论文部分内容阅读
【摘 要】变压器是电力系统的重要设备，运行中的变压器由于各种原因造成各种故障；运用正确诊断方法，才能提高检测效率，得到准确的检验结果，对变压器针对性维护修理，更有利于变压器安全运行。
【关键词】变压器结构；运行原理；故障诊断；修理
前言
变压器故障诊断和修理前要先了解变压器结构和变压器运行原理，变压器是由外壳、变压器油、硅钢片铁芯、绕组线卷、分接开关、高低压瓷瓶、油位计、储油柜、测温元件等构成。变压器运行通过电磁耦合关系，将一次电能传输到二次侧去，向变压器输入功率就等于变压器向负载输出功率，变压器一、二次电压与一、二次绕组匝数成正比，电压高、线卷匝数多；电压低、线卷匝数少。变压器一、二次电流与一、二次绕组匝数成反比，例如：高压绕组匝数多，电流小；低压绕组匝数小，电流大。在变压器故障诊断时通常根据直流电阻的变化，电压、电流的变化，并依次为依据来分析绕组匝数的变化。
1 电力变压器的常见故障
1.1 声音变化
变压器在运行的过程中，发出具有稳定性、连续性及均匀性的嗡嗡声，该声音即为交流电磁声，如果出现各种异常，如有杂音、声音驳杂、没有规律等，则说明变压器出现故障，具体情况有以下几种：（1）声音变大变压器的声音变大的原因一般为电网存在过电压的情况下，出现单相接地故障；（2）杂音如果变压器声音变大，且伴随着加多的杂音，一般为变压器夹件松动，或者是将铁芯进行压紧的螺栓出现松动现象，导致杂音的出现；（3）声音加重沉闷变压器在满负荷运行，或有大功率设备运行时，变压器的声音会有所加重，且较为沉闷，可以适当调整变压器的负荷；（4）爆炸声如果变压器发出噼啪的爆炸声，油位升高，温度也大幅升高，应该考虑为变压器内部短路或者外部的开关存在接触不良的问题，应及时断电并深入检查，排除故障。
1.2 颜色及气味异常
电力变压器颜色及气味异常的具体原因有以下几点：（1）高压套管的连接位置出现松动或者其接触面存在较为严重的氧化现象，接头发热，温度极高，导致其颜色变为焦黄色；（2）高压套管表面被污垢覆盖、断裂、损害或者釉质剥落，造成套管表面出现闪络现象，而烧毁套管，出现刺激性气味；气体进入到气体继电器的内部。
1.3 油温变化
变压器油温出现异常变化的原因可以分为以下几种：（1）内部短路变压器内部出现，包括绕组芯线短路、相间短路，或者铁芯两点接地等情况，会出现变压器温度升高，甚至引起瓦斯或者引发变压器的差动保护动作。（2）散热器阀门闭合或散热器损毁当散热器阀门处于闭合状态或散热器受到损毁时，变压器油的循环散热受到阻碍，热量聚集，导致温度升高。如果温度超过85℃，应先考虑温度表指示数据的准确性，确认变压器冷却系统的工作状态，核对温度记录等，将散热器换新，确认散热器阀门是否处在开启状态；（3）变压器严重漏油该情况也会引起变压器油温异常变化，应在日常运营中强化检察工作，保障设备运行的安全性及稳定性。
2 相关诊断方案
变压器故障大致可以分为外部故障及内部故障，外部故障的因素包括油箱损害漏油、冷却系统失灵等，而内部故障的因素则包括温度升高、负荷过大、设备自身的性能特点等。需进行相应的检查，在检查的过程中，应在保障经济效益，降低成本及安全性的前提下，结合实际情况，充分利用先进的检查技术，准确诊断故障，积极进行修复。另外在变电站的日常运营中，应强化设备管理，做好日常检查及检修维护工作，将结果记录在案，并建档，妥善保存。
3 变压器修理
变压器故障诊断后对变压器进行修理；一般分铁芯部分和线卷绕组部分修理；
3.1 对铁芯修理
