变压器常见故障原因与预防措施

变压器常见故障原因与预防措施在电力系统中，变压器占据着其重要地位，它的故障将对供电的可靠性和系统的正常运行产生严重影响。其故障通常是伴随着电弧和放电以及剧烈燃烧而发生，随后电力设备即发生短路或其他故障，轻则可能仅仅是机器停转，照明完全熄灭，严重时会发生重大火灾乃至造成人身伤亡事故。因此如何确保变压器的安全运行就值得重视和关注。一、变压器故障原因分析1．雷击过电压1.1 避雷器接地电阻高由于避雷器接地电阻高，所以雷电流流过接地电阻时导致变压器外壳电位增高。当其超过一定数值时，就会引起变压器绝缘击穿损坏。1.2 避雷器接地引下线截面太小或长度太长截面太小在雷击时易被烧断，起不到保护作用，长度太长在某一陡度电流通过时，接地引下线上的压降与避雷器的残压叠加在一起，作用到变压器绕组上有可能破坏变压器绝缘。1.3 变压器本身缺陷根据原北京电力建设科学技术研究所调查、分析，14800台年配电变压器的运行经验表明：在雷击损坏事故中，大约有37%是因绝缘存在缺陷而引起的。2. 绝缘性能超标2.1 过载由于电流的增加，变压器线圈温度迅速增加，造成绝缘材料变脆弱，加速老化，形成大量裂纹甚至脱落，严重时使线体裸露，而造成匝间短路。或者由于外部故障冲击力导致绝缘破损，进而发生故障。2.2 绕组绝缘受潮此故障主要因绝缘油质不佳或油面降低导致。来自：电工技术之家3. 铁芯多点接地变压器铁芯当出现两点以上的接地成为多点接地，产生涡流，将导致铁芯过热，绝缘油劣化变质，严重时还会将铁芯烧毁，接地线烧断。4. 线路涌流现在，除非明确属于雷击事故，一般的冲击故障均被列为“线路涌流”。线路涌流(或称线路干扰)在导致变压器故障的所有因素中被列为首位。这一类中包括合闸过电压、电压峰值、线路故障/闪络以及其他输配(T&D)方面的异常现象。其中以变压器出口突发性短路危害最大，当变压器二次侧发生短路接地等故障时，一次侧将产生高于额定电流20~30倍的短路电流，而在一次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的消磁作用，如此大的电流作用于高电压绕组上，线圈内部将产生很大的机械应力，致使线圈压缩，其绝缘衬垫、垫板就会松动脱落，铁芯夹板螺丝松驰，高压线圈畸变或崩裂，变压器极易发生故障。5. 分接开关故障5.1 无载分接开关故障a.变压器漏油使分接开关裸露在空气中，裸露的分接开关绝缘受潮一段时间后性能下降，导致放电短路，损坏变压器。b.变压器分接开关在频繁的调动中会造成触头之间的机械磨损、电腐蚀和触头污染，电流的热效应会使弹簧的弹性变弱，从而使动、静触头之间的接触压力下降，根据接触电阻公式Rs=K/Fn式中n-指数，与触头接触形式有关；K-常数，与触头材料性质有关；F-接触压力。可见接触压力减小，会使触头之间的接触电阻增大，从而导致触头之间的发热量增大，由于发热又加速触头表面的氧化腐蚀和机械变形，形成恶性循环，如不及时处理，往往会使变压器发生损坏事故。5.2 有载分接开关故障a.变压器三相调压时，若开关并联触头不同步，很短时间内，一个触头就会承担两个支路的电流，超过其额定电流，在切换过程中起弧，引起短路。b.和无载分接开关故障b项相同。c.切换开关油室密封不良造成渗漏油，使变压器本体油箱中可燃性气体含量异常增加，引起本体变压器油劣化。6.引线接头过热引线接头过热是常见的故障之一，一旦发生将造成导电杆与接线端子间打火，甚至损坏导电杆丝扣，烧断接头，同时发热会造成桩头密封圈老化渗油，油溢至套管，沾粘吸附上导电性的金属尘埃，当遇到潮湿天气、系统谐磁、雷击过电压等就可能发生套管闪络放电或爆炸。6.1 由于变压器的一、二次侧引出均为铜螺杆，而引出线多为铝制接头，在电离的作用下，铜铝之间形成氧化膜，接触电阻增大，使引线接头过热。6.2 变压器用软连接作引出线时，拉(压)、风、操作及短路、冲击负荷的应力作用到连接螺丝上，引起螺丝回松。当采用硬连接时，由于工频及谐波电流在变压器铁芯中产生交变磁通，引起变压器及导电杆震动，再加上外界应力影响，会造成螺丝回松，如此恶性循环最终引发引线接头过热。7. 其他原因7.1 工艺、制造不良有少部分变压器故障是由于本身存在故障，例如：出线端松动或无支撑，垫块松动，焊接不良，铁芯绝缘不良，抗短路强度不足等。7.2 维护不良变压器保护装置不正确，冷却剂泄漏，污垢淤积以及腐蚀受潮，连接松动等都属于维护不良范畴。保养不够被有关统计列为第四位导致变压器故障的因素。二、变压器故障的预防措施变压器故障有相当部分是完全可以避免的，还有一些只要加强设备巡视严格按章操作，随时可以把事故消除在萌芽状态，这样不但将显著地减少变压器故障的发生以及不可预计的电力中断，而且可大量节约经费和时间。1. 严格按照有关检修技术标准做好变压器运行前的检查和试验，防患于未燃。2. 运行维护2.1 保持瓷套管及绝缘子的清洁。定期清理变压器上的污垢，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、断裂现象，定期遥测接地电阻不大于4Ω，或者采取防污措施，安装套管防污帽。2.2 在油冷却系统中，检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制油自由流动的机械损伤。同时，应经常检查变压器的油位、油色，有无渗漏，发现缺陷及时消除。2.3 保证电气连接的紧固可靠。2.4 定期检查分接开关。并检验触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。2.5 每三年应对变压器线圈、套管以及避雷器进行介损的检测。2.6 每年检验避雷器接地的可靠性。接地必须可靠，而引线应尽可能短。引线应符合规定，无断股现象，旱季应检测接地电阻，其值不应超过5Ω。应坚持每年一度的预防试验，将不合格的避雷器更换，减少因雷击过电压损坏变压器。2.7 变压器应定时大、小修，在运行中或发生异常情况时，可及时大修。2.8 应考虑将在线检测系统用于最关键的变压器上。大型变压器在线监测系统(氢气、局部放电及绝缘在线监测)能预先发现运行中变压器的异常状态。