変圧器の一般的な異常現象の判定と治療

変圧器の異常動作解析

I. 変圧器の異常音

変圧器の電源を入れるとすぐにブーンという音がしますが、これは主に高電圧の磁束によるものです。通常運転中は、変圧器の音は一定です。それ以外の音がする場合は、原因を慎重に調べて対処してください。

1. 変圧器の音が通常よりも大きく、かつ均一な音である場合、以下の理由が考えられます。

（１）電力系統で過電圧が発生する。電力系統で単相接地または共振過電圧が発生すると、変圧器の音が大きくなる。この場合、電圧計の指示と合わせて総合的な判断を行うことができる。

（２）変圧器が過負荷になると、変圧器から大きな「ブーン」という音が鳴ります。変圧器の負荷が許容される通常の過負荷値を超えていることが判明した場合は、現場規則の規定に従って変圧器の負荷を低減する必要があります。

対処方法：原因を分析し、記録を作成し、監視を強化し、変圧器の正常な動作をできるだけ早く回復させる。過負荷が原因の場合は、過負荷処理の原則に従う。

2. 変圧器にノイズがある

変圧器の一部の部品の緩みが原因である可能性があります。変圧器の異音が明らかに大きくなり、電流や電圧に明らかな異常が見られない場合は、内部クランプや鉄心を押さえているネジの緩みが原因で、珪素鋼板の振動が増加している可能性があります。

対処方法：変圧器の動作に影響がない場合は、一時的に放置してもよい。記録を作成し、監視を強化し、停電点検および対処のため、配電担当者および関係責任者に報告する。

3. 変圧器から放電音がする

変圧器から「パチッ」という放電音が聞こえる場合、夜間や雨天時に変圧器のブッシング付近で青いコロナ放電や火花が発生する場合は、磁器部品がひどく汚染されているか、機器のラインカードの接触不良を示しています。変圧器の内部放電は、接地されていない部品の静電気放電、コイルの巻線間放電、またはタップチェンジャーの接触不良による放電のいずれかです。

処置方法：この時点で配電担当者および関係責任者に報告し、変圧器の停電点検および処置を申請する。

4. 変圧器にひびが入っている

これは変圧器の内部または表面の絶縁が破損していることを示しており、点検のため直ちに変圧器を停止する必要があります。

5. 変圧器から水が沸騰するような音がする

変圧器から沸騰音が聞こえ、温度が急激に変化し、油面が上昇する場合は、変圧器の巻線に短絡またはタップ切換器の接触不良による深刻な過熱が発生していると判断し、直ちに変圧器を停止して点検を行う必要があります。

II. 上部油温が高い

一般的に、変圧器の運転中は上部油温を検知し、上部油温の監視によって巻線温度を制御して絶縁レベルの低下や劣化を防ぐ必要があります。通常の負荷および冷却条件下で、変圧器の油温が通常より10℃以上高い場合、または変圧器の負荷が変わらないにもかかわらず油温が継続的に上昇する場合、検査結果で冷却装置が正常であり、温度計に異常がないことが証明された場合は、変圧器に内部故障（鉄心火災や巻線間短絡など）が発生していると考えられます。この場合、変圧器の事故拡大を防ぐため、直ちに変圧器を停止する必要があります。

III．油の異常な色

変圧器油は、通常の状態では明るい黄色で透明であるべきである。運転中に油面計の油の色が変化した場合は、連絡して油のサンプルを採取し、化学分析を行う。運転中に変圧器油の色が急激に悪化したり、油中に炭素が混入するなど異常が見られた場合は、直ちに電源を遮断して点検および処置を行う。

IV．油面異常

変圧器のオイルコンサベーターには油面計が装備されており、通常、温度が-30℃、+20℃、+40℃のときに3本の油面線が表示されます。これらの3本の線によって、給油またはオイル抜きが必要かどうかを判断できます。

油面レベルが高い：

運転中の変圧器の油面が高すぎる場合、またはコンサベータから油が溢れた場合は、まず変圧器の負荷と温度が正常かどうかを確認してください。負荷と温度が正常であれば、油面の異常はブリーザーまたは油面計の詰まりが原因であると判断できます。この場合、当直の指令員の承認を得た上で、ガス（重ガス）保護装置を信号に切り替え、その後、呼吸器を浚渫して処理してください。周囲温度が高いためにコンサベータから油が溢れた場合は、油を排出してください。

