江蘇省太湖地區(qū)水利工程管理處 徐克凡 陳佳惠 何 清

1 電力變壓器結(jié)構(gòu)簡介

根據(jù)工程的不同性質(zhì)，以及對于變壓器的不同需求選擇的變壓器種類存在不同。在選擇變壓器的種類時，要考慮到工程施工的實際情況以及對于變壓器的要求，包括不同的變壓器在不同的工作環(huán)境下能夠呈現(xiàn)的效果。對于我國的經(jīng)濟發(fā)展而言，電力系統(tǒng)的供應(yīng)對于我國的經(jīng)濟發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，如果電力系統(tǒng)能夠持續(xù)有效的供應(yīng)，那么就能夠為我國的經(jīng)濟發(fā)展提供保障。相反，如果電力系統(tǒng)無法有效地發(fā)揮作用，就會阻礙我國經(jīng)濟發(fā)展的進程，對居民的生產(chǎn)生活造成不利影響。在電力系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，對于變壓器通常使用油浸式電力變壓器，該種類的變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。如果能夠充分的了解變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對于結(jié)構(gòu)性能的充分分析，方便在發(fā)生故障時，及時地對故障進行檢修。因此，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)做好對于變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的了解工作[1]。

2 電力變壓器故障分類

2.1 分接開關(guān)故障

變壓器在使用的過程中產(chǎn)生故障的原因有多種，實踐分析發(fā)現(xiàn)，機械方面的故障是主要原因。對于故障產(chǎn)生原因的分析應(yīng)當(dāng)分為兩個方面：一方面在使用的過程中，有雜質(zhì)或者是受潮氣的影響，導(dǎo)致變壓器內(nèi)部的性能發(fā)生變化。變壓器內(nèi)部擁有絕緣性能，這是為了保護變壓器實現(xiàn)安全生產(chǎn)。但是，受到外界因素的影響，就會降低變壓器的性能，使得變壓器在現(xiàn)實中的安全生產(chǎn)受到影響。另一方面，如果發(fā)生短路，那么也有可能會造成這一問題的出現(xiàn)。

2.2 絕緣故障

對變壓器的分析而言，實踐中經(jīng)常會出現(xiàn)絕緣故障的問題，必須及時解決這一問題，避免造成經(jīng)濟損失，因此應(yīng)當(dāng)進行提前預(yù)防工作和及時的維修養(yǎng)護管理工作。變壓器在運行過程中，如果出現(xiàn)這些問題就會直接反映到生產(chǎn)實踐中，工作人員應(yīng)當(dāng)及時地進行管理工作，同時反映到上級。

2.3 鐵芯故障

在正常運行的過程中，鐵芯對于地面而言，通過一面的接觸能夠保持正常運行。在非正常運行狀態(tài)下鐵芯的雙面都會與地面接觸，如果發(fā)生這種現(xiàn)象，那么就會導(dǎo)致局部溫度升高。如果溫度及時下降，那么就能夠保持正常運行。相反，如果溫度沒有及時下降，就會使得絕緣紙加速老化，導(dǎo)致變壓器無法正常運行。因此，必須進行分析和維護，避免故障的產(chǎn)生[2]。

2.4 放電故障

2.4.1 受潮

如果變壓器在運行的過程中，內(nèi)部受到水分的干擾，那么就會產(chǎn)生放電故障。進一步解釋，如果電力變壓器與水反應(yīng)就會產(chǎn)生大量的氧氣，導(dǎo)致變壓器無法正常運行產(chǎn)生放電障礙，因此應(yīng)當(dāng)解決這些問題。

2.4.2 電弧放電

電弧放電又稱高能放電，如果發(fā)生該故障，那么就會產(chǎn)生較多的甲烷和乙烯。變壓器在運行過程中產(chǎn)生這些氣體就會導(dǎo)致變壓器內(nèi)部的金屬材料受到影響，可能會融化或者產(chǎn)生斷裂等現(xiàn)象。不僅如此，可能還會導(dǎo)致設(shè)備運行遭受到影響。設(shè)備大多是由金屬材料制成的，因此變壓器內(nèi)部的變化，可能會導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生融化或產(chǎn)生斷裂[3]。

2.4.3 火花放電

火花放電相對危害較小。與上述兩項內(nèi)容而言，該故障對于設(shè)備造成的損傷較小。

2.4.4 過熱故障

變壓器過熱故障主要是由于系統(tǒng)內(nèi)部局部的溫度過大導(dǎo)致的，由于溫度過大出現(xiàn)熱應(yīng)力，一旦溫度超過預(yù)設(shè)允許值時，就會出現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備等危險問題。對于變壓器過熱故障分類可以劃分為四類，具體見表1。

