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,但就统计数据来看,主要是110kV、220kV 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、经济运文档 Word 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文档 Word 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; 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文档Word 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, 文档Word 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:变压器部故障;与变压器有关的 设备故障引起的,如差动保护围的电流互感器、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。在变压器部出现故障时不得强送 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,停电并测量绝缘。在未查清原因之 前,禁止将变压器投入运行。 文档Word (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 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,细致排查故障原因,按照一定的流程处理 事故,保证电力系统安全运行。 参考文献 文档Word 丹娜,成普编著,电力变压器应用技术[M].中国电力,2009(05). 坤.浅析配电变压器的运行维护和事故处理[J].科学之友,2010( 24). 文档Word