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大型变电站主变压器故障成因及处理方法

文档作者：曹景峰文档来源：中国电建集团河北工程有限公司		更新日期： 2026年05月26日	点击数：
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·138· | 工程设备与材料 | Engineering Equipment and Materials 2020 年第 15 期
大型变电站主变压器故障成因及处理方法
曹景峰
（中国电建集团河北工程有限公司，河北 石家庄 050021）
摘 要：为了确保社会各界正常用电，需要高度重视变电站的维护工作。其中，大型变电站的运行具有较强的综合性，
而且包含了多种技术设备，同时也是保障电力网络的重要组成部分，需要得到有关技术工作人员的重视。而主变压器作
为整个变电站的核心组成部分，其是否能够安全顺利地运行决定了变电站能否正常供电。因此，为了保障变电站的正常
运行，需要注重各种各样的保护工作。基于此，文章重点介绍了变电站出现的比较常见的变电故障，分析了故障判断方
法及产生原因，同时阐述了相应的解决办法，以供参考。
关键词：大型变电站；主变保护；主变压器故障；故障成因；处理方法
中图分类号：TM63 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2020）15-0138-02
作者简介：曹景峰，男，本科，工程师，研究方向：电力系
统及其自动化。
电力系统中电能转换与传输的中转站，作为大型变
电站的重要组成部分，有着不可替代的地位，需要得到
各个变电站管理人员的重视，确保其在实际开展维修与
维护的过程中能够高度重视主变压器的调试，分析其是
否处于正常运行的状态，及时处理存在的故障，避免受
多种因素影响而导致大型变电站无法正常运行。然而，
再好的变电站保护工作也会受运行时间以及工作环境的
影响。因此，有关变电企业需要注重自身的责任，确保
能够全方面检测变电站运行的各个环节，并制定针对性
解决方案，避免故障的发生，同时总结故障处理经验，
保障变电站安全运行，延长大型变电站各个环节设备的
使用寿命。
1 变电站主变压器保护简介
变电站主变保护就是在主变压器运行的过程中, 通
过多方面保护工作，提高主变保护装置的运行效率，并
根据实际情况对其进行设置，确保其运行效率与运行容
量的大小能够满足正常工作需求，避免受多种因素影响
而导致变电站主变压器存在故障。当前，主变压器保护
主要可以分为两大类，一种是瓦斯保护，另一种是变压
器差动保护。（1）瓦斯保护指的是需要根据变压器内
部的各个环节设备开展故障分析，明确故障产生的原因；
在此环节开展变电站主变保护过程中，需要分析轻瓦斯
保护及重瓦斯保护的区别，从而确保工作的顺利开展。
其中，轻瓦斯保护主要作用为信号反馈，接收各个环节
设备所发出的故障信号，为故障检测与维修工作提供有
力帮助；而重瓦斯则是用于监测跳闸等相关方面的变压
保护，其能够高效地掌握变压器内部的故障以及是否存
在跳闸或其他故障，提高解决故障的效率。（2）变压
器差动保护，可及时反馈变压器内部的故障以及高压侧
单相短路的信息，并且能够根据变压器的特点与负荷电
流情况制定针对性保护方案。需要注意的是，在开展变
压器保护过程中，需要明确各个部件的运行情况，从而
防止变压器损坏以及大型变电站无法运行的状态。主变
压保护工作作为维护大型变电站正常运行的核心，需要
得到各个阶段管理与维护工作人员的重视，确保能够充
分认识到主变保护的重要性。只有这样才能够减少故障
的出现，为大型变电站的正常运行打下良好基础[1]。
2 变电站主变故障判断方法
2.1 声音
变电站检测工作人员需要注重自身的责任，确保能
够分析变压器发出不同声音的情况，并根据其声音判断
故障，以便及时维修故障，避免受多种因素影响而导致
大型变电站无法正常运行。
