变压器故障分析及事故处理

1、变压器故障分析及事故处理 摘 要 变压器是变电站电力系统中最重要的电气设 备之一， 承担着电力分配、 运输及输出电压变换等重要职能。 变压器的安全可靠性是保障电力系统可靠运行的必备条件， 本文针对变电站变压器运行中的常见故障进行分析，提出防 范和处理，确保电力系统的安全高效运行。 关键词 变压器 故障 处理中图分类号： P426.4 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X （ 2015） 07-0023-01引言 随着电力系统规模的扩大，变压器单机容量随之增大， 变压器发生故障对电力系统的影响扩大，对国民经济造成的 损失也愈来愈大。近年来国产大型变压器的事故情况呈逐年 下降的趋势，但

2、就统计数据来看，主要是110kV 、 220kV 和500kV 级变压器发生损坏、出现事故概率比较大。如何在变 电设备出现故障或者异常后，以最快的速度正确处理，将事 故根源切除，避免事故扩大，同时又保证设备的安全运行， 确保用户能够正常用电，是当务之急。一、变电站变压器概述 变压器是变电站电力系统中最关键的电气设备之一，它 的正常运行是对发电厂电力系统安全、可靠、优质、经济运 行的重要保证。变压器的作用是将发电机端的电压升高以后 再输送出去，以此来保证电压的平稳过渡运行。因此，必须 最大限度地防止和减少主变故障和事故的发生。但变压器在 长期运行中，故障和事故不可避免。变压器一旦发生故障， 不仅

3、会减少和中断对部分用户的供电，威胁电网供电的安全 可靠性，还可能会造成电力事故。在变压器发生事故时，应 及时、准确、快速的进行故障处理，杜绝事故或避免事故的 扩大。二、常见变压器故障及原因（一）绝缘故障 变压器的绝缘故障一般分为四类： （ 1）绕组绝缘故障， 指主绝缘、匝间绝缘、段间绝缘、引线绝缘以及端部绝缘等 放电、烧损引起的绝缘故障。 （ 2）套管绝缘故障，指套管内 部绝缘放电引起绝缘损坏或瓷套爆炸，还包括套管外绝缘的 沿面放电和空气间隙的击穿。 （ 3）分接开关绝缘故障。主要 是指由于切换开关油室内油的绝缘强度严重下降，在切换分 接时不能灭弧， 引起有载分接开关烧毁。 （ 4）铁芯绝缘故

4、障， 指铁芯的硅钢片对地绝缘损坏，引起铁心多点接地，或铁芯 的框架连接点间的绝缘损坏，产生环流引起局部过热故障。导致绝缘故障的原因有以下几类： （ 1）绝缘老化。变压 器由于油道堵塞，匝绝缘局部过热，引起在正常工作电压下 的匝绝缘事故，这类过热事故采用定期进行油中气体色谱分 析能提前发现征兆。 （ 2）油流带电。对于强油循环的电力变 压器，在油泵开动的情况下， 油流和固体绝缘摩擦产生静电， 这叫油流起电。油流放电时在油中产生间歇性的电火花，持 续的油流放电将引起油中出现 C2H2 ，此时应视为一种故障。 （3）受潮。运行中变压器内部的水分是运动的，不停地迁 移和聚集，在高电场区域聚集一定水分之

5、后，在正常工作电 压下产生放电而损坏绝缘。（二）短路故障 一般而言，变压器出口短路的类型主要有如下几种，即 单相接地、两相接地短路，两相短路，三相短路等。据相关 统计资料显示，在中性点的接地系统中，单相接地短路故障 所占比例最大，其次是两相接地短路，三相短路故障最少， 但电流值最大。变压器一旦发生短路故障，强大的短路电流 会导致变压器绝缘材料受热损坏，而由此产生的电磁力将是 正常状态的上百倍，从而使得线圈、紧固件、铁芯等都受到 很大的冲击力，具体表现为：线圈发热向外膨胀变形，甚至 烧毁发生火灾或爆炸； 线圈上下串动； 油道松动； 铁芯变形、 松动，冲片之间接缝变大，呈现鼓肚现象；端部绝缘破裂；