オイルレベルが低い：

変圧器の油面が低すぎると、ガス（軽ガス）保護が作動します。深刻な油不足の場合、鉄心と巻線が空気にさらされ、湿気を帯びやすく、絶縁破壊を引き起こす可能性があります。そのため、運転中は真空注入方式で変圧器に給油する必要があります。大量の油漏れにより油面が急速に低下し、ガスリレーを下回るか、または低下し続ける場合は、直ちに変圧器を停止してください。

V. 過負荷

変圧器の運転中に過負荷が発生すると、電流計の表示値が安定値を超え、信号や警報ベルが作動することがあります。運転担当者は、以下の原則に従って対応してください。

① 各側の電流が規定値を超えていないか確認し、当直担当者に報告してください。

② 変圧器の油面と温度が正常かどうかを確認し、すべての冷却装置を同時に作動させる。

③ 運転モードを適時に調整してください。予備の変圧器がある場合は、それを運転状態にしてください。

④ 配車担当者に連絡して、負荷配分を適宜調整してください。

⑤ 通常の過負荷の場合、許容運転時間は過負荷の倍数に応じて決定され、油面および油温の監視を強化する必要があります。許容値を超えてはなりません。時間が超過した場合は、直ちに負荷を低減する必要があります。

⑥ 偶発的な過負荷が発生した場合、許容過負荷倍率および過負荷時間は製造元の規定に従うものとする。過負荷倍率および過負荷時間が許容値を超えた場合は、変圧器の適合性も規定に従って低減するものとする。

⑦ 変圧器および関連システムの包括的な点検を実施し、発見された異常を報告し、対処する。

VI. 冷却システムの故障

変圧器の冷却システム（水中油ポンプおよび冷却水システムを指す）が故障し、変圧器から冷却器待機入力および冷却器全停止の信号が送信された場合、以下の措置を講じるものとする。

1. 予備冷却装置がすぐに作動しているかどうかを確認してください。

2. 停電の原因を直ちに調査し、冷却装置の正常な動作モードにできるだけ早く復旧させてください。

3. 変圧器の上部油温と油面の監視を強化する。特に冷却装置の完全停止時間中は強化する。

4. 冷却システムが一時的に復旧できない場合は、負荷を減らすか、変圧器の運転を停止して、変圧器が規定の非冷却時間を超えて運転され、過熱や損傷を引き起こすことを防ぐ。

VII. ガス防護措置

ガス防護措置を講じる理由は以下のとおりです。

1. 変圧器に軽微な不具合があり、微弱なガスが発生しています。

2. 変圧器内部に空気が侵入する。

3. 油面が低下する。

4. 二次回路の故障（直流システムの2点接地など）により誤動作が発生する。

ガス保護信号が表示されたら、オペレーターは直ちに変圧器の外部点検を実施しなければならない。まず、コンサベータの油面と油の色、ガスリレー内のガスの有無、ガスの量と色を確認し、次に変圧器本体と強制油循環システムからの油漏れがないかを確認する。同時に、変圧器の負荷、温度、音も確認する。外部点検後、異常が見られない場合は、変圧器からガスを抜き取り、ガスの性質を調べ、必要に応じて油サンプルを採取して試験を行い、総合的に故障の原因を特定する。

VIII．運転中に発熱しやすい部品とその理由

1. タップスイッチの接触不良

接触不良は接触抵抗の増加、消費電力の増加、そして激しい発熱を引き起こします。これは特にタップ切り替え後や変圧器の過負荷時に発生しやすいです。

2. 巻線間短絡

巻線間短絡とは、隣接する巻線間の絶縁が損傷する状態を指します。これにより短絡ループが形成され、当該相の巻線数が減少します。短絡ループ内では交流磁束によって短絡電流が発生し、高熱を生じ、変圧器の焼損につながる可能性があります。

3. 鉄芯シリコン鋼板間に短絡が発生している

ケイ素鋼板間の塗膜絶縁は、外部からの力による損傷や絶縁体の経年劣化によって損傷し、渦電流が増加して局所的な過熱を引き起こし、深刻な場合には溶融損傷に至ることもあり、これがいわゆる鉄心火災である。

