在交流電路中，將電壓升高或降低的設(shè)備叫變壓器，變壓器能把任一數(shù)值的電壓轉(zhuǎn)變成頻率相同的我們所需的電壓值，以滿足電能的輸送，分配和使用要求。工作人員可以隨時(shí)通過對(duì)聲音、振動(dòng)、氣味、變色、溫度及其它現(xiàn)象的變化來判斷變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，分析事故發(fā)生的原因、部位及程度。在日常工作生產(chǎn)中，總是會(huì)有各種各樣的問題導(dǎo)致變壓器損壞或不能正常使用，而變壓器長期工作在異常工況下，會(huì)導(dǎo)致其機(jī)械結(jié)構(gòu)法傷損壞，影響安全生產(chǎn)。

變壓器故障的判斷

01

聲音

正常運(yùn)行時(shí)，由于交流電通過變壓器繞組，在鐵芯里產(chǎn)生周期性的交變磁通，引起電鋼片的磁致伸縮，鐵芯的接縫與疊層之間的磁力作用以及繞組的導(dǎo)線之間的電磁力作用引起振動(dòng)，發(fā)出平均的“嗡嗡”響聲。如果產(chǎn)生不均勻響聲或其它響聲，都屬不正常現(xiàn)象。

(1)若音響比平常增大而均勻時(shí)，則一種可能是電網(wǎng)發(fā)生過電壓，另一種也可能是變壓器過負(fù)荷，在大動(dòng)力設(shè)備(如大型)，負(fù)載變化較大，因五次諧波作用，變壓器內(nèi)瞬間發(fā)出“哇哇”聲。此時(shí)，再參考電壓與電路表的指示，即可判斷故障的性質(zhì)。然后，根據(jù)具體情況改變電網(wǎng)的運(yùn)行方式與減少變壓器的負(fù)荷，或停止變壓器的運(yùn)行等。

(2)音響較大而噪雜時(shí)，可能是變壓器鐵芯的問題。例如，夾件或壓緊鐵芯的螺釘松動(dòng)時(shí)，儀表的指示一般正常，絕緣油的顏色、溫度與油位也無大變化，這時(shí)應(yīng)當(dāng)停止變壓器的運(yùn)行進(jìn)行檢查。

(3)音響中夾有放電的“吱吱”聲時(shí)，可能是變壓器或套管發(fā)生表面局部放電。如果是套管的問題，在氣候惡劣或夜間時(shí)，還可見到電暈輝光或藍(lán)色、紫色的小火花，此時(shí)應(yīng)清除套管表面的臟污，再涂上硅油或硅脂等涂料。如果是器身的問題，把耳朵貼近變壓器的油箱，則會(huì)聽到變壓器內(nèi)部由于有局部或電接觸不良而發(fā)出的“吱吱”或“噼啪”的聲，且此聲音隨離故障部位遠(yuǎn)近而變化。若站在變壓器跟前就可聽到“噼啪”聲音，有可能接地不良或未接地的金屬部分靜電放電。此時(shí)，要停止變壓器運(yùn)行，檢查鐵芯接地與各帶電部位對(duì)地的距離是否符合要求。

(4)若音響中夾有水的沸騰聲時(shí)，可能是繞組有較嚴(yán)重的故障，使其附近的零件嚴(yán)重發(fā)熱。分接開關(guān)的接觸不良而局部點(diǎn)有嚴(yán)重過熱，必會(huì)出現(xiàn)這種聲音。此時(shí)，應(yīng)立即停止變壓器的運(yùn)行，進(jìn)行檢修。

(5)當(dāng)音響中夾有爆裂聲，既大又不均勻時(shí)，可能是變壓器的器身絕緣有擊穿現(xiàn)象。此時(shí)，也應(yīng)立即停止變壓器的運(yùn)行，進(jìn)行檢修。

(6)音響中夾有連續(xù)的、有規(guī)律的撞擊或磨擦聲時(shí)，可能是變壓器的某些部件因鐵芯振動(dòng)而造成機(jī)械接觸。如果發(fā)生在油箱外壁上油管或電線處，可用增加其間距或增強(qiáng)固定來解決。另外，冷卻風(fēng)扇，輸油泵的軸承磨損及滾珠軸承有裂紋，也會(huì)出現(xiàn)機(jī)械磨擦的聲音。