变压器线卷套近铁芯，当低压线卷对铁芯短路，变压器被雷电击爆炸都有可能烧坏铁芯，造成低压线与硅钢片烧熔粘连在一起，严重时烧窝铁芯，硅钢片粘在一起，铁芯短路。好的硅钢片表面有一层薄的绝缘层，片与片之间的绝缘电阻值有几十欧姆，起到隔离涡流；片间绝缘对于高压负荷来说则为通路；片间电阻变小，甚至短路，将影响层间电流，空载损耗增大，铁芯过热。对硅钢片烧伤、烧熔点处理，用手提角磨砂轮机轻磨烧伤粘连的硅片，使硅片分离，去掉边缘毛刺擦干净铁粉后，将硅钢片切口一周涂上绝缘漆，烘干后按铁芯叠装工艺组装。对于铁芯叠片局部生锈或绝缘漆皮、氧化膜层脱落，可拆下这部分叠片补涂硅钢片漆，使片间有良好的绝缘层；对于原硅钢片质量有问题，表面不平度大，凹凸不平小坑密布，片间绝缘较差又无法修复时更换这部分铁芯叠片。
3.2 对绕组线卷修理：
（1）如果变压器过载使用绕组线卷绝缘老化、绝缘纸变脆、甚至碳化，对这类变压器修理即使有一、二相未烧，也要换完三相高、低压绕组，如果不换老化绕组，由于绝缘材料变脆、耐压降低，随时都有可能发生匝间短路或层间短路，烧坏变压器，危及电网安全。
（2）对雷击或其它事故造成损坏绕组可采用更换故障相绕组，对绕组的修理应选用同样规格的漆包线或同样规格纸包线或玻璃丝包线，保证绕制的线卷线径、匝数与原装一样，使各相直流电阻在误差允许的范围；线卷绕制时层间放3张K12电缆纸作为层间绝缘，线卷绕制好后要浸绝缘漆烘干提高耐压和增加强度，把绕制好烘干的线卷装入铁芯柱，叠片夹紧，焊接引线，组装好的变压器要进行联结组别测定，绕组首末端的标号，绕组的绕向，绕组的连接方式正确；直流电阻测试，判断匝数、线径是否一样；电压比测试，检测分接开关抽头是否正确；试验合格后放入烘房烘干，烘房温度一般恒温在100℃左右，连烘12小时后，摇测高对低，高对地，低对地绝缘电阻2500兆欧以上而且稳定，吊芯装入箱体，加注径过滤后耐压42KV不击穿和闪烙，酸、碱性化验合格的变压器油。
4 检测试验
经过修理的变压器试验合格后才能交给用户使用，检测项目有： （1）外观检查没有渗漏油。
（2）高低压线卷直流电阻测试相间电阻差值与三相平均值比值不大于4﹪.
（3）摇表检测高对低，低对地，高对地绝缘电阻大于1000兆欧以上。
（4）电压比试验：用三相调压器在高压侧输入400伏时ab、ac、bc线间电压为16伏，a0、b0、c0相电压9.2伏。
（5）线卷绝缘电阻和吸收比试验，吸收比R60/R15吸收比应大于1.3此试验是检查变压器绝缘特性。
（6）泄漏电流试验，变压器泄流测量应在25﹪、50﹪、75﹪、100﹪试验电压上读泄漏电流值。
（7）空载电流试验：高压侧开路，在低压侧经三相调压器接入电压，测量Ia、Ib、Ic电流，正常变压器Ia、Ic电流相等Ib电流偏低，如果三相电流偏大，是变压器铁芯叠片交接不好，如果各相电流相差太大，绕组线卷有故障应重新检修。
（8）外施工频耐压试验：试验前测量变压器绝缘电阻、变压器油试验，吸收比试验和介质损耗试验，全部合格后才可做耐压试验，如果是10KV电压变压器试验电压是30KV，监视和控制试验时间1min，只有耐压试验合格，才能保证变压器安全可靠运行。
5 结语
电压器的故障类型及原因较多，对其的诊断与检修是一项专业性较强的工作，不能狭隘的理解设备的理论结果及相关规范，还需要全面掌握变压器的各项性能、参数等，熟悉其运行方式，便于进行故障的判断。本文仅仅从一般的角度分析了电力变压器常见故障的表现、出现的原因，及相关检修措施，实际工作中，还需要检修人员根据实际情况及多方因素，将理论结合实际，综合分析，准确的判断故障情况，及时进行检修，保障电力系统安全稳定的运行。
参考文献：
[1]黄献涛.浅谈变压器运行中异常现象的检修与维护[J].江苏电机工程，2009（05）.
[2]曹小虎，曹小龙，周斌，徐今强，梁晓焱.一台110kV变压器故障诊断[J].华中电力，2009（04）.
[3]尹彦民，聂振勇，丛曼颖.电力变压器绝缘故障及防范措施[J].东北电力技术.2010（03）.
