科技论坛 ・１２１・ 变压器故障原因的分析及处理方法 林亮 （国家新闻出版广电总局东南维护中心，福建福州３５０００７） 摘要：简要分析了变压器在运行时容易产生故障的原因及处理故障的方法。一般来说变压器产生故障的主要原因有：变压器在制 造和运输安装过程中遗留下来的故障隐患以及长时间运行造成变压器绝缘材料老化等。还有部分故障的产生是因为工作人员的违章操 作造成的。因此，在处理变压器故障时要找出故障原因，从而抓住原因进行分析处理提高效率。 关键词：变压器；故障原因；分析；处理方法 １概述 变压器是用来改变交流电庄大小的电气设备。 它在电压转变以及电能分配和传输过程中起着重要 序号 表１运行变压器油的性质标准 疆 矗 蛙行聚僵 序－ 壤 曩 遥行■蕾 作用，在电力系统和供电系统中有着最核心的地位。 井穗 矗囊ｊ巳霸Ｉ■囊＝基滓 日常中一旦变压器发生了故障，将会造成电力供应 ｌＩＩ。２ 中断，严重还会导致爆炸、火灾等事故的发生。由于变 ２ 承撇州健 压器一直长时间处在运行状态，总不能避免一些故 ３ 牲嘲 ■ ．１ 障的发生，然而引发故障的原因又涉及诸多方面的 ‘ 因素。例如不可抗拒的自然灾害，制造和运输安装过 程中遗留下来的故障隐患以及长时间运行造成变压 ， 内矗℃ ｌ ＇ 鼻ｌＩｊｌ力住 ）☆ 旭 ８ 挚 ｌ９ 姒ｖ曩Ｉ；Ｉ■ ＳｌＯｋ￣ｌｘ１０＂ 堪辛 ‘掌口 ＇ 体飘ｌ１． 《 Ｃ》ｎ．晴 ∞魄Ｖ聂Ｉ：ｌ下；略 １０＇ 栅嘴几 ，黼馥并中 击穿蟠ｋｖ 器绝缘材料老化等。还有部分故障的产生是因为工 作人员的违章操作造成的。所以，我们必须重视变压 ６６￣ＩＩ镛 ２２强 ｌ舷、，Ｉ；Ｉ下 ｌｓ一３ｊ藩Ｖ； ∞ 鞠一勰瞧、，》哟 ｌｏ ｝ ｒｌｌ 蕾中毒气体 《体０嗡蠹） ■磊糍腿静 便量丹囊） ＜， 器的故障分析，尽可能减少和防止变压器故障和事 故的发生，使变压器能够安全稳定的运行。 ２变压器异常状况表现及其故障原因分析 这种情况的原因有以下几种： ２．１变压器声音异常 （１）变压器长时间进行过负荷运行使油温升高。 正常运行中的变压器会发出均匀稳定的“嗡嗡”声。这是因为当交 （２）变压器的冷却装置出现异常使油温升高。 流电通过变压器绕组时，产生了周期性变化的交变磁通，随着交变磁通 （３）变压器内部穿芯螺杆松动或绝缘损坏，致使大电流通过穿芯螺 的变化，引起铁芯振动而发出的。若变压器出现异常问题，则其中就会 杆使油温升高。 产生一些异响。产生这些异响的原因有以下几种： （４）变压器内部短路放电使油温升高。 （Ｉ）变压器连接了大容量的用电设备时，当用电设备启动产生的启 （５）二次侧线路上有大 高。 动电流较大，使得变压器的声音增大。 ２．４变压器油位异常 （２）变压器正处于过负荷运行时，这时变压器内部就会发出高而沉 变压器正常隋况下运行，铁芯和绕组的发热会引起变压器油温上 重的声响。 变压器的油位也会发生改变。根据ＧＢ，ｒＩ＇６４５１—１９９５ （３）变压器发生短路时会有较大的短路电流通过，使变压器产生噪 升。随油温的升高，《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》中的规定，在最高环境温度 音。 在最低环境温度未投入运行时，油 （４）变压器中的个别零配件不牢靠时，如变压器大盖的螺丝没锁紧 与允许负载状态下油位计油不溢出，就需引起我们注意。