2.2 颜色
通过颜色可以推断主变压器哪个部位发生了故障。
比如，接触面颜色变暗表示套管接线地方不够紧固或接
触面氧化，进而导致接触面温度不断升高，严重影响表
面镀层，需要得到及时处理与维修，否则，久而久之会
导致大型变压站无法正常运行。因此，在实际检测主变
压器时，需要注重分析其颜色变化，以推断故障产生的
原因，为后期的维修工作提供有力帮助。
2.3 温度
在检测出变压器时若油温高出正常温度10℃以上，
则需要事先开展分析工作，明确某个部位是否存在故障。
通过温度判断主变压器故障较为常见，而且能够取得一
定的效果，需要得到有关维修与维护工作人员的重视，
确保一旦存在温度升高现象立即进行维护与处理，避免
受温度影响而导致大型变电站无法正常运行。
2.4 气味
主变压器冷却风扇和油泵一旦出现燃烧以及运行负
荷过高现象，就会发出烧焦的气味，因此可以通过气味
进行主变压器故障检测。虽然这种方法在主变压器故障
检测中不常见，但仍然可以缩短故障检测的时间，提高
检测的效率。
2.5 油位
大型变电站在运行的过程中，主变压器存在漏油的
现象较为常见。因此，在实际进行主变压器故障检测时，
可以根据油标管以及油枕吸管器的运行状态进行故障判
断，避免主变压器放油不正常以及油枕容量不大而导致
影响主变压器正常运行。
3 变电站主变故障的种类及成因
众所周知，变电站在实际运行的过程中，配置了多
种保护设施，但仍然会受不同因素的影响而导致主变压
器无法正常运行，从而出现多样化故障。一旦某个环节
存在故障，则会破坏整个电力系统的稳定性，甚至还会
导致电力系统瓦解为几部分，严重影响大型变电站的正
常运行。其中，大型变电站在实际运行的过程中，比较
2020 年第 15 期 Engineering Equipment and Materials | 工程设备与材料 | ·139·
常见的主变故障有跳闸、后备保护造成主变跳闸以及装
置误动主变跳闸等现象[2]。
3.1 主变故障导致的跳闸现象
（1）瓦斯保护。瓦斯保护在主变压器保护方面发挥
着重要作用，其是通过监测变压器内部某些因变压器故障
而分解或产生的气体来动作的。当变压器内部出现匝间短
路、多相短路或铁芯短路等，会在变压器内部产生高温高
热，可能对变压器油进行分解，就会引起瓦斯保护动作。
若变压器铁芯发生故障，油面会存在下降或漏油现象，若
无法处理还会引发火灾或爆炸现象，严重影响瓦斯保护作
用的发挥，甚至危害大型变电站的正常运行。
（2）差动保护。差动保护主要是对两端电流互感
器的故障进行保护，在实际运行的过程中，若差动电流
两端电流互感之间的矢量差别达到设定值，则会出现差
动保护动作，切断故障设备电源。差动保护动作通常是
出现各侧电流互感器内部的一次设备发生故障，如主变
压器在实际运用的过程中出现电流互感器间瓷质部分闪
络或击穿、变压器内部及避雷器出现短路故障等。
3.2 后备保护而导致主变跳闸现象
后备保护的动作产生主要有侧面后备保护动作和三
相同时动作，无论变电站主变三侧中哪一项存在过流现
象，都会导致单侧后备保护动作，从而引发单侧跳闸现
象。而且，三侧同时发生故障时出现过流情况也会引起
三侧开关跳闸，严重影响变电站的正常运行。其中，单
侧跳闸主要分为开关误动以及母线故障或母线差动保护
等，在此环节检测的过程中，检测工作人员在检查跳闸
原因时需要对二次侧和一次设备进行详细并全面的检查
工作。三相开关跳闸的主要原因通常是发生故障时出现
开关拒动，比较常见的主要有主变中低压侧后备保护范
围内短路，导致后备保护出现拒动或开关拒动、主变电
源侧母线故障，母线差保护拒动及主变主保护范围内短
路而主动保护拒动等现象。若后备保护出现主变跳闸现
象，需要及时对其进行维护，并做好预防工作，避免受
其影响而导致大型变电站引发重大故障[3]。
3.3 装置误动而导致主变跳闸现象
由于变电站主变压器需要涉及多种配件，若某个配
件装置存在故障，则会造成主变压器不能在优质的环境