6、 铜铝接头断裂，焊缝断裂等。变压器短路故障原因错综复杂，主要包括： （ 1）设计缺 陷，如基于变压器静态理论设计而选用的电磁线，与实际运 行时作用在电磁线上的应力差异较大；抗短路能力计算时没 有考虑温度的影响等。 （ 2）换位导线选材质量得不到保证。 采用了抗机械强度差的普通材料，出现严重变形、散股、露 铜现象。（3）绕组线匝或导线之间未固化处理，抗短路能力 差。早期经浸漆处理的绕组无损坏。 （ 4）作用在各绕组或各 档预紧力不均匀，短路冲击时造成线饼的跳动，致使作用在 电磁线上的弯应力过大而发生变形。 （ 5）变压器制造中匝间 绝缘存在缺陷，局部电场强度过大。（三）套管闪络及渗漏油 变压器主

7、要由由铁心、绕组、器身绝缘、油箱和套管等 组部件构成。 变压器绕组的引线是依靠套管引出箱外的， 套 管起到对油箱的绝缘、固定和将电流输送到箱外的作用，它 需适应外界各类环境条件，并要有一定的机械强度，是变压 器中一个主要部件。套管表面脏污吸收水分后，会使绝缘电 阻降低，其后果是容易发生闪络，造成跳闸。同时，闪络也 会损坏套管表面。脏污吸收水分后，导电性提高，不仅引起 表面闪络，还可能因泄漏电流增加，使绝缘套管发热并造成 瓷质损坏，甚至击穿；套管胶垫密封失效，油纸电容式套管 顶部密封不良，可能导致进水使绝缘击穿，下部密封不良使 套管渗油，导致油面下降。套管故障的原因有： 套管本身结构不合理， 且

8、存在缺陷。 套管局部渗漏油，绝缘油不合格，套管进水造成轻度受潮； 套管中部法兰筒上接地小套管松动断线；接地小套管故障， 使套管束屏产生悬浮电位， 发生局部放电； 套管油标管脏污， 看不清油位，在每年预试取油样后形成亏油等。三、常见变压器事故处理（一）变压器自动跳闸处理 变压器跳闸原因可能是：变压器内部故障；与变压器有 关的设备故障引起的，如差动保护范围内的电流互感器、断 路器、隔离开关、连接线等故障；送出线路故障，保护或断 路器拒动等引起的越级跳闸；继电保护误动作，人员误碰或 误操动等。在变压器跳闸时，要根据跳闸时的继电保护动作 和事故当时的外部现象判断故障原因。在变压器内部出现故 障时不得强

9、送电。一般处理程序是： （ 1）当变压器各侧断路 器自动跳闸后，将跳闸断路器的控制开关操作至跳闸后的位 置，并迅速投入备用变压器，调整运行方式和负荷分配，维 持运行系统及其设备处于正常状态； （ 2）检查保护动作及动 作是否正确； （ 3）了解系统有无故障及故障性质； （ 4）若属 以下情况：人为误碰保护使断路器跳闸；保护明显误动作跳 闸；变压器仅低压过流或限时过流保护动作，同时跳闸变压 器下一级设备故障而其保护却未动作，且故障已切除。经领 导同意，可不经检查试送电，但试送电只允许一次； （6）如 属差动、重瓦斯或电流速断等主保护动作，故障时有冲击现 象，则需对变压器及其系统进行详细检查， 停

10、电并测量绝缘。 在未查清原因之前，禁止将变压器投入运行。（二）变压器着火处理 变压器着火也是一种危险事故，因变压器有许多可燃物 质，处理不及时可能发生爆炸或使火灾扩大。变压器着火事 故类型有两种：其一，油浸式变压器着火事故。油浸式变压 器因制造水平和绝缘老化引起变压器内部故障会导致变压 器着火。其二，干式变压器着火事故。干式变压器冷却系统 故障后长时间运行在高负荷工况下，引起变压器引线过流发 热导致变压器着火。 变压器着火， 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，并迅速投入备用变 压器，恢复供电； （ 2）停止冷却装置运行； （3）主变压器及 高厂变着火时，应先解列发电机； （4）若油在变压器顶盖上 燃烧时，应打开下部事故放油门放油至适当位置。若变压器 内部着火时，则不能放油，以防变压器发生爆炸； （ 5）迅速 用灭火装置灭火。四、结束语 变压器作为电站运行的主要设备之一，关系到电力系统 的正常运行。变电器运行事故不仅引起系统或局部停电，影 响人们的正常生活，还可能会引起巨大的经济损失。因此在 处理电力变压器故障时，一定要以变压器的构造特征及常见 故障特征为出发点，细