浅谈变压器正常运行与维护及一般事故处理

浅谈变压器正常运行与维护及一般事故处理

李立岗

（国网山西省电力公司和顺县供电公司山西和顺032700）

摘要：变压器是电力系统中的核心元件之一，它的运行正常与否直接影响到电力系统的稳定。为此日常维护显得至关重要，我们必须从各个层面去了解它。还应在其发生故障时，第一时间做出准确无误的判断。本文通过对变压器的工作原理的分析和讲解，指出了变压器正常运行与维护的常识及一般事故处理措施，具有一定的实践和指导意义。

关键词：变压器；运行维护；事故处理

变压器是电力系统中的核心元件之一，他可以改变系统交流电压的大小，在电力传输和使用的过程中起着至关重要的作用。升压可以提高电能的输送能力，有利于功率的传输，提高电力输送的经济性，降低线损，达到远距离送电的目的。降压变压器可以将各个电压等级的电压变换成用户所需要的电压，满足所有电力用户的需要。就此我结合自身工作经验对变压器的工作原理及日常运行和维护作如下阐述：

一、首先就变压器的工作原理做一下简要的阐述

变压器是一种按照电磁原理工作的电气设备，它主要由:铁芯、绕组、油箱、由枕、呼吸器、防爆管、散热器、绝缘套管、分接开关、气体继电器、温度计、净油器等组成。给变压器一次线圈施加交流电压产生电流时，就会在铁芯中产生交变的磁通，在磁通的作用下，二次侧的线圈上就会产生感应电势，在感应电势的作用下就会产生交变的电压和电流。使一次侧的电能通过电磁感应原理传送到二次侧，通过一、二次侧变压器线圈匝数的不同，而起到变压的作用。

二、新投变压器在投运前需要进行以下项目验收

1、变压器本体无缺陷，外表干净整洁，无渗漏油和油漆脱落现象；

2、变压器出厂绝缘试验报告应合格，无遗漏试验项目；

3、注油各部位油位正常，阀门的开闭位置正确，油的性能试验、色谱分析和绝缘强度试验应合格；

4、外壳应有良好的接地装置，接地电阻应合格；

5、变压器各侧分接开关位置应符合电网运行要求，有载调压装置，电动手动操作均正常，指针指示位置与实际位置相符；

6、基础应牢固稳定，轱辘应有可靠的制动装置；

7、保护测量信号以及控制回路接线正确，各种保护均应进行实际传动试验，动作应正确可靠，保护定值应符合电网运行要求，保护连接片在投入运行位置；

8、冷却风扇应通电试运行良好，风扇自启动装置定值应正确，并进行实际传动；

9、呼吸器应有合格的干燥剂，检查无堵塞现象；

10、变压器引线对地和线间距离合格，各部导线触头应紧固良好，并贴有合适的试温蜡片；

11、防雷保护的安装应符合规程要求；

12、防爆管内无存油，玻璃应完整，其呼吸小孔螺丝位置应正确；

13、变压器安装的两个坡度应符合要求；

14、变压器的相位接线组别应能满足电网要求，变压器的二、三次侧有可能与其他电源并列运行时，应进行核相工作，相位柒应标注正确、明显；

15、温度表及测温回路完整良好；

16、套管油封的放油小阀门和瓦斯放气阀门应无堵塞现象；

17、变压器上无任何遗留物，临近的临时设施应拆除，永久设施布置完毕后应清扫干净。

三、变压器的日常巡视和注意事项

1、通过变压器运行的声音也可以判定变压器是否运行正常，如果是连续不断的嗡嗡音比平时加大，就应该检查变压器的电压和油温是否正常，若无异则多是因铁芯松动引起；如果听到吱吱声，则应检查套管表面是否有放电和闪络的痕迹；若听到噼啪的爆裂声则多是变压器内部绝缘被击穿的声音。如发现有异常，应根据现场情况，迅速转移负荷，做好停电处理的准备工作；

2、变压器的油枕，当运行的变压器油的体积随着油温的变化而膨胀或缩小时，油枕可以起到储油和补油的作用，能保证变压器油箱内随时充满油，同时因为装了油枕使变压器与空气的接触面减小，这样也就减缓了油的劣化速度，油枕侧面环装有油位计可以随时监视油位的变化。

3、变压器的净油器是如何工作的，运行中的变压器因上层油温与下层油温的温差，使油在净油器内循环。使油内的有害物质如：水分、游离碳、氧化物等随着油的循环被净油器内的硅胶吸收，使得变压器油不断净化，而保持良好的电气及化学性能，起到对变压器再生的作用。因此硅胶变色后，应及时进行更换。

4、油枕及充油套管中的油色、油位是否正常根据季节气候变化在变压器油位正常指示范围内，检查有无渗漏油现象；本体、有载瓦斯继电器是否充满油，油色是否正常，油位过高或过低，在变压器运行正常的情况下，应根据季节尽快安排给变压器适当放油或补油。(变压器油在运行时主要起散热和冷却的作用，对绕组等起绝缘和保养作用，在高压引线处和分接开关接触点起消弧作用，防止产生电晕和电弧）；

