變壓器故障的統(tǒng)計(jì)分析及預(yù)防方法

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展，當(dāng)前世界上對(duì)于電能的需求與日俱增。保證不間斷的為生活、生產(chǎn)、國(guó)防、軍事、航天、通信供電已成為建設(shè)生產(chǎn)的重中之重。要連續(xù)不間斷的供給用戶高質(zhì)量的電能，就要在發(fā)電，輸電，分電，用電各個(gè)環(huán)節(jié)中有堅(jiān)強(qiáng)的技術(shù)保障。而在這一系列的過(guò)程中，變壓器始終起著很重要的作用。所以要保證變壓器的故障盡可能的小。通過(guò)近十幾年對(duì)變壓器故障的統(tǒng)計(jì)和維修經(jīng)驗(yàn)，對(duì)引起變壓器故障的原因進(jìn)行討論。給變壓器的操作、維護(hù)、檢查提出建議性的結(jié)論。涉及到：延長(zhǎng)其使用壽命的維護(hù)方法，故障的起因、類(lèi)型、頻率等。

關(guān)鍵詞：變壓器，電力系統(tǒng)

變壓器故障不僅損壞當(dāng)時(shí)運(yùn)行的變壓器，而且影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至損壞其它設(shè)備，引起火災(zāi)等嚴(yán)重事故。因此如何確保變壓器的安全運(yùn)行受到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。在我國(guó)近現(xiàn)代話電力技術(shù)的展中，電力工業(yè)的安全運(yùn)行是一個(gè)永久的重要主題。

本文從介紹變壓器故障的統(tǒng)計(jì)結(jié)論，為國(guó)內(nèi)進(jìn)一步的智能電網(wǎng)的建設(shè)提供參考及可借鑒的科學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，以達(dá)到為電力部門(mén)，為國(guó)家服務(wù)的目的。

一、有關(guān)故障統(tǒng)計(jì)的結(jié)果

不同的部門(mén)有不同的變壓器，故障不同。為了便于分析可將變壓器分成以下類(lèi)型：水泥與采礦業(yè)變電變壓器；化工、石油與天然氣業(yè)變壓器；電力部門(mén)變壓器，食品加工業(yè)變壓器；醫(yī)療業(yè)變壓器；制造業(yè)變壓器；冶金工業(yè)變壓器；印刷業(yè)業(yè)變壓器；商業(yè)建筑業(yè)變壓器；紙漿與造紙業(yè)業(yè)變壓器。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)得知，要同時(shí)考慮頻率和程度時(shí)，電力部門(mén)變壓器故障的風(fēng)險(xiǎn)是最高的，冶金工業(yè)變壓器的故障及制造業(yè)變壓器故障分別列在第二和第三位。 按照廠家給出的參數(shù)看，一般來(lái)說(shuō)在“理想狀態(tài)下”各種變壓器的平均使用時(shí)間為30～40年。但是在實(shí)際中并非如此。

時(shí)有故障發(fā)生的變壓器平均壽命為10~15年，以X軸代表時(shí)間，以Y軸代表故障情況通常有盆形曲線顯示使用初期壽命結(jié)果，用遞減波形曲線顯示后期衰老曲線。這些曲線所能給出的意義在于在以后的使用過(guò)程中確定對(duì)變壓器進(jìn)行周期檢查維修的時(shí)間和深度。應(yīng)該指出的是電力工業(yè)中的變壓器，他的使用壽命在關(guān)系到很多部門(mén)的設(shè)備的安全和正常使用。

我國(guó)在改革開(kāi)放后經(jīng)歷了一個(gè)工業(yè)飛速發(fā)展的階段，而且現(xiàn)在還正在處于一個(gè)轉(zhuǎn)型的階段，這期間帶來(lái)了基礎(chǔ)工業(yè)快速發(fā)展，特別是電力工業(yè)大規(guī)模的擴(kuò)大。這些自70年代到90年代安裝的電力設(shè)備，按照它設(shè)計(jì)與運(yùn)行的狀況，到現(xiàn)在為止大部分都已到了老化更換的階段。有關(guān)部門(mén)應(yīng)對(duì)于這些時(shí)間已安裝的變壓器給予特別的關(guān)注。

二、變壓器故障原因分析

經(jīng)過(guò)多方面的研究和多年的經(jīng)驗(yàn)，盡管變壓器的用途種類(lèi)不同、老化趨勢(shì)不同，但故障的基本原因仍然相同。

1、雷擊

對(duì)于雷擊的研究比較少，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候不是直接的雷擊事故就會(huì)把沖擊故障歸為“線路涌流”。防止雷擊最好的方法當(dāng)然是加裝避雷裝置，不僅可以保護(hù)變壓器，還可以減少電力系統(tǒng)中的沖擊電流，減少暫態(tài)波動(dòng)。

