯或绝缘垫片上的铁锈或油泥要清除，还要用铁丝清理铁芯底部看不到的地方；对各间隙用油冲洗或氮气冲吹清理；用榔头敲击振动夹件，同时用摇表监测，看绝缘是否发生变化，查找并消除动态接地点。

（3）放电冲击法。对于毛刺、金属粉末堆积引起的接地故障，可用电容放电冲击法或者采用电焊机交流电弧大电流冲击法处理。因为受变压器的装配限制，以及在空气中变压器本身不能暴露太长时间，所以现场想尽快找到确切接地点是比较困难的，如油泥沉积和铁锈焊渣悬浮引起的接地故障就更难了。因而，根据现场的具体情况、接地程度以及接地方式来选取放电冲击法，在吊芯或不吊芯状态下都能够进行。

四、变压器故障修复投入运行监测

变压器进行铁芯多点接地故障修复后，必须要对变压器铁芯选取气相色谱分析法进行监测才能够投入运行，可以有效监测变压器有没有还存在铁芯多点接地的隐患。可以利用五种特征气体的三对比值，来判断变压器故障性质的IEC三比值法，也可以选取德国的四比值法进行监测，还可以请当地有经验的电力试验研究所协助进行测试，监测符合要求就可以投入运行。

五、结语

变电站的日常运行，经常发生各种事故和异常运行方式，从而影响到正常的电力系统。一旦引起中断，居民的日常生活不仅会受到影响，公司、正常生产工厂也将受到影响。因此，工作人员的工作站，需要快速检测可能存在的变电站各种设备中发现的缺陷，及时采取行动，力求恢复正常运行。

参考文献

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[2]韩爱芝.一台110kV变压器故障原因分析及处理[J].变压器,2010,47(9):66-69

[3]王舂生,刘万旭,骆文忠.变压器内部过热故障的诊断及处理方法[J].宁夏电力,2010(04):30-35,48.