變壓器故障診斷與維修案例集前言電力變壓器作為電力系統(tǒng)中的核心設(shè)備，其安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到電網(wǎng)的可靠性和供電質(zhì)量。在長期的運(yùn)行過程中，由于受電場、熱場、機(jī)械應(yīng)力以及環(huán)境因素的綜合作用，變壓器不可避免地會(huì)出現(xiàn)各類故障。及時(shí)準(zhǔn)確地診斷故障原因，并采取有效的維修措施，是保障設(shè)備健康、延長使用壽命、避免重大事故發(fā)生的關(guān)鍵。本案例集匯集了數(shù)起不同類型的變壓器故障實(shí)例，詳細(xì)記錄了故障現(xiàn)象、診斷過程、處理方法及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，旨在為從事變壓器運(yùn)行維護(hù)、檢修試驗(yàn)的工程技術(shù)人員提供一些有益的參考和借鑒。一、變壓器故障診斷的基本原則與常用方法概述在深入案例之前，有必要簡要回顧變壓器故障診斷的基本原則與常用方法。故障診斷通常遵循“先外后內(nèi)、先簡后繁、先通后專”的原則，即首先通過外觀檢查、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集等簡單手段獲取初步信息，再逐步深入，利用專業(yè)儀器和分析方法進(jìn)行精準(zhǔn)定位。常用的診斷方法包括：直觀檢查法（視覺、聽覺、嗅覺、觸覺）、油色譜分析（DGA）、電氣試驗(yàn)（直流電阻、變比、絕緣電阻、介損、局部放電等）、油質(zhì)化驗(yàn)、紅外熱像檢測、超聲檢測以及解體檢查等。這些方法各有側(cè)重，在實(shí)際應(yīng)用中往往需要綜合運(yùn)用，互為印證，才能提高診斷的準(zhǔn)確性。二、典型故障案例分析案例一：110kV變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障的診斷與處理1.故障現(xiàn)象與初步檢查某變電站110kV主變壓器，型號(hào)為SFZ____/110，投運(yùn)約五年。在一次例行預(yù)試中，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)該變壓器本體油溫較同負(fù)荷下其他變壓器偏高約5-8℃，且輕瓦斯繼電器有微量氣體積聚。初步檢查本體無明顯滲漏油，油位正常，冷卻系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)未見異常。2.故障診斷分析過程（1）油色譜分析：立即對(duì)變壓器油樣進(jìn)行色譜分析。結(jié)果顯示，總烴含量略超標(biāo)，其中甲烷、乙烯含量相對(duì)較高，氫氣含量有微量增加，但未達(dá)到典型放電故障的特征值。這提示可能存在局部過熱，但過熱部位尚不明確。（2）電氣試驗(yàn)：*絕緣電阻及介損測試：高壓對(duì)低壓、高壓對(duì)地、低壓對(duì)等地絕緣電阻均在合格范圍內(nèi)，介損值正常，排除了繞組主絕緣嚴(yán)重受潮或劣化的可能。*直流電阻測試：各分接開關(guān)位置下的高低壓繞組直流電阻均平衡，無明顯異常，基本排除了繞組匝間、層間短路或分接開關(guān)接觸不良的問題。*鐵芯絕緣電阻測試：重點(diǎn)測量了鐵芯對(duì)地絕緣電阻，發(fā)現(xiàn)其值遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值（通常要求大于數(shù)百兆歐，實(shí)測僅為幾兆歐甚至更低），初步判斷存在鐵芯接地不良或多點(diǎn)接地故障。（3）進(jìn)一步定位：為確認(rèn)是否為多點(diǎn)接地，對(duì)鐵芯進(jìn)行了多點(diǎn)接地故障查找。通過在變壓器鐵芯接地引出線處施加較低的交流電壓，利用毫伏表或?qū)Ｓ脙x器測量鐵芯各部位的電位分布，發(fā)現(xiàn)鐵芯夾件與硅鋼片之間存在異常電位差，且在鐵芯底部區(qū)域信號(hào)最強(qiáng)。結(jié)合運(yùn)行中油溫偏高的現(xiàn)象，推斷鐵芯底部可能存在金屬異物搭接或硅鋼片絕緣破損導(dǎo)致的多點(diǎn)接地，從而引起渦流損耗增大，局部發(fā)熱。3.故障處理與修復(fù)（1）吊罩檢查：經(jīng)批準(zhǔn)后，對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩檢查。在鐵芯下軛部位靠近夾件處，發(fā)現(xiàn)一枚遺落的小型金屬工具碎片，其部分已嵌入硅鋼片之間，造成了鐵芯與夾件的多點(diǎn)接地。同時(shí)，該區(qū)域硅鋼片有局部過熱變色痕跡。