[4]叶斌斌，俞凤金.电力变压器状态检修探讨[J].中国高新技术企业，2009（13）.
【关键词】变压器结构；运行原理；故障诊断；修理
前言
变压器故障诊断和修理前要先了解变压器结构和变压器运行原理，变压器是由外壳、变压器油、硅钢片铁芯、绕组线卷、分接开关、高低压瓷瓶、油位计、储油柜、测温元件等构成。变压器运行通过电磁耦合关系，将一次电能传输到二次侧去，向变压器输入功率就等于变压器向负载输出功率，变压器一、二次电压与一、二次绕组匝数成正比，电压高、线卷匝数多；电压低、线卷匝数少。变压器一、二次电流与一、二次绕组匝数成反比，例如：高压绕组匝数多，电流小；低压绕组匝数小，电流大。在变压器故障诊断时通常根据直流电阻的变化，电压、电流的变化，并依次为依据来分析绕组匝数的变化。
1 电力变压器的常见故障
1.1 声音变化
变压器在运行的过程中，发出具有稳定性、连续性及均匀性的嗡嗡声，该声音即为交流电磁声，如果出现各种异常，如有杂音、声音驳杂、没有规律等，则说明变压器出现故障，具体情况有以下几种：（1）声音变大变压器的声音变大的原因一般为电网存在过电压的情况下，出现单相接地故障；（2）杂音如果变压器声音变大，且伴随着加多的杂音，一般为变压器夹件松动，或者是将铁芯进行压紧的螺栓出现松动现象，导致杂音的出现；（3）声音加重沉闷变压器在满负荷运行，或有大功率设备运行时，变压器的声音会有所加重，且较为沉闷，可以适当调整变压器的负荷；（4）爆炸声如果变压器发出噼啪的爆炸声，油位升高，温度也大幅升高，应该考虑为变压器内部短路或者外部的开关存在接触不良的问题，应及时断电并深入检查，排除故障。
1.2 颜色及气味异常
电力变压器颜色及气味异常的具体原因有以下几点：（1）高压套管的连接位置出现松动或者其接触面存在较为严重的氧化现象，接头发热，温度极高，导致其颜色变为焦黄色；（2）高压套管表面被污垢覆盖、断裂、损害或者釉质剥落，造成套管表面出现闪络现象，而烧毁套管，出现刺激性气味；气体进入到气体继电器的内部。
1.3 油温变化
变压器油温出现异常变化的原因可以分为以下几种：（1）内部短路变压器内部出现，包括绕组芯线短路、相间短路，或者铁芯两点接地等情况，会出现变压器温度升高，甚至引起瓦斯或者引发变压器的差动保护动作。（2）散热器阀门闭合或散热器损毁当散热器阀门处于闭合状态或散热器受到损毁时，变压器油的循环散热受到阻碍，热量聚集，导致温度升高。如果温度超过85℃，应先考虑温度表指示数据的准确性，确认变压器冷却系统的工作状态，核对温度记录等，将散热器换新，确认散热器阀门是否处在开启状态；（3）变压器严重漏油该情况也会引起变压器油温异常变化，应在日常运营中强化检察工作，保障设备运行的安全性及稳定性。
2 相关诊断方案
变压器故障大致可以分为外部故障及内部故障，外部故障的因素包括油箱损害漏油、冷却系统失灵等，而内部故障的因素则包括温度升高、负荷过大、设备自身的性能特点等。需进行相应的检查，在检查的过程中，应在保障经济效益，降低成本及安全性的前提下，结合实际情况，充分利用先进的检查技术，准确诊断故障，积极进行修复。另外在变电站的日常运营中，应强化设备管理，做好日常检查及检修维护工作，将结果记录在案，并建档，妥善保存。
3 变压器修理
变压器故障诊断后对变压器进行修理；一般分铁芯部分和线卷绕组部分修理；
3.1 对铁芯修理