2、線路涌流

線路涌流，是應(yīng)該被列入首要的故障因素。線路涌流（或稱(chēng)線路干擾）包括：合閘過(guò)電壓、電壓峰值疊加、線路短路故障、閃絡(luò)以及震蕩方面的大電流、電壓的不正?，F(xiàn)象。

這類(lèi)故障對(duì)變壓器的損害最為嚴(yán)重的原因是電流、電壓過(guò)大，因此須在大電流沖擊保護(hù)充分性的方面給與更多的關(guān)注。安裝過(guò)流保護(hù)監(jiān)視裝置，可以對(duì)變壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量檢測(cè)報(bào)告。并把這個(gè)結(jié)果送入電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的整體系統(tǒng)中作為安全運(yùn)行的指標(biāo)。

3、質(zhì)量疏漏問(wèn)題

一般情況下，以前的變壓器在這方面的問(wèn)題并不是很大，只是偶爾的一些不可避免的。例如接線出線端松動(dòng)或無(wú)支撐、墊塊不緊、焊接不良、鐵心絕緣度不高、抗大電流強(qiáng)度不足以及油箱中的油不純凈等。加強(qiáng)測(cè)試檢測(cè)，在未安裝時(shí)盡早的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

4、絕緣老化

在過(guò)去的很多變壓器故障中，由于絕緣老化造成的故障在所有故障中位列第二，由于絕緣老化，大部分的變壓器都嚴(yán)重的縮短了服役時(shí)間，使用壽命都早20年左右。制定一定的制度，確保老化的速度是達(dá)到額定的使用年限。

5、過(guò)載

由過(guò)負(fù)荷引起，變壓器長(zhǎng)期處于大于規(guī)定的額定功率運(yùn)行。隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，用電負(fù)荷在增多，發(fā)電廠、用電部門(mén)在不斷的持續(xù)緩慢提升負(fù)荷。直接導(dǎo)致越來(lái)越多的變壓器超負(fù)荷運(yùn)行，過(guò)高的溫度導(dǎo)致了變壓器的絕緣紙板過(guò)早的老化，使得整個(gè)絕緣強(qiáng)度下降。在這種狀態(tài)下，若有一定的沖擊電流，發(fā)生故障的可能性將會(huì)很高。確保負(fù)荷在變壓器的額定運(yùn)行條件下，不要長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，這樣得不償失。在油冷變壓器中需要經(jīng)常的仔細(xì)監(jiān)視頂層油溫。發(fā)現(xiàn)溫度高是要及時(shí)的做處理。

6、受潮

受潮是不可避免的，由于種種外部自然原因，常常使管道滲漏、頂蓋滲漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及絕緣油中存在水分等。變壓器的設(shè)計(jì)和建造的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與安裝地點(diǎn)相配套。若置于戶外，確定該變壓器適于戶外運(yùn)行。變壓器油的介電強(qiáng)度隨著其中水分的增加而急劇下降。油中萬(wàn)分之一的水分就可使其介電強(qiáng)度降低近一半。所有變壓器（除小型配電變壓器）的油樣應(yīng)經(jīng)常作擊穿試驗(yàn)，以確保正確地檢測(cè)水分并通過(guò)過(guò)濾將其去除。

7、不正當(dāng)?shù)木S護(hù)

經(jīng)過(guò)調(diào)查的結(jié)果是，不正當(dāng)?shù)木S護(hù)引起變壓器故障的概率排在引起變壓器故障概率的第四位。主要是由于，保養(yǎng)不夠、未裝控制或控制裝的裝的不正確、 冷卻劑泄漏、污垢堆積和自然界的電氣化學(xué)腐蝕。

8、破壞及故意損壞

這類(lèi)主要是認(rèn)為的外在破壞，常常發(fā)生在線路末端直接連接用戶的變壓器，不過(guò)這種破壞是很不常見(jiàn)的。

9、連接松動(dòng)

這一類(lèi)問(wèn)題引起故障的可能性也是很小的，并且可以盡大限度的避免，但是在實(shí)際中卻時(shí)有這方面的事故發(fā)生，與往的研究也有所不同。這一類(lèi)事故包括了在電氣連接方面的制造工藝以及保養(yǎng)情況，最為突出的問(wèn)題就是不同性質(zhì)金屬之間不當(dāng)?shù)呐浜希沁@種情況在慢慢的減少，另一個(gè)問(wèn)題就是螺栓連接間的緊固不恰當(dāng)。

三、結(jié)語(yǔ)

參考以上統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果及提出的一些建議，在以后的建設(shè)運(yùn)行中可制訂一個(gè)整體的維護(hù)、檢查和試驗(yàn)的規(guī)劃。這樣就能盡最大限度的減少變壓器故障，從而減少由于變壓器故障帶來(lái)的一系列不良影響。還能節(jié)約因?yàn)楣收蠙z修而花費(fèi)的巨大人力、財(cái)力、物力，變壓器的使用壽命也會(huì)隨之增加。