（2）清理與修復(fù)：小心取出金屬異物，對(duì)受損硅鋼片表面進(jìn)行清理，去除氧化層。對(duì)于絕緣破損的硅鋼片，根據(jù)情況進(jìn)行了局部絕緣恢復(fù)處理（如涂刷絕緣漆）。（3）復(fù)測驗(yàn)證：修復(fù)后，再次測量鐵芯對(duì)地絕緣電阻，數(shù)值恢復(fù)正常?；匮b后，進(jìn)行了油處理（過濾、真空注油）及相關(guān)電氣試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均合格。4.經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與啟示（1）鐵芯多點(diǎn)接地是變壓器常見故障之一，早期可能僅表現(xiàn)為油溫異常升高，容易被忽視。定期測量鐵芯絕緣電阻是發(fā)現(xiàn)此類故障的關(guān)鍵。（2）油色譜分析對(duì)于發(fā)現(xiàn)早期潛伏性故障具有重要預(yù)警作用，即使特征氣體未顯著超標(biāo)，結(jié)合其他試驗(yàn)數(shù)據(jù)也能為故障診斷提供線索。（3）檢修過程中的清潔度控制至關(guān)重要，必須嚴(yán)格防止金屬異物、工具等遺留在器身內(nèi)部。（4）對(duì)于鐵芯絕緣電阻降低的情況，應(yīng)結(jié)合運(yùn)行狀況和其他試驗(yàn)，綜合判斷是單點(diǎn)接地不良還是多點(diǎn)接地，并采取針對(duì)性措施。案例二：10kV配電變壓器繞組匝間短路故障的診斷與維修1.故障現(xiàn)象與初步檢查某企業(yè)10kV配電變壓器，容量為1000kVA，在運(yùn)行中突然發(fā)出異常沉悶聲響，隨后高壓側(cè)斷路器跳閘，低壓側(cè)無電壓輸出?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，變壓器本體輕微震動(dòng)，油溫迅速升高，油位計(jì)指示異常，并有少量油氣從呼吸器逸出。2.故障診斷分析過程（1）外觀與常規(guī)檢查：檢查高低壓套管無明顯破損、放電痕跡。油色變黑，有焦糊味，初步判斷內(nèi)部存在嚴(yán)重故障。（2）電氣試驗(yàn)：*絕緣電阻測試：高低壓繞組之間、繞組對(duì)地絕緣電阻均顯著降低，甚至接近于零。*直流電阻測試：測量高壓繞組直流電阻，發(fā)現(xiàn)某一相（如A相）電阻值明顯小于其他兩相，且三相不平衡度遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)允許范圍，強(qiáng)烈提示該相繞組存在匝間或?qū)娱g短路。*變比測試：A相變比與銘牌值偏差較大，進(jìn)一步印證了繞組存在短路故障的判斷。3.故障處理與修復(fù)（1）器身檢查：考慮到該變壓器容量不大，且故障特征明顯，決定進(jìn)行吊芯檢查。打開油箱后，發(fā)現(xiàn)高壓繞組A相有明顯燒損、變形痕跡，絕緣層碳化，部分導(dǎo)線熔斷。（2）繞組重繞或更換：由于繞組損壞嚴(yán)重，無法局部修復(fù)，聯(lián)系專業(yè)廠家對(duì)故障相高壓繞組進(jìn)行了拆除并重繞。在重繞過程中，嚴(yán)格控制導(dǎo)線規(guī)格、繞制工藝、絕緣處理等，確保符合原設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，對(duì)低壓繞組及鐵芯、絕緣件進(jìn)行了全面檢查和清理。（3）整體組裝與試驗(yàn)：繞組修復(fù)完成后，進(jìn)行器身整體組裝，更換了全部密封件，進(jìn)行真空干燥和真空注油。隨后進(jìn)行了各項(xiàng)出廠試驗(yàn)，包括直流電阻、變比、接線組別、絕緣電阻、介損、交流耐壓等，均合格。4.經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與啟示（1）變壓器運(yùn)行中出現(xiàn)異常聲響、油溫驟升、保護(hù)動(dòng)作跳閘等情況，通常預(yù)示著嚴(yán)重內(nèi)部故障，應(yīng)立即停運(yùn)檢查。（2）直流電阻和變比測試是診斷繞組短路故障的有效手段，其數(shù)據(jù)異常具有很高的指向性。（3）對(duì)于嚴(yán)重的繞組故障，繞組重繞是主要修復(fù)方式，此時(shí)選擇有資質(zhì)、有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)廠家至關(guān)重要，以保證維修質(zhì)量。（4）加強(qiáng)變壓器日常巡視，特別是對(duì)聲音、溫度的監(jiān)測，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期故障征兆。