变压器 在运行中因震动发生松动，铁芯的穿芯螺杆锁的不够紧造成铁芯松动 位计应有油可见。因此当油位出现异常时， 等，这些情况在变压器运行时就会产生震动，发出强烈且不均匀的异 油位异常的表现有以下几点：（Ｉ）变压器油位计油位过高。当变压器负载运行时，随着油温的升 响。 油的体积也会不断膨胀，若油位过高就容易产生溢油。 （５）变压器内有绝缘击穿或接头接触不良等故障，就会因为故障点 高，（２）变压器油位计油位过低。随环境温度的影响，若气温过低会使变 放电打火而发出“噼啪”的声响。 （６）电力系统出现过电压时，例如电力系统发生铁磁谐振会使变压 压器的油位下降。当油位降到—个低点时会造成瓦斯的保护误动。而当 变压器油过少时，就会使变压器的内部线圈从油中露出，导致变压器绝 器发出—会粗—会细的响声。 缘损坏或发生击穿；若是处于备份的变压器会因内部线圈长期暴露在 （７）大雾阴雨天气等气候引起变压器瓷套管的放电产生异响。 油外，吸收了潮气导致线圈的绝缘性能下降。另外，因绝缘材料的老化 ２＿２变压器油变质劣化 油是一种可流动的液体。当变压器内充满油后，油能浸满变压器的 造成长期渗油或是因检修需要多次取油样放油后没有及时补油，都会 每个角落将器箱内的空气排出，避免内部金属氧化，还能保持变压器内 造成油位过低。（３）变压器油位计出现假油位现象。变压器的油温是随着环境和负 木质材料和纸质材料原始的物理『生和化学性，从而增加了变压器的绝 但油位计中的油位却 缘强度。Ｊｉｌｌ－变压器油还要具有很好的散热陛。除以匕所诉的要求外， 载的变化而变化的。倘若变压器的油温发生变化，没有跟随发生变化，那么就说明是假油位现象。一般可能出现这种状况 运行的变压器油还应有的主要性能指标如表１所示。 防爆管排气孔堵塞或油枕呼吸器堵塞等。 变压器在运行中，空气可能会使变压器油受潮氧化。当变压器油受 的原因是油标管堵塞、２．５变压器分接开关异常 潮氧化后产生了一些具有酸Ｉ生的氧化物对金属有一定的腐蚀性。而变 变压器有载分接开关是一种能在励磁状态下改变分接位置的装 压器运行中温度的升高还会使油质加速变质劣化。变压器油变质劣化 后，它的耐压强度也会下降从而导致变压器整体绝缘强度下降，使变压 置。它能在不切断负载的情况下，通过改变有效匝数来实现调压的目 的。要是变压器的分接开关出现异常会直接影响变压器的正常运行。变 器容易出现故障。 压器分接开关异常有以下几种原因： ２．３正常工作方式下变压器油温持续升高 （１）分接开关内触头发热。变压器调压太频繁会导致触头的污染和 正常腈况下变压器的油温是相对稳定的。根据ＤＩ／ｒ５７２—９５《变压 使动静触头间的接触弹簧压力降低，最终导致分接开关损 器运行规程》规定油浸式变压器上层油温不许超过９５℃，一般不准超过 机械的磨损， （下转２３６页） ８５￣Ｃ。所以油温要是莫名持续升高，就必须引起我们的注意。可能产生 坏。６ 《Ｏ．∞ ・２３６・ 工程科技 （拱顶水土压力＋管道中的压力损失＋侧向水土压力）×１．２５ 最小的注浆注入压力为： （拱顶水土压力＋管道中的压力损失＋侧向水土压力）×０．７５ 实际操作过程中，可根据以上理论计算所得结果分别设定１、２，３、 （２）注浆量的控制。壁后注浆的注入量受浆液向土体中的渗透、泄 ４、５、６点的注浆压力。 