02

氣味、顏色

變壓器內(nèi)部故障及各部件過熱將引起一系列的氣味、顏色的變化。

(1)瓷套管端子的緊固部分松動(dòng)，表面接觸過熱氧化，會(huì)引起變色和異常氣味。

(2)變壓器漏磁的斷磁能力不好及磁場分布不均勻，引生渦流，也會(huì)使油箱各部分的局部過熱引起油漆變色。

(3)瓷套管污損產(chǎn)生電暈，會(huì)發(fā)出奇臭味，冷卻風(fēng)扇，油泵燒毀會(huì)發(fā)出燒焦氣味。

(4)吸濕計(jì)變色是吸潮過度，墊圈損壞，進(jìn)入其油室的水量太多等原因造成的。

03

溫度

(1)變壓器的很多故障都伴隨著急劇的溫升，對(duì)運(yùn)行中的變壓器，應(yīng)經(jīng)常檢查套管各個(gè)端子和母線或電纜的連接是否緊密，有無發(fā)熱跡象。

(2)過負(fù)載、環(huán)境溫度超過規(guī)定值，冷卻風(fēng)扇和輸油泵出現(xiàn)故障，散熱器閥門忘記打開，漏油引起油量不足，溫度計(jì)損壞以及變壓器內(nèi)部故障等會(huì)使溫度計(jì)上的讀數(shù)超過運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的允許溫度。

以上所述的依據(jù)對(duì)聲音、振動(dòng)、氣味、變色、溫度現(xiàn)象對(duì)變壓器事故的判斷，只能作為現(xiàn)場直觀的初步判斷。因?yàn)椋儔浩鞯膬?nèi)部故障不僅是單一方面的直觀反映，它涉及諸多因素，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)假象。因此，必須進(jìn)行測量并做綜合分析，才能準(zhǔn)確可靠地找出故障原因，判明事故性質(zhì)，提出較完備的合理的處理方法。

變壓器故障處理方法 01

在日常作業(yè)中處理變壓器短路事故，都是要通過檢查、試驗(yàn)找出問題實(shí)質(zhì)所在。變壓器在遭受突發(fā)短路時(shí)，高低壓側(cè)都將受很大的短路電流，在斷路器來不及斷開的短時(shí)間內(nèi)，短路電流產(chǎn)生與電流平方成正比的電動(dòng)力將作用于變壓器的繞組，此電動(dòng)力可分為輻向力和軸向力。

在短路時(shí)，作用在繞組上的輻向力將使高壓繞組受到張力，低壓繞組受到壓力。由于繞組為圓形，圓形物體受壓力比受張力更容易變形，因此，低壓繞組更易變形。在突發(fā)短路時(shí)產(chǎn)生的軸向力使繞組壓縮和使高低壓繞組發(fā)生軸向位移，軸向力也作用于鐵芯和夾件。

因此，變壓器在遭受突發(fā)短路時(shí)，最容易發(fā)生變形的是低壓繞組和平衡繞組，然后是高中壓繞組、鐵芯和夾件。變壓器短路事故后的除了檢查主要的繞組、鐵芯、夾件以及其它部位，在處理過程中還應(yīng)注意相關(guān)的一系列問題：

?繞組的檢查與試驗(yàn)

由于變壓器短路時(shí)，在電動(dòng)力作用下，繞組同時(shí)受到壓、拉、彎曲等多種力的作用，其造成的故障隱蔽性較強(qiáng)，也是不容易檢查和修復(fù)的，所以短路故障后應(yīng)重點(diǎn)檢查繞組情況。

?變壓器直流電阻的測量

根據(jù)變壓器直流電阻的測量值，來檢查繞組的直流電阻不平衡率及與以往測量值相比較，能有效地考察變壓器繞組受損情況。

例如，某臺(tái)變壓器短路事故后低壓側(cè)C向直流電阻增加了約10％，由此判斷繞組可能有新股情況，最后將繞組吊出檢查，發(fā)現(xiàn)C相繞組斷1股。

?變壓器繞組電容量的測量

繞組的電容由繞組匝間、層間及餅間電容和繞組發(fā)電容構(gòu)成。此電容和繞組與鐵芯及地的間隙、繞組與鐵芯的間隙、繞組匝間、層間及餅間間隙有關(guān)。當(dāng)繞組變形時(shí)，一般呈“S”形的彎曲，這就導(dǎo)致繞組對(duì)鐵芯的間隙距離變小，繞組對(duì)地的電容量將變大，而且間隙越小，電容量變化越大，因此繞組的電容量可以間接地反映繞組的變形程度。