5、变压器有载调压分接开关与电动机构的位置指示相对应，有载调压电动机构各电气连接线应完好，机械部分无破损；

6、观察变压器油温是否正常，油㓎变压器多采用A级绝缘材料，其最高允许工作温度为105度，由于变压器绕组温升决定于负载电流，所以运行中必须监视和控制负载电流，并规定变压器油箱内上层油温不得超过最大限值，绕组温升为65度（40度的环境温度）。变压器就地温度指示应和后台温度指示一致。冷却装置运行是否正常，一般影响变压器油位和油温主要因素由以下几个方面：a、随负荷电流增加而上升；b、随环境温度增加及散热条件不好油位和油温也会上升；c、当电源电压升高，铁芯磁通饱和，铁芯过热，也会使油温偏高；d、当变压器内部故障时如线圈部分短路，铁芯局部松动，过热短路等故障都会使油温上升。e、另外变压器油色的变化可简易叛别油质的优劣程度，良好的油一般为透明的淡黄色无味，劣质的油浑浊，含机械杂质，游离炭等，劣质油带焦味、酸味或其它异味。通过这些变化都可以间接判断变压器是否为内部故障及故障大概部位；

7、防爆管的隔膜是否完好，当变压器内部短路故障时，瞬间产生的大量气体会把防爆管隔膜冲破，通过呼吸器硒胶的变色程度可以判断变压器内部绝缘是否受潮，潮气和水分会使硒胶变为深蓝色或褐色；

8、观察变压器高低压套管是否清洁无裂纹，无破损和烧伤放电痕迹，桩头及连接线有无发热变色，以及试温蜡片的融化情况，判别是否因负荷过大或螺母松动以及引线断股所引起；

9、检查变压器外壳和零线接地应良好；

10、变压器周围是否存放危险品（易燃、易爆），是否对变压器的安全运行造成威胁；

11、变压器周围摆放的消防器材是否合格、有效等。

四、变压器一般事故处理及原因分析

1、引线及套管故障：

变压器引线发生的故障率比较低，但是仍应引起运维人员的足够重视。因为变压器的引线是通过变压器套管内腔引出与外部电路相连，是靠套管支撑和绝缘的。由于套管上端将军帽封闭不严而进水，引线主绝缘受潮而击穿，或因变压器严重缺油，使油箱内引线暴露在空气中，而造成内部闪络。引线故障轻则引起变压器差动保护动作而掉闸，重则使变压器内部烧毁。因此引线的巡视检查也是日常工作的重点。

套管的常见故障是闪络和漏油直至击穿爆炸，变压器高压侧（110kV及以上）一般使用电容套管，如果瓷质不良有沙眼或裂纹，很容易出现闪络现象，电容芯子制造上如有缺陷，内部游离放电，套管密封不好或因瓷件污秽意外机械损伤等，再有漏油现象，极易发生闪络和爆炸事故。其结果直接导致变压器差动保护装置动作掉闸，所以在日常巡视中发现套管有闪络放电或裂纹时，必须尽快安排停电进行处理，做到防患于未然，将隐患消灭在萌芽状态。

2、变压器内部故障主要是铁芯或绕组故障

变压器铁芯有硅钢片叠装而成，硅钢片之间有绝缘漆膜，如果硅钢片紧固不好，绝缘漆膜极易被破坏，于是铁芯就会发生过热现象，这样长期运行或超负荷运行，很容易将缠在铁芯上的线圈烧毁。运行中的变压器铁芯及其附件都处于绕组周围的电场内，铁芯和其它附件必然会感应一定的电压，在外加电压的作用下，当感应电压超过对地放电电压时，就会产生放电现象，因此为了避免变压器的内部放电，变压器的铁芯必须可靠接地。若变压器内有铁屑或焊渣，也有可能造成铁芯两点或多点接地短路故障，烧毁线圈。这些原因都会造成变压器瓦斯和差动保护装置同时动作于跳闸，严重时可能引起变压器爆炸或着火等重大事故。因此投运前变压器的生产厂家、各种试验合格证一定要经过严格检查，送电前仍然要经过耐压绝缘试验合格后方可投入运行。

变压器绕组故障主要包括相间、匝间短路和对地击穿等故障。主绝缘和匝间绝缘是极易发生故障的部位，其主要原因是：由于长时间过负荷运行和变压器散热条件不好或运行年限过长，使绕组绝缘老化脆裂，抗电强度大大降低，多次承受短路电流的冲击，使绝缘过热老化，出现击穿短路故障，也可能因大气过电压的作用使绝缘击穿，当然变压器油本身受潮，线圈绝缘破损，或线圈间有杂物等因素也会导致变压器绕组烧毁。其措施就是必要时应对变压器进行计划性的大修或吊芯检查。