定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，可有效避免故障擴(kuò)大。案例三：變壓器套管閃絡(luò)放電故障的診斷與處理1.故障現(xiàn)象與初步檢查一臺(tái)220kV變壓器在雷雨天氣后，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)其高壓側(cè)套管表面有明顯的放電痕跡，伴有“滋滋”的放電聲，夜間可見藍(lán)色電暈。紅外測溫顯示該套管溫度較其他同類套管偏高。2.故障診斷分析過程（1）外觀檢查：套管表面存在污穢，部分區(qū)域有破損和碳化痕跡，傘裙間有明顯的閃絡(luò)路徑。（2）絕緣電阻及介損測試：測量該套管的絕緣電阻和介損因數(shù)（tanδ），發(fā)現(xiàn)絕緣電阻降低，介損值顯著增大，表明套管絕緣性能下降。（3）油質(zhì)檢查（針對(duì)油紙電容式套管）：對(duì)套管末屏抽取油樣進(jìn)行化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)油中水分、介損超標(biāo)，色譜分析可能出現(xiàn)特征氣體，進(jìn)一步證實(shí)套管內(nèi)部絕緣受潮或劣化。3.故障處理與修復(fù)（1）套管更換：鑒于套管絕緣已嚴(yán)重受損，為確保安全，決定更換該高壓套管。（2）新套管試驗(yàn)：新套管到貨后，進(jìn)行了嚴(yán)格的出廠資料核查和現(xiàn)場試驗(yàn)，包括局部放電量測試、介損及電容量測試、交流耐壓試驗(yàn)等，確認(rèn)合格后方可安裝。（3）安裝工藝控制：嚴(yán)格按照安裝規(guī)程進(jìn)行套管吊裝、密封處理、抽真空注油（如適用）、末屏接地等操作，確保安裝質(zhì)量。4.經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與啟示（1）套管是變壓器的“窗口”，其絕緣狀況直接影響設(shè)備安全。定期對(duì)套管進(jìn)行清掃、檢查和預(yù)防性試驗(yàn)非常重要。（2）惡劣天氣（如雷雨、大霧、污穢）是套管閃絡(luò)放電的高發(fā)期，應(yīng)加強(qiáng)巡視。（3）對(duì)于油紙電容式套管，油質(zhì)監(jiān)督和介損監(jiān)測是判斷其內(nèi)部絕緣狀況的關(guān)鍵指標(biāo)。一旦發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)處理，避免發(fā)展為擊穿故障。三、變壓器維修工作的共性要點(diǎn)1.安全第一：所有維修工作必須嚴(yán)格遵守電力安全工作規(guī)程，辦理工作票，落實(shí)安全措施，確保人身和設(shè)備安全。2.診斷準(zhǔn)確：充分利用各種診斷手段，綜合分析故障現(xiàn)象和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，避免盲目拆卸和不必要的大范圍解體。3.方案合理：根據(jù)故障性質(zhì)、設(shè)備狀況和經(jīng)濟(jì)性，制定切實(shí)可行的維修方案，選擇合適的維修工藝和材料。4.工藝規(guī)范：嚴(yán)格按照維修工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，特別是在器身暴露、繞組處理、絕緣恢復(fù)、真空注油等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保維修質(zhì)量。5.過程記錄：詳細(xì)記錄維修前的檢查數(shù)據(jù)、故障部位、維修步驟、更換的部件、使用的材料以及維修后的試驗(yàn)結(jié)果，形成完整的技術(shù)檔案。6.修后試驗(yàn)：維修工作完成后，必須進(jìn)行全面的電氣試驗(yàn)和油質(zhì)分析，確認(rèn)各項(xiàng)指標(biāo)合格后方可投運(yùn)。7.經(jīng)驗(yàn)反饋：對(duì)每起故障案例進(jìn)行總結(jié)，分析故障原因和維修過程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷提升故障診斷和維修水平，并為設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和維護(hù)提供改進(jìn)依據(jù)。結(jié)語變壓器故障診斷與維修是一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng)、責(zé)任重大的工作，要求從業(yè)人