浅谈水电厂电力变压器发生故障的原因及解决措施研究

周有军

摘要：本文分析水电厂电力变压器的常见故障和原因，并从绝缘层老化故障、铁芯故障、分接开关故障、变压器渗漏故障以及日常检查等方面提供了对应的解决措施。

关键词：水电厂；变压器；故障

1引言

在我国的电力系统中，水电厂不仅起到电力供应的作用，还有调峰、调频、调相等维持电力系统稳定的作用，此外，水电厂还有供水、灌溉、航运、抗洪等功能，所以其安全稳定运行的意义重大。电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。因此，变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度的防止和减少变压器故障和事故的发生。

2水电厂变压器概况

变压器通常体积较大、内部构造复杂、工作环境恶劣，而且长期处于运行之中，故障和事故总是不可完全避免，且引发故障和事故又出于众多方面的原因。如外力的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的重要原因。同时，部分工作人员业务素质不高、技术水平不够专业或违章作业，都会造成事故或导致事故的擴大，从而危及电力系统和水电厂的安全运行[1]。

我厂昭平水电厂为河流式低水头径流电厂，是一座以发电为主兼航运和灌溉综合性的水利枢纽工程，始建于1989年，并于1994年起三台机组陆续开始并网发电，我厂所使用的变压器主要有三种型号，1#变压器是额定容量为50000kVA的SF8-50000/110型号，2#变压器是额定容量为40000kVA的SFS8-40000/110型号，3#变压器是额定容量为20000kVA的SF8-20000/35型号。在历年来的运行过程中也曾多次发生过变压器因故障而进行了扩大性吊盖（罩）检修工作。

3水电厂变压器常见故障及原因分析

电力变压器有油浸式变压器和干式变压器两种，电力变压器的绝缘是由变压器绝缘材料组成的绝缘系统，是变压器正常工作和运行的基本条件。大多数变压器的损坏和故障都是由于绝缘系统的损坏造成的。我厂主变压器主要是油浸式变压器，根据常见的故障类型一般有绝缘故障、铁芯故障、分接开关故障、渗漏故障等[2]。

3.1绝缘层老化故障

电力变压器的绝缘是由绝缘材料组成的绝缘系统，是变压器正常工作的基本条件，大多变压器的损坏和故障都是由于绝缘系统的损坏而造成的。油浸式变压器中，主要的绝缘材料是绝缘油及固体绝缘材料（绝缘纸、绝缘纸板、木块等），所谓变压器绝缘的老化就是这些材料受环境因素的影响发生分解，或受潮而降低或丧失了绝缘强度。

3.2铁芯故障

铁芯发生故障通常是由铁芯绝缘层经长时间使用遭氧化而老化或破损而导致的，或者是由于变压器中的导电材料的核心表面遭到破坏而引起的，当铁芯发生接地故障时，一旦有强电流通过则会造成铁芯局部过热甚至烧坏，造成磁路短路，使变压器油的油温升高，油温过高会使其内部发生化学反应，加速油质的劣化，使变压器油分解，影响变压器油性能下降，进而影响其冷却和绝缘效果，造成变压器的损坏，铁芯故障还通常伴随有内部的异常响声、容器内气体不断增加，可能导致气体继电器动作跳闸等表现。

3.3分接开关故障

变压器的调压分接开关分为有载分接开关和无载分接开关两大类。 分接开关接触不良、触头锈蚀接触电阻增大发热、开关绝缘支架的坚固螺栓接地、开关弹簧压力不足、开关引线焊接不良等都会导致分接开关发生故障。

3.4变压器渗漏故障

变压器渗漏是一个长期和普遍存在的故障现象，约占变压器总故障的四分之一，变压器渗漏的主要由于制造中形成的缺陷和材质不良引起的，如橡胶密封件失效和焊缝开裂，有气孔、夹渣等，另外变压器中的密封结构密封不良、密封面有瑕疵、环境温度的影响、振动频率加剧、材料的热膨胀系数不同等原因都会造成变压器渗漏故障[3]。

4解决水电厂变压器故障的措施

4.1绝缘层老化的解决措施

对于变压器绝缘层老化破损的问题，应首先避免变压器和绝缘层的超期服役现象，变压器和绝缘层都是有一定的使用寿命的，一旦超过其使用寿命就应该进行淘汰和更换；其次要控制变压器的超负荷运行时间，变压器长时间超负荷运转会使其温度升高，加速绝缘层的老化，所以应对变压器进行交替工作管理，并应控制其运行容量不能超过其额定容量；最后应对变压器和绝缘层进行定期检查试验，检查绝缘层的外观及其绝缘性能，在线监测变压器表面、散热器表面、变压器油的温度，一旦温度过高就要采取冷却处理，必要时可以降低负荷，甚至停机并启动备用变压器进行交替工作，避免因为温度过高而造成绝缘层老化加剧甚至是破坏的现象。

4.2铁芯故障的解决措施

对水电厂变压器铁芯故障的解决，一是在作业人员进行操作的过程中应按照操作规范保护好绝缘迭片和导电材料的核心表面；二是要定期对变压器油进行色谱化验分析；三是要对变压器的铁芯进行各项定期检查试验，如测量穿心螺杆对铁芯的绝缘，各间隙、槽部有无金属物，对铁芯底部进行清理，对各间隙进行检查冲吹（洗），确保绝缘迭片间隙和导电材料核心表面的完整，从而降低变压器的故障发生概率。

4.3分接开关故障的解决措施

对于变压器的分接开关故障，首先应在分接开关安装之前确定好安装位置合理安装，避免出现由于安装位置问题导致的故障；其次在分接开关的焊接引出线时，确保焊接接线稳固和接触良好，避免因接触不良而导致开关过热和烧毁现象；再次保证安装时变压器和开关之间的接触电阻参数在容许范围，减少因电阻过大或过小引起的过热、熔断或供电不良等问题；最后要加强对分接开关的定期检查测量，减少其故障隐患，降低安全风险。

4.4变压器渗漏的解决措施

对于变压器的生产制造厂家，应该改进焊接工艺，采用焊接变形小、焊接质量稳定的二氧化碳保护焊接或采用氩弧焊接；如果变压器的砂眼较小，可以采取带电堵漏的措施，即用速效堵漏密封胶进行封堵，或者必要时进行停电焊接补漏；对于密封件渗漏问题，需要及时更换老化的密封条，选用质量好、弹性高、抗老化性能力强和尺寸一致的耐油橡胶垫；同时提高变压器的安装施工工艺水平，掌握压紧的合理力度，防止因安装方法不当造成的渗漏；定期对变压器的渗漏情况进行检查，严格把控变压器的采购质量。

5结语

变压器是水电厂机组中的关键设备，其安全稳定关系着整个水电厂的稳定运行，但是目前的水电厂变压器普遍存在绝缘老化、铁芯故障、分接开关故障、变压器渗漏等常见故障，影响变压器的正常运行，因此对于对于变压器故障必须结合变压器的运行情况、历史数据、故障特征，通过采取针对性的色谱分析及电气检测手段等各种有效方法和途径来解决降低变压器的故障率，提高其稳定性，保证电力系统的正常电力供应，保障人们的正常生产和生活。

参考文献：

[1]董其国.电力变压器故障与诊断[M]中国电力出版社，2002

[2]何其霖.探析水电厂变压器发生故障的原因及解决措施[J].民营科技，2017（3）：1-1endprint