?吊罩后的檢查

變壓器吊罩后，如果檢查出變壓器內(nèi)部有熔化的銅渣、鋁渣或高密度電纜紙的碎片，則可以判斷繞組發(fā)生了較大程度的變形和斷股等，另外，從繞組墊塊移位、脫落、壓板等位、壓釘位移等也可以判斷繞組的受損程度。

?鐵芯與夾件的檢查

變壓器的鐵芯應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，鐵芯的機(jī)械強(qiáng)度是靠鐵芯上所有夾緊件的強(qiáng)度與其連接件來保證的。當(dāng)繞組產(chǎn)生電動(dòng)力時(shí)，繞組的軸向力將被夾件的反作用力抵消，如果夾件、拉板的強(qiáng)度小于軸向力時(shí)，夾件、拉板和繞組將受到損壞。因此，應(yīng)特別仔細(xì)檢查鐵芯、夾件、拉板及其連接件的狀況，檢查一下情況：

① 檢查鐵芯上鐵軛芯片是否有上下竄動(dòng)情況；

② 應(yīng)測量穿芯螺桿與鐵芯的絕緣電阻，檢查穿芯螺桿外套是否受損，檢查拉板、拉板連接件是否損壞；

③ 在變壓器短路時(shí)，壓板與夾件之間可能發(fā)生位移，使壓板與壓釘上鐵軛的接地連接片拉斷或過電流燒損。所以對(duì)于繞組壓板，除了檢查壓釘、壓板的受損外，還應(yīng)檢查繞組與壓釘及上鐵軛的接地連接是否可靠。

?變壓器油及氣體的分析

變壓器遭受短路沖擊后，在氣體繼電器內(nèi)可能會(huì)積聚大量氣體，因此在變壓器事故后可以取氣體繼電器內(nèi)的氣體和變壓器內(nèi)部的油進(jìn)行化驗(yàn)分析，即可判斷事故的性質(zhì)。

變壓器故障預(yù)防措施 01

對(duì)變壓器進(jìn)行短路試驗(yàn)，防止故障發(fā)生

變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性及可靠性不僅取決于出廠商生產(chǎn)制造時(shí)的工藝水平，并且還與運(yùn)行人員對(duì)其進(jìn)行的試驗(yàn)、維護(hù)、檢修相關(guān)，因此我們對(duì)變壓器進(jìn)行各類預(yù)防性試驗(yàn)是十分有必要的。為了防止變壓器短路，對(duì)其機(jī)械的穩(wěn)定性有一定的把握，我們可以進(jìn)行變壓器短路試驗(yàn)，這里需要用到的儀器是HTRS-V變壓器容量及空負(fù)載測試儀，通過試驗(yàn)我們可以增加對(duì)其結(jié)構(gòu)性能的了解，并改善變壓器的一些薄弱環(huán)節(jié)。

HTRS-V變壓器容量及空負(fù)載測試儀專用于配電電力變壓器容量測量、變壓器空載及短路損耗測量的儀器，并具有諧波分析功能，方便對(duì)現(xiàn)場電網(wǎng)質(zhì)量的分析。該儀器電路設(shè)計(jì)精巧，思路獨(dú)特，儀器內(nèi)部采用先進(jìn)的六路同步交流采樣及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，成功地解決了低功率因數(shù)測量及多路信號(hào)在市電條件下同步測量和計(jì)算的難題。同時(shí)儀器測量引入了必要的校正（如：電壓校正、電流校正、頻率校正等），從而使其性能優(yōu)越，功能強(qiáng)大，體積小，重量輕，操作簡單方便，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，可完全取代傳統(tǒng)儀表的測試方法，可顯示并記錄用戶關(guān)心的所有測量數(shù)據(jù)，可作為現(xiàn)場高精度交流指示儀表使用。儀器使用大容量鋰電池供電，以保證儀器的超長使用時(shí)間，大大提高工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

02

規(guī)范設(shè)計(jì)，重視線圈制造的軸壓工藝

廠家在對(duì)變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造時(shí)，不僅要考慮到減少變壓器損耗、提高變壓器絕緣水平外，還應(yīng)考慮變壓器的機(jī)械強(qiáng)度和短路電阻。

編輯：黃飛