表1 過熱故障分類

3 措施

3.1 分接開關(guān)故障處理

一方面應(yīng)進行過渡電阻的處理工作。在對變壓器進行日?；芾砉ぷ鞯倪^程中，應(yīng)當(dāng)將變壓器過渡電阻。對電阻的處理，包括對于原材料的處理工作查看原材料是否存在破損，是否存在松動。如果發(fā)現(xiàn)變壓器存在問題，要及時解決問題，防止在運行的過程中發(fā)生故障，造成經(jīng)濟損失[4]。同時，如果過渡電阻存在問題，那么可能會導(dǎo)致變壓器的彈簧無法工作，繼而影響到變壓器的正常運行。因此，要對變壓器進行嚴格的維護檢修，為變壓器的正常運行提供保障。

另一方面，應(yīng)當(dāng)對觸頭鍍層進行處理。在變壓器運行的過程中，應(yīng)當(dāng)檢查每一個觸頭是否良好，保障觸頭能夠有效的運行。如果受到油污的影響，那么觸頭就會產(chǎn)生接觸不良，進而引發(fā)分接開關(guān)的故障問題

再次，如果分接開關(guān)連動出現(xiàn)問題，那么也會影響到變壓器的正常運行。如果出現(xiàn)這些問題，那么可能是順序開關(guān)的動作指令發(fā)生錯誤，在檢查的過程中應(yīng)當(dāng)調(diào)整順序，并對內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)進行清理工作。為將上述內(nèi)容減少在實踐中的發(fā)生概率，因此在對變壓器進行日?；木S修養(yǎng)護工作時，應(yīng)當(dāng)對定位塊進行日?；臋z查工作。在檢查的過程中，要對內(nèi)部結(jié)構(gòu)清潔，并及時調(diào)整各種松動的零件。如果發(fā)現(xiàn)零件需要更換應(yīng)及時更換，減少變壓器在后續(xù)運行過程中可能會發(fā)生的各種問題，為變壓器的正常運行提供保障。

3.2 絕緣故障處理

為做好絕緣防御工作，防止變壓器在運行過程中產(chǎn)生問題，應(yīng)當(dāng)將絕緣防御工作落實到以下幾個步驟當(dāng)中。

3.2.1 制造措施

在制造環(huán)節(jié)，要做好變壓器的絕緣故障預(yù)防工作，因此要實現(xiàn)對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均衡設(shè)計保障內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的工作磁場分布不均，而導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)絕緣故障。同時，由于變壓器可能會受到外界因素的影響，進而發(fā)生故障，因此要確保內(nèi)部結(jié)構(gòu)的干燥性，防止由于變壓器與水分結(jié)合而產(chǎn)生的變壓器故障。在進行生產(chǎn)制造的環(huán)節(jié)中，還應(yīng)當(dāng)嚴格要求真空注油的環(huán)節(jié)。

3.2.2 安裝措施

變壓器從出廠到進行安裝的過程，過程會與大氣進行接觸，而大氣中含有水分，可能會使得變壓器內(nèi)部潮濕，導(dǎo)致變壓器運行受到影響。因此，要及時進行干燥工作和注油工作，防止變壓器的性能發(fā)生變化。

3.2.3 檢修措施

在對設(shè)備進行檢修的過程中，如果發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部水分較多，那么明顯就是變壓器出現(xiàn)故障的原因。想要保證變壓器內(nèi)部的干燥性，就要使用上述提到的方法進行水分的清除工作。在進行檢修的過程中，要嚴格上述操作流程，清除變壓器內(nèi)的水分。如果變壓器受到水分的影響較大，那么在清除的過程中所耗費的時間較長，投入的精力就會較多。相反，如果變壓器受到水分的影響較小，那么所耗費的時間就會相應(yīng)縮短，投入的精力也會相應(yīng)縮小。

3.3 鐵芯故障處理

解決該問題可以使用串接限流電阻的方式進行處理。同時，可以通過在主變鐵芯接地引下排處，安裝一限流電阻暫時解決這些問題，但是這些方法并不能夠?qū)⑦@一問題從根本上予以解決。因此，為了從根本上解決這一問題應(yīng)當(dāng)使用沖擊放電法。

