发电机变压器的运转检验维护及其故障解决

摘要：这是一个关于发电机变压器（通常称为“主变”或“发电厂升压变压器”）运转检验、维护及故障解决的系统性解答。作为电力系统的核心设备，其健康状态直接关系到发电厂和电网的安全稳定运行。

一、 日常运转检验与监视

这是预防故障的第一道防线，主要通过巡视检查和在线监测完成。

1. 常规巡视检查（每日或每班）：

外观检查： 确认变压器本体无异常变形、锈蚀，油漆无脱落。检查油箱、油枕、散热器等无漏油现象。

油位与温度监视：

油位计： 检查油枕油位是否在标准温度刻度线附近，与环境温度对应。油位异常升高（可能内部故障产气）或降低（可能漏油）均需警惕。

温度计： 记录上层油温、绕组温度（如有）。与历史同期、同负荷下的数据对比，异常升高是重要预警信号。

声音与振动判断： 正常运行时有均匀的“嗡嗡”电磁声。若出现不均匀、断续的“噼啪”放电声、尖锐声或振动加剧，可能内部有松动、放电或短路。

冷却系统检查： 检查风扇、油泵运转是否正常，无异常噪音，风向正确。自冷式散热器无脏污堵塞。控制箱内开关、接触器状态良好。

绝缘子与套管检查： 检查高压、低压、中性点套管及绝缘子表面是否清洁，无裂纹、破损、放电痕迹或严重电晕。

呼吸器检查： 硅胶颜色正常（蓝色为干燥，红色为受潮），油封杯内油位合适，呼吸通畅。

气体继电器检查： 观察窗口内应无气体聚集（正常为充满油）。如有气体，需记录气量并立即报告分析。

接地与消防： 检查外壳、中性点接地线连接牢固。消防设施（如灭火器、排油注氮装置）状态完好。

2. 在线监测与数据趋势分析（持续进行）：

油中溶解气体分析（DGA）在线监测： 实时监测H₂、CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆、CO、CO₂等关键气体含量及产气速率。这是诊断内部潜伏性故障最有效的手段。