露损失（浆液流到注入区域之外）、超挖、壁后注浆所用浆液的种类等多 （２）注浆压力的控制。在注浆过程中，注浆压力过大，管壁外面土层 种因素的影响。虽然这些因素的影响程度目前尚在探索，但控制注入量 将会被浆液扰动而造成后期地层沉降及隧道本身的沉降，并易造成跑 多少的基本原则是不变的，就是要保证有足够的浆液能很好的填充管 浆；而注浆压力过小，浆液填充速度过慢，填充不充足，会使地表变形增 片与地层之间的空隙。 大，北京直径线同步注浆同时对盾尾预置的６个注浆孔进行压注，在每 由于北京盾构直径线始发端头加固后地层空隙率很小，故实际的 个注浆孑Ｌ出口设置分压器，以便对各注浆孔的注浆压力和注浆量进行 注浆量为理论的１３０％～１８０ｏ７ｏ，施工中如果发现注入量持续增多时，必 检测与控制，从而保证对管片背后的注浆操作是对称均匀的，从而保证 须检查是否有漏失等因素。而注入量低于预定注人量时，可以考虑是注 了盾构掘进的顺利施工。 ， 入浆液的配比、注入时期、盾构推进速度过陕或出现故障所致，必须认 ３．４注浆设备 真检查采取相应的措施，一般可采取加大注浆压力或在盾构掘进后进 为满足北京铁路盾构直径线盾构的掘进施工，并结合类似工程所 行补浆。 配备的注浆设备，公司采用由供料、配料、搅拌、电气控制及钢结构部件 ３．３．２注浆压力。（１）注浆压力的确定。北京铁路盾构直径线泥水盾 组成的混凝土搅拌站系统。（见图３） 构机在盾尾处设有六个浆液注入点，盾尾同步注浆的压力因浆液注入 该设备骨配料部分采用混凝土配料机，装载机上料，电子秤计量； 点位置的不同而不同。其注浆注入点示意图如图２。 水泥、粉煤灰由水泥及粉煤灰仓储存，螺旋机输送，电子秤计量；水由水 经计算得出盾构拱顶水土压力，管道中的压力损失在盾构机厂内 箱或蓄水池储存（自备），水泵供水，该站整体结构简单，各物料的计量 组装时已测定，则１、２点处注浆压力理论计算值为 均采用称量方式，保证了施工质量及成本的控制，整个配料与搅拌全过 拱顶水土压力＋管道中的压力损失 程由电气控系统自动完成（也可手控），可随时调整，工作可靠性高，并 最大注入压力为 为施工带来方便及人力资源的节约，值得推广利用。 （拱顶水土压力＋管道中的压力损失）Ｘ １．２５ 参考文献 最小注入压力为 ｆＩ￣ＤＭＩＮ．北京地铁盾构同步注浆及其材料的研充 （拱顶水土压力＋管道中的压力损失）Ｘ ０．７５ 【２］肖雄飞，李玲．聚合物水泥砂浆的应用性分析． ３、４、５、６点处注浆压力理论计算值为 『３ 立军．聚合物水泥砂浆的研究及应用． 拱顶水土压力＋管道中的压力损失＋侧向水土压力 综上所述， 『４］盾构始发技术． 最大的注浆注入压力为： ［５Ｎ道盾构同步注浆原理分析． 质系数０￣－２、施工损耗系数仅３和超挖系数０／．４。 贝０ ０／．＝１＋０／．１＋ ２＋０【３＋ＯＬ４ 每环实际注浆量可根据地层和施工损耗等情况选取相应的注入 率。 （上接１ ２１页） （２）分接开关接触不良，因有较大的短路电流冲击 等进行仔细检查并做 己录。做到实时了解和掌握变压器的运行状况， 造成分接开关损坏。 以便及时发现故障并解决，争取在初始阶段就把故障消除。在巡视维护 （３）分接开关分接位置错误。在调档时，由于分接头的位置接触错 中，若发现变压器有异响或器身温度一直很高时，我们要对变压器是否 误导致分接开关的烧毁。 