变压器线卷套近铁芯，当低压线卷对铁芯短路，变压器被雷电击爆炸都有可能烧坏铁芯，造成低压线与硅钢片烧熔粘连在一起，严重时烧窝铁芯，硅钢片粘在一起，铁芯短路。好的硅钢片表面有一层薄的绝缘层，片与片之间的绝缘电阻值有几十欧姆，起到隔离涡流；片间绝缘对于高压负荷来说则为通路；片间电阻变小，甚至短路，将影响层间电流，空载损耗增大，铁芯过热。对硅钢片烧伤、烧熔点处理，用手提角磨砂轮机轻磨烧伤粘连的硅片，使硅片分离，去掉边缘毛刺擦干净铁粉后，将硅钢片切口一周涂上绝缘漆，烘干后按铁芯叠装工艺组装。对于铁芯叠片局部生锈或绝缘漆皮、氧化膜层脱落，可拆下这部分叠片补涂硅钢片漆，使片间有良好的绝缘层；对于原硅钢片质量有问题，表面不平度大，凹凸不平小坑密布，片间绝缘较差又无法修复时更换这部分铁芯叠片。
3.2 对绕组线卷修理：
（1）如果变压器过载使用绕组线卷绝缘老化、绝缘纸变脆、甚至碳化，对这类变压器修理即使有一、二相未烧，也要换完三相高、低压绕组，如果不换老化绕组，由于绝缘材料变脆、耐压降低，随时都有可能发生匝间短路或层间短路，烧坏变压器，危及电网安全。
（2）对雷击或其它事故造成损坏绕组可采用更换故障相绕组，对绕组的修理应选用同样规格的漆包线或同样规格纸包线或玻璃丝包线，保证绕制的线卷线径、匝数与原装一样，使各相直流电阻在误差允许的范围；线卷绕制时层间放3张K12电缆纸作为层间绝缘，线卷绕制好后要浸绝缘漆烘干提高耐压和增加强度，把绕制好烘干的线卷装入铁芯柱，叠片夹紧，焊接引线，组装好的变压器要进行联结组别测定，绕组首末端的标号，绕组的绕向，绕组的连接方式正确；直流电阻测试，判断匝数、线径是否一样；电压比测试，检测分接开关抽头是否正确；试验合格后放入烘房烘干，烘房温度一般恒温在100℃左右，连烘12小时后，摇测高对低，高对地，低对地绝缘电阻2500兆欧以上而且稳定，吊芯装入箱体，加注径过滤后耐压42KV不击穿和闪烙，酸、碱性化验合格的变压器油。
4 检测试验
经过修理的变压器试验合格后才能交给用户使用，检测项目有： （1）外观检查没有渗漏油。
（2）高低压线卷直流电阻测试相间电阻差值与三相平均值比值不大于4﹪.
（3）摇表检测高对低，低对地，高对地绝缘电阻大于1000兆欧以上。
（4）电压比试验：用三相调压器在高压侧输入400伏时ab、ac、bc线间电压为16伏，a0、b0、c0相电压9.2伏。
（5）线卷绝缘电阻和吸收比试验，吸收比R60/R15吸收比应大于1.3此试验是检查变压器绝缘特性。
（6）泄漏电流试验，变压器泄流测量应在25﹪、50﹪、75﹪、100﹪试验电压上读泄漏电流值。
（7）空载电流试验：高压侧开路，在低压侧经三相调压器接入电压，测量Ia、Ib、Ic电流，正常变压器Ia、Ic电流相等Ib电流偏低，如果三相电流偏大，是变压器铁芯叠片交接不好，如果各相电流相差太大，绕组线卷有故障应重新检修。
（8）外施工频耐压试验：试验前测量变压器绝缘电阻、变压器油试验，吸收比试验和介质损耗试验，全部合格后才可做耐压试验，如果是10KV电压变压器试验电压是30KV，监视和控制试验时间1min，只有耐压试验合格，才能保证变压器安全可靠运行。
5 结语
电压器的故障类型及原因较多，对其的诊断与检修是一项专业性较强的工作，不能狭隘的理解设备的理论结果及相关规范，还需要全面掌握变压器的各项性能、参数等，熟悉其运行方式，便于进行故障的判断。本文仅仅从一般的角度分析了电力变压器常见故障的表现、出现的原因，及相关检修措施，实际工作中，还需要检修人员根据实际情况及多方因素，将理论结合实际，综合分析，准确的判断故障情况，及时进行检修，保障电力系统安全稳定的运行。
参考文献：
[1]黄献涛.浅谈变压器运行中异常现象的检修与维护[J].江苏电机工程，2009（05）.
[2]曹小虎，曹小龙，周斌，徐今强，梁晓焱.一台110kV变压器故障诊断[J].华中电力，2009（04）.
[3]尹彦民，聂振勇，丛曼颖.电力变压器绝缘故障及防范措施[J].东北电力技术.2010（03）.
[4]叶斌斌，俞凤金.电力变压器状态检修探讨[J].中国高新技术企业，2009（13）.