局部放电（PD）在线监测： 监测内部绝缘局部放电信号，预警早期绝缘劣化。

铁芯/夹件接地电流监测： 监测泄漏电流，判断是否存在多点接地故障。

微水含量在线监测： 监测绝缘油中微量水分含量。

负荷与温度趋势监视： 利用SCADA系统，监视负载率、三相不平衡度、油温/绕组温升趋势，防止过载运行。

二、 计划性维护与预防性试验

根据规程和状态评估结果，定期进行。

1. 定期预防性试验（通常结合停机检修进行）：

油化验： 定期取样进行全面的油中溶解气体分析（DGA）、耐压、介质损耗、微水、酸值、糠醛分析等。DGA是重中之重。

电气试验：

绕组绝缘测试： 绝缘电阻、吸收比（或极化指数）、介质损耗因数（tanδ）测试。

绕组直流电阻测试： 检查绕组、分接开关引线的焊接与接触是否良好，三相是否平衡。

变比与极性测试： 验证电压变换正确性。

套管试验： 介质损耗和电容测量。

铁芯绝缘电阻测试： 检查铁芯是否存在多点接地。

空载和短路试验（必要时）： 诊断磁路和回路问题。

继电保护及二次回路校验： 确保气体继电器、压力释放阀、温控器、各保护跳闸回路动作准确可靠。

2. 定期维护保养：

冷却系统维护： 清洁散热片，检查并更换损坏的风扇、油泵电机轴承，清洗油泵滤网。

呼吸器维护： 更换变色硅胶，补充或更换油封杯内的变压器油。

密封处理： 对渗漏油部位进行紧固或更换密封件。

套管及绝缘子清洁： 停电后擦拭或使用带电清洗技术。

有载分接开关（OLTC）维护（如配备）： 这是关键维护点！ 定期检查驱动机构、检查或更换切换开关室内的油、检查触头磨损情况、测量动作顺序和直流电阻。

紧固检查： 在停电时，对重要的电气连接点（如套管接线板、接地线）进行紧固。

三、 常见故障诊断与解决思路

故障处理总原则：安全第一，准确判断，按预案处置。

故障现象/类型	可能原因	诊断方法	解决思路/措施
油温异常升高	1. 过负荷。 2. 冷却系统故障（风扇/油泵停转、管路堵塞）。 3. 内部故障（匝间短路、铁芯多点接地、接触不良）。	1. 检查负荷曲线。 2. 检查冷却系统电源、控制回路、设备状态。 3. 立即进行DGA分析，对比历史数据。结合电气试验判断。	1. 调整负荷。 2. 修复冷却系统。 3. 若DGA显示严重故障（如C₂H₂超标），应立即停机，内部检查。
油位异常	降低： 密封件老化、焊缝开裂导致漏油。 升高： 内部故障产气、进水受潮。	查找外部漏油点。结合油温、DGA（判断是否产气）、微水分析（判断是否进水）综合判断。	降低： 补油至正常位置，并计划处理漏点。严重漏油需停机。 升高： 取气样、油样分析，确定原因。若产气严重，应停机。
气体继电器动作	轻瓦斯（报警）： 内部缓慢产气（如局部过热、放电）、空气进入。 重瓦斯（跳闸）： 内部严重故障（如短路、电弧放电）产生大量气流冲击油流。	立即取气样和油样进行成分分析！ 比较气体继电器内气体与油中气体成分，判断故障性质（电性/热性故障）。	1. 记录气量，分析气体性质。 2. 轻瓦斯需密切监视，综合DGA决定是否停电。 3. 重瓦斯跳闸后，未查明原因并消除前，严禁合闸！
异常声响/振动	1. 内部紧固件松动（铁芯夹件、拉杆）。 2. 绕组或引线位移。 3. 局部放电或电晕。 4. 外部连接部件共振。	1. 听音棒辨别声音来源和性质。 2. 振动测试。 3. 局部放电在线/离线检测。 4. 检查外部母线、架构。	1. 若是外部共振，可加固。 2. 若判断为内部松动或放电，应计划停电检查处理。
绝缘油劣化	受潮、氧化、过热老化、污染。	油化验：耐压降低、微水升高、酸值升高、介质损耗增大、糠醛含量高等。	1. 根据劣化程度，进行真空滤油（脱水、脱气、除杂质）。 2. 严重老化需考虑换油。
套管故障	表面污秽（雨雾天闪络）、裂纹、内部受潮、端子连接过热。	红外测温（检查热点）、观察放电痕迹、介质损耗试验。	1. 清洁污秽套管。 2. 更换有裂纹或内部受潮的套管。 3. 紧固过热连接点。
有载分接开关故障	切换开关触头烧蚀、过渡电阻损坏、齿轮卡涩、油室渗漏导致主变绝缘油污染。	1. 在线或离线测量切换过程中的直流电阻。 2. 检查OLTC油室与主油箱的油压差、油化验对比。 3. 动作次数记录与机械检查。	1. 定期维护，更换切换油。 2. 发现切换波形异常或触头磨损超限，需吊芯检修或更换开关。
绕组短路/接地	绝缘老化、过电压冲击、机械力导致变形、异物进入。	绝缘电阻急剧下降、直流电阻不平衡、DGA显示乙炔（C₂H₂）和氢气（H₂）显著增长，短路阻抗可能变化。	严重内部短路故障，必须立即停机检修。 可能需要更换或重绕绕组。

四、 安全与记录要点

安全第一： 所有工作必须遵守《电力安全工作规程》。验电、接地、隔离措施必须到位。

规程为准： 严格执行国家、行业标准（如DL/T 573《电力变压器检修导则》、DL/T 722《变压器油中溶解气体分析和判断导则》）及厂家技术文件。

状态检修（CBM）： 结合在线监测、带电检测和定期试验数据，进行状态评估，从“定期检修”向“基于状态的预测性检修”过渡，提高检修效率和经济性。

完整记录： 建立详尽的设备档案，包括出厂资料、历次试验报告、维护记录、缺陷处理记录、DGA趋势图等。这是进行故障诊断和寿命评估的基础。

总结： 发电机变压器的管理是一个贯穿其全生命周期的、系统性的工作。核心在于 “预防为主，在线监测与定期维护相结合” 。通过日常精细化的巡检捕捉早期迹象，利用DGA等先进监测技术诊断潜伏故障，执行严谨的预防性试验和维护计划消除隐患，并建立科学的故障诊断流程和应急预案，才能最大程度地保障这台“心脏”设备的安全、可靠、经济运行。

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