3、变压器内部故障都有可能造成变压器的瓦斯保护动作，轻瓦斯保护动作于信号，不跳闸但一定要取气做点燃试验，如果所取气体为不可燃无色透明气体。则为空气可继续运行，若所取气体为可燃气体。则应取油样做色谱分析，试验结果出来后方可确定变压器是否可以继续运行；而重瓦斯保护动作一般是变压器内部故障或继电保护装置及二次回路故障引起，重瓦斯保护动作跳闸后，一定要首先将现场光字、信号、保护动作情况及时汇报调度值班员和主管领导。然后在对现场设备进行详细检查，包括断路器动作情况，电压、电流的变化情况、潮流分布、负荷分配情况以及故障变压器的外观、油位、油温、油色、防爆管是否破裂喷油，检查呼吸器、套管有无异常，变压器外壳是否变形，并且即可取气样油样作色谱分析。如果经检查确未发现任何异常，而系二次回路故障引起的误动作，则可将差动和过流保护投入，将重瓦斯保护改接信号或退出运行，试送电一次，并加强监视。

4、变压器有载分接开关故障及处理：变压器有载分接开关的油箱和变压器本体油箱一般是互不相通的，若分接开关油箱发生严重缺油时，则分接开关在切换时将会发生短路故障，使分接开关烧毁，因此变压器运行时必须检查有载油位正常，分接开关机构故障有卡塞时分接开关将停在过程位置上，造成分接开关烧毁，如果分接开关油箱封闭不严而发生渗水漏油时，将会致使油质污染劣化，绝缘强度将大大降低，以致造成故障，分接开关在操作过程中切换机构调整不好，触头烧毛，严重时可能部分熔化，进而发生电弧引起故障。不能进行正常操作。

5、变压器着火的处理，变压器运行时，由于变压器套管的破损或闪络，会使有载油枕油压的作用下流出，并在变压器顶盖上燃烧；变压器内部发生剧烈的短路故障时，将使变压器内部的油燃烧，而使变压器外壳破裂。此时应迅速作出如下处理：

1）断开变压器各侧断路器，切断各侧电源，阻断火源，迅速使用灭火装置灭火，如：消防泵、干粉灭火器、泡沫灭火器进行灭火。火势较大不可控时应拨打“119”，等待消防人员的支援。

2）若油在变压器顶盖燃烧时，应打开下部事故放油阀放油至合适位置，若变压器内部着火，则禁止放油，以防变压器发生爆炸；

3）火势得到控制后，迅速投入备用变压器，尽快恢复供电；

4）将故障变压器隔离，相关设备转入检修状态，并布置好安全措施，等候专业人员处理。

6、变压器事故跳闸的几种情况

当运行中的变压器未发现明显故障而自动跳闸时，运行人员应迅速作出如下处理：

1）首先将变压器各侧跳闸断路器的控制开关恢复至跳闸后位置，汇报当值调度员现场情况，并迅速投入备用变压器，调整运行方式和负荷分配，使供电系统尽快恢复正常；

2）检查变压器掉闸原因及保护动作是否正确，了解系统有无故障及故障性质；

3)若属于以下情况并经领导同意，可不经检查试送电。人为误碰保护装置，属于明显保护误动的，变压器后备保护动作，出线断路器有保护动作，但断路器未动作跳闸的。在排除故障设备后，可迅速恢复变压器送电，但只能试送一次。

当变压器运行中出现明显故障时，比如：发生近距离的弧光短路，变压器的差动、重瓦斯和电流速断等主保护可能会同时动作，这时绝不能盲目进行试送电。必须对变压器及相关设备进行详细检查，测电阻、测量绝缘、进行相关的气样油样测试化验分析，将检查结果汇报调度员和有关领导。将故障设备隔离，转入检修状态，同时布置好安全措施相关人员的进一步检查和处理。在未查明原因之前任何人不得进行试送电。

7、变压器过负荷的处理

当变压器存在重大缺陷时，如以下情况不准变压器过负荷运行：1）冷却系统不正常；2）严重漏油；3）色谱分析异常超过规定指标；4）有载分接开关异常。在变压器过负荷运行时必须投入全部冷却系统，出现过负荷信号时，应引起运维人员的足够重视。做好随时转移负荷的准备。虽然“过负荷”只作用于信号，不会引起跳闸，但是他对变压器的损害更严重更可怕。因为如果不随时关注，就有可能使变压器因长时间过负荷而烧毁。变压器在超负荷运行时，会引起各部件严重发热，绝缘水平会大大降低，系统会受到很大程度的破坏。如果不能得到及时调整，将会发生绝缘被击穿，变压器会鼓肚爆炸，遭受毁灭性的打击。所以只允许变压器出现短时间过负荷，而且不能超过规定值，并且必须随时进行监控，特别是变压器油温和过负荷程度，任何情况下都必须首先保证变压器各部件的健康稳定运行。