在进行超负荷运行及变压器冷却装置的运行状况进行检查。如果变压 （４）分接开关室渗油。变压器油和分接开关油是存在两个独立的容 器是在超负荷运行，我们就要立刻减轻变压器的负荷。在变压器的负荷 器内。要是分接开关的油渗入了变压器内会引起变压器的故障。 减轻之后，要是异响或器身温度依然缓解，这时就要立刻让变压器停止 （５）分接开关油质劣化。分接开关在操作时会有电弧的产生使得油 运行，对变压器的内部进行检查。主要进行直流电阻和绝缘电阻的检 质劣化，造成分接开关的绝缘下降。分接开关油又是分接开关最基本的 查。若经直流电阻和绝缘电阻的检查发现变压器内部有故障时，就应对 绝缘，一旦油绝缘破坏也会造成分接开关的损坏。 变压器进行吊芯检修。在变压器运行中要是发现油位过高就应适当放 ２．６继电保护发生动作 油，要是油位过低就应适当补油。当发现变压器有放电声并且电流表随 变压器内部要是出现故障一般通过继电保护动作表现出来。瓦斯 着声音摆动，这现象说明变压器的分接开关可能发生故障。经分析鉴定 保护又是变压器的主要保护，它的结构简单而且灵敏度高。变压器的内 要是分接开关档位故障，我们要将分接开关切换到完好的档位使用。除 部故障瓦斯保护大多数都能监视到，其中轻瓦斯与重瓦斯分别作用于 日常检查外，每隔一段时间都要让变压器停止运行，对瓷瓶绝缘子及有 信号与跳闸。现将引起变压器瓦斯保护动作的原因进行简述。 关附属设 茳行清洁。此外对变压器的运行环境也要做到定期检查，确 （１）变压器在换油或补油时，空气进入了变压器。在变压器投入运 保变压器室通风良好门窗完整。 行后，空气逐渐上升至瓦斯顶端，使瓦斯内的油位下降从而引发瓦斯保 结束语 护动作。 至工作以来本人一直从事电力设备的维修维护＿［作，结合几年来 （２）ｇＮ温度骤降使变压器油体积缩小油位下降，或是变压器存在 工作实践总结，我对变压器容易发生故障的原因及处理的方法作了简 严重漏油使油位降低，从而引起瓦斯的保护动作。 要的分析论述。在实际判断变压器故障时，只通过变压器的声音、温度 （３）瓦斯继电器中的二次回路发生故障，例如接线端子排短Ｎ－＃造 及外观等进行判断是不够的，还必须结合变压器异常现象和相应电气 ｅ成瓦斯保护动作。 试验等进行 合分析考虑，才能做出准确判断并制定出一套合理可行 （４）变压器内部短路放电导致绝缘材料或变压器油分解产生气体， 的处理方法。然而变压器的故障原因涉及诸多的因素，本文并不能全部 引起瓦斯保护动作。 涵盖。希望通过本文能给大家提供一些参考与帮助，让今后处理变压器 ３变压器的日常维护及故障处理方法 故障的效率有所提高。 变压器在安装完成投入运行后，按变压器运行规程规定，每年都要 参考文献 进行一次预防『生试验及取油样试验。经取油样试验后，若油质合格就可 【１］吕千．进网作业电工培训教材（上下册）ｌＭ１．沈阳：辽宁科学技术出版 以继续使用；若发现变压器油质不合格时，我们要立即对变压器油进行 社．２００６． 过滤净化、干燥及再生处理，使其达标恢复到原来良好ｌ生能后再继续使 ［２］袁季修．电力系统安全稳定控制『Ｍ１．北京：中国电力出版社，１９９６． 用。在日常的维护工作中，要做到定期巡视检查，并对变压器有无异常 ［３】陈化钢．电力设备预防性试验方法ｌ Ｍ１．北京：中国科学技术出版社， 音、器身温度、油位计中油位的高低以及变压器母线和接线端子连接点 ２００１