浅谈电力变压器的安全运行
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作者: 侯伟东
摘 要：电力系统中最重要的设备之一就是电力变压器，电力变压器是电压变换、电能分配及传输的重要媒介，还可以提供电力服务。因此只有将电力变压器的工作状态保持好，才能为广大群众提供安全、稳定、优质的电力服务。实际工作中变压器的长时间运转势必会有元器件的老化问题，下面笔者结合工作实践就变压器安全运行的影响因素及对策展开探讨。
关键词：电力系统；变压器；安全运行；故障
中图分类号：TM421 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 02-0000-01
电力变压器在工作的过程中，周围有着比较大的电场。电场的存在会对变压器产生破坏作用，同时散热不畅也会破坏变压器的内部结构。只有克服了这两种破坏因素，才可以从根本上确保变压器的安全运作。为了保证变压器安全稳定的运转，可以对器械进行符合国家标准的预防性实验测试。实验内容包括：绕组绝缘电阻的测量、绕组直流电阻的测量、交流耐压试验、线圈变形实验、局部放电、泄漏电流测量以及油中气体分析等。
一、变压器异常运行的原因
（一）声响异常
变压器声响的分辨十分重要，利用听声音，可简单推测变压器的实际运作情况。根据经验，如果是变压器工作正常，则由于硅钢片磁滞伸缩，会出现均匀的嗡嗡声。当出现异常声响时，要凭借声响寻找故障的因素，下面介绍几种异常声响以及原因：变压器内部发出低沉而且特别重的嗡嗡声时，应该是因为变压器负荷较重或者系统电压大于额定电压，造成铁心硅钢片振动增加。当内外同时出现非常大的声响以及其他杂音时，估计是系统内部出现了短路，变压器由于受到强劲的电动力整个箱体会产生振动。内部的声音中伴随着气泡溢出的声音，应该是由于绕组匝间短路或者分接开关接触不良导致的。内部响声中出现吱吱或者噼啪声，这表示内部存在放电故障。内部出现叮当的声音，则推断是出现了变压器内铁心夹件或者相关螺钉松动问题。
（二）油位异常
油位异常有油位过低和油位过高两种情况。当油位过低时，若变压器没有漏油痕迹，油温较高但油温所应有的油位明显下降时，要马上加油，加油时要遵照规定，加油后需及时关注气体继电器的气体。如果由于大量漏油致使油位不断下降时，要把瓦斯保护换成只动作于信号，必须立即实施措施组织漏油，并迅速加油；当油位过高时，超过了变压器设计标准中的核定高度，但是运行过程无其他异常时，可能是由于温度上升造成的，这时需要马上放油，将油位控制在设计标准的范围之内，避免油发生溢出现象。同时要检查有枕呼吸器是否通畅，以免发生假油位。
（三）油温异常
变压器内部的绝缘材料会随着运行时间的延长发生老化问题，内部注入的油也会在高温条件下加速器件的老化。对此，务必要对油温进行控制，做好对油温的密切监视，尤其关注温度的异常升高。第一，过负荷升温。因为变压器在外界温度高、过负荷状态工作而造成的油温异常，要运用降负荷或吹风等手段进行降温；第二，故障升温。当变压器在负荷与散热条件、外界温度都没有变化时，温度逐步升高是变压器的故障表现，造成温度异常升高的因素有：变压器匝间、层间短路；变压器铁心部分短路；由于漏磁或者涡流致使油箱、箱盖等发热；冷却装置损坏。此时应立即停电，检查设备，使用相应的手段给予排查。
（四）冷却装置异常
冷却装置的异常情况包括两部分：第一，风扇、油泵运转异常。也许是因为风扇与油泵的电动机定子、转子短路，或者导线绝缘破坏，缺相而致。此时需停止故障冷却器，对风扇及油泵进行修理或替换；第二，冷却器负压进气。如果冷却器密封性不好，油泵运作时冷却器因为负压而进气，也许会致使重瓦斯保护误动作，要立即采取方案进行排除。
二、变压器安全运行维护
（一）关于电场破坏作用及防护
变压器在运行的过程中会产生电场，在电场的作用下变压器绝缘部分会受到一定程度的破坏，一旦变压器的绝缘部分失效，就会有漏电事故发生。根据数据显示，近年来发生的变压器事故中绝大多数是由于绝缘问题引发。因此，要监视并做好电场破坏作用的处理工作。根据笔者工作经验，发生绝缘事故的因素主要包括以下三种：第一，作用在绝缘上的变压器电场超过了设计的核定场强；第二，绝缘的耐受场强小于作用场强；第三，绝缘的耐受场强降低与作用场强的上升一起发生。
在对变压器绝缘问题进行深入分析之后发现，即便是变压器工作在正常电压下，其内部也会产生游离水。对此，除了要做好实验室的假设验证与实际变压器保护之外也要从这两个方面来着手：（1）始终将变压器内部的游离水保持在总量的0.5%及以下。因此，变压器在安装作业或调试检查过程中，作业人员都要根据操作指导来执行真空注油作业。针对长期运行中的老旧变压器，在做好游离水控制的同时认真落实干燥处理。（2）维持内绝缘和大气严密隔离。起初要了解到变压器渗漏油，不管是油一气渗漏或者气一气渗漏，都是一个相互渗透的过程，都是对内部绝缘的破坏。
（二）关于力的破坏作用
首先，要重点增强内绕组的幅向动稳定。增加内绕组的动稳定性，除了常用的方式外，重点依赖导线的自支撑强度。如果对于新安装投入使用或者对旧变压器升级更新绕组，则被绕组都要使用半硬铜导线绕制，还要适当减少运作电流密度，进而实现导线横截面积增大的目的。
第二，降低变压器出口短路的概率，也是维护变压器安全运行的重要手段。通常对变压器进行维护时变压器都会处于正常工作状态，这样就可以通过降低短路几率来实现维护。工作中通常采用的方案主要有向低压侧增加限流电抗器、在低压侧母线增加绝缘、放弃重合闸等。通过这些操作，可以有效避免变压器发生短路问题，切实提高变压器的安全运行。
第三，增加机电保护动作可靠性，实行绕组变形监测工作，能够减少绕组塑性变形的积累效应，还可以防止变压器短路。
（三）关于热的破坏
对于变压器温度破坏，主要还是提升变压器的本身质量来应对。对已经出现的故障或发生老化问题的设备，应与制造厂商和设计部门共同处理；预防或消除连接接头过热故障，重点在于安装或检修连接接头，切记按规定规范操作；针对老式的、过早老化的冷却器，要替换冷却器或者使用片式散热器；对于污垢较多的冷却器，要进行彻底清理方可使用。
三、结束语
变压器室电力网中重要的器件之一，变压器的正常运转对电网的安全、可靠运输有着重要作用。无论是设计，还是运行维护，都要从安全合理的方面来考虑，不断加强电力变压器的供电可靠性，从而提升电网的安全运行与可靠运行性能，增加社会经济效益。
参考文献：
[1]钟海涛，陈志浩，陈志敏.试析变压器工作过程中的常见故障[J].电子制作，2013（20）：41-42.
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