下开展工作，而且极有可能出现主变跳闸现象。例如，
比较常见的风冷装置故障、铁心剩磁影响等都会导致主
变跳闸。而且主变压器风冷装置主要作为保障冷却设备
与系统的正常运行的环节，其具备自动控制的功能，因
此为了能够保证风机和油泵的正常运行，需要明确该系
统的检查工作，确保检查人员能够及时观察其是否存在
故障，而且需要检测变压器油温是否存在提升或减少的
情况。再加上装置误动而产生的主变跳闸现象，并不会
有反馈信号产生，进而为故障解决与消除带来了众多困
难，而且需要在停电过后才能够开展主变恢复。所以装
置误动作为主变压器比较常见的故障，需要注重各个环
节的检测工作，某一环节零件存在故障或隐患都会导致
主变压器无法正常运行，甚至会带来多样化问题。
4 变电站主变故障处理对策
由于大型变电站主变压器存在的问题具备多样化特
征，因此在实际处理的过程中需要采取不同的处理方式，
确保在变压器保护的同时，掌握跳闸原因并及时处理故
障，确保大型变电站正常运行。
为了减少故障的出现，需要做好应急管理工作，并
明确每个工作人员的责任，做好事故发生时的救援工作，
采取紧急措施防止事故扩大，对运行设备进行监视与隔
离，保障设备的稳定运行。针对故障设备，需要进行详
细记录，确保故障现场能够得到及时处理，并尽快恢复
非故障设备的正常运行。
针对应急处置措施，若引发瓦斯保护动作、变压器
三侧开关跳闸，需要对信号进行记录，并掌握保护动作
情况，详细检查过后需要停止冷却器运行，查看变压器
是否有着火及冒烟现象，检查气体继电器中的气体量，
随后拉开变压器跳闸三侧开关的两侧隔离开关，进一步
检查气体继电器二次接线是否正确，明确气体继电器是
否有误动现象，判断故障性质，并开展维修与检测工作。
与此同时，针对大型变电站主变故障处理，还需要
注重平时的维护工作，合理地运用气相色谱分析变压器
油气组成以及含量，而且相关技术人员还需要全方面掌
握监测变压器的方法与对策，提前掌握变压器是否存在
隐患，从而为后期的故障处理工作提供有力帮助，避免
受多种因素影响而导致电力系统无法安全运行。
针对三相开关跳闸，可以从二次设备的检查入手，详
细检查各个环节保护存在的问题，如差动保护、瓦斯保护。
只有全方面掌握其是否存在问题，才能够提高维护的效率。
因此，有关大型变电站主变故障检测与维护工作人员需要
注重自身的责任，积极参与企业所制定的培训活动，确保
全方面掌握主要影响变电站主变故障的因素，提高处理效
率，为保障大型变电站正常运行提供有力帮助，减少隐患
的出现，提高大型变电站的运行效益[5]。
5 结束语
总而言之，由于我国对电力的需求相对较大，为了
保障电力系统的正常运行，需要确保电能正常运输，满
足社会各界对电力的需求，减少安全隐患的出现[6]。因此，
大型变电站在实际运行的过程中，需要全面提高内部系
统中各个设备的运行效率，以满足变电站的电能传输。
其中，核心部位为主变压器，其运行安全决定了变电站
的运行效率。有关变电企业管理工作人员需要注重自身
的责任与义务，总结变电站各个环节设备的故障成因并
累积经验，不断提高大型变电站维修与维护的效率，减
少故障的出现，避免受其影响而导致变电站的整体经济
效益遭受损失。
参考文献：
[1] 孟祥鹏. 牵引变电站主变倒切常见故障分析及处理措施
[J]. 农村电气化,2020(2):26-28.
[2] 杜力. 一起小动物引发的变电站主变多重故障分析[J]. 农
村电气化,2020(2):32-34.
[3] 冯建伟, 万路. 某变电站主变保护动作分析[J]. 水电站机
电技术,2020(1):44-46.
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[5] 唐安君. 大型变电站主变故障原因分析和处理方法研究
[J]. 企业技术开发,2014(36):101+112.
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