3.4 放電處理

3.4.1 防塵控制

變壓器在運行的過程中，如果受到粉塵的影響，那么將會導(dǎo)致局部放電產(chǎn)生，因此做好放電處理工作，防止外界因素對變壓器的影響。一些生產(chǎn)廠家由于沒有意識到這些問題，導(dǎo)致設(shè)備在出廠時就受到了灰塵的影響，在后續(xù)使用的過程中，導(dǎo)致設(shè)備運行出現(xiàn)故障，對生產(chǎn)發(fā)展造成了較大的經(jīng)濟損失[5]。因此，在生產(chǎn)制造的過程中，廠商應(yīng)當(dāng)明確這些問題，同時做好防范措施，在進行生產(chǎn)制造的過程中，必須建立防塵廠房。

3.4.2 絕緣件集中加工

對于絕緣件的生產(chǎn)而言，在進行生產(chǎn)的過程中，相較于對于灰塵的嚴格控制有過之而無不及。如果絕緣件受到粉塵的影響，那么必然會產(chǎn)生問題。因此，在生產(chǎn)設(shè)備的過程中，必須嚴格把控絕緣件的集中加工處理工作。

3.5 嚴格控制硅鋼片的加工毛利

在生產(chǎn)變壓器的過程當(dāng)中，變壓器內(nèi)部的鐵芯片由于存在各種各樣的毛刺，因此會影響到變壓器的生產(chǎn)運行。如果存在毛刺就會形成鐵片內(nèi)部的短路現(xiàn)象，有時會形成內(nèi)部環(huán)流。如果內(nèi)部鐵片較多，那么就會產(chǎn)生更大的空間損耗。此外，如果貼芯片在運行的過程中，受到外界因素的影響，掉落在內(nèi)部空間中那么就會產(chǎn)生放電效應(yīng)。因此，必須嚴格控制加工過程中產(chǎn)生的毛刺，防止在運行過程中受到毛刺的影響造成各種各樣的損失。

3.6 引線采用冷壓端子

為了減少放電現(xiàn)象的產(chǎn)生，可以使用采引線冷壓端子形式實現(xiàn)對于局部放電的控制。在清理焊接部分時，要清理干凈焊接所產(chǎn)生的雜質(zhì)，所以在焊接邊緣區(qū)域應(yīng)當(dāng)使用能夠浸水的石棉繩。通過這些物質(zhì)能夠有效地隔絕水分對變壓器可能會造成的影響。在清理的過程中，可能會帶來相應(yīng)的水分，如果水分與變壓器結(jié)合，就會造成不利影響。因此，可以通過事先放入石棉繩，減少水分可能會對變壓器產(chǎn)生的影響。

3.7 工藝改進

在變壓器生產(chǎn)的過程中，對于端部出線結(jié)構(gòu)變壓器黨政的高壓線圈中的端部出現(xiàn)結(jié)構(gòu)電壓需要保持一致，但是針對不同電壓等級的變壓器真空注油真空度而言，需要按照電壓類型做好真空度的確定，不同電壓等級下的變壓器產(chǎn)品真空度要求以及注油時間見表2。

表2 真空度與注油時間

在變壓器真空注油的過程中，要按照注油要求以及真空處理時間。注油環(huán)節(jié)首先排除氣泡，倘若存在氣泡時則放慢注油速度或是暫停注油，速度控制在6000L/h左右，油溫控制在45～55℃。對于大型電壓等級（550kV）則要控制注油真空度，使其控制133Pa以內(nèi)。

完成真空注油以后，按照從上到下的方式開啟放氣塞充分放氣，同時連接系統(tǒng)管路。需要注意的是在濾油環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)控制出口油溫（45～55℃），同時觀察其流動狀態(tài)是否均勻。最后在對循環(huán)后變壓器油工藝指標進行全面檢測，包含含氣量、介質(zhì)損耗因數(shù)、擊穿電壓、含水量等參數(shù)。在變壓器真空注油和熱循環(huán)處理后，能控制變壓器油內(nèi)氣泡，可以保證變壓器的油和絕緣件首先充分接觸，實現(xiàn)良好浸油，可以避免變壓器局部放電情況。

4 結(jié)語

總體而言，電力變壓器屬于系統(tǒng)性的一種結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)故障問題就會導(dǎo)致電壓器的運轉(zhuǎn)能力下降，會影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。因此，在電力變壓器故障處理階段，要了解電力變壓器故障發(fā)生的主要原因，然后根據(jù)原因?qū)ふ页隹茖W(xué)有效的處理技術(shù)，才能夠提高變壓器的運行能力。