4. 他の部品との接触不良により、局所的な過熱が発生する。

対処方法：過熱した部分の温度変化を綿密に監視し、運転の安全性を確保し、過熱の原因を分析し、配電担当者に連絡し、停電に対処する。

変圧器の事故処理

概要：DL/T572-95 電力変圧器動作仕様書の6.1.2項によると：

以下のいずれかの状況が発生した場合は、変圧器を直ちに停止しなければならない。予備の変圧器が使用されている場合は、できるだけ早くそれを稼働させなければならない。

A. 変圧器の騒音が明らかに増加しており、非常に異常で、内部に亀裂があります。

B. 深刻な油漏れまたは油の注入により、油面が油面計の表示限界を下回る。

C. ブッシングが深刻な損傷を受け、排出されている。

D. 変圧器から煙が出て発火する。

I. 変圧器の自動遮断

変圧器の自動遮断後、以下の点検および処置を実施しなければならない。

① 変圧器の自動トリップ後、オペレーターは体系的な処理、すなわち、予備変圧器を稼働させ、運転モードと負荷配分を調整し、運転システムとその機器を正常な状態に維持しなければならない。

② どの保護措置が取られているか、またそれが正しいかどうかを確認します。

③ システムに障害があるかどうか、また障害の性質を理解する。

④電源は、以下の条件を満たしていれば、外部検査なしで一度テストできます。人による接触、誤操作、保護装置の誤操作。

低電圧過電流保護または時間制限過電流保護が作動し、変圧器の次のレベルの機器が同時にトリップするが、その保護は作動せず、故障箇所は隔離されている。

⑤ 差動保護、ガス保護、急速遮断過電流保護などの保護措置が作動し、故障時に影響が生じた場合は、変圧器とそのシステムを詳細に点検し、停電および絶縁測定を行う必要があります。原因が特定され、適切に対処されるまで、変圧器の運転は禁止されています。

II．ガス保護動作（トリップ）

変圧器のガス保護作動が停止した場合、以下の点検および処置を実施しなければならない。

a) ガスリレーからガスを採取し、クロマトグラフィー分析を行う。ガスがない場合は、二次回路およびガスリレーの端子とリード線の絶縁状態を確認する。

b) 油面、油温、油の色に変化がないか確認する。

c) 防爆管が破損していないか確認し、油を噴霧する。

d) 変圧器の筐体が変形していないか、溶接部に油が注入されていないかを確認します。

e) 検査後に異常が見つからず、故障の原因が二次回路の故障であることが確認された場合、差動保護および過電流保護が作動しているときにガス保護を信号に接続するか、または退出させ、電源を一度テストし、監視を強化する必要があります。

f) ガスリレー内にガスがある場合、または上記の項目 a、b、c、d に問題がある場合は、電源を切って点検し、適切な処置を行い、点検とテストに合格した後に運転を開始することができます。

III．電圧変成器の過電流保護動作

変圧器の過電流保護装置が作動してトリップした場合、以下の点検および処置を実施しなければならない。

a) バス本体およびバスに搭載されている機器に短絡やその他の不具合がないか点検する。

b) 変圧器の複数の測定装置が短絡していないか確認する。

c) 低電圧側保護が作動しているか、各回線の保護が作動しているかを確認します。

d) バスが故障していることを確認したら、そのバスが管理する回線を開放する必要があります。

e) バスの故障が発生した場合は、バスの切り替えまたは負荷の移転を検討してください。

f) 運行がスキップであることが確認された場合は、当直の運行管理者に連絡し、一度電源を入れてみてください。

g) テスト電源が正常であれば、故障箇所を1つずつ特定します。

h) 回路が原因であれば、故障要因が除去された後に電力を送電できます。

IV．変圧器の差動保護動作

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変圧器の差動保護動作が作動した後、以下の点検および処置を実施しなければならない。

a) 変圧器に異常がないか、また差動保護範囲内の碍子にフラッシュオーバーや損傷がないかを確認します。

リード線がショートしていないか確認してください。

b) 差動保護の範囲内の機器に明らかな故障がない場合は、リレー保護および二次回路に故障がないか確認してください。

直流回路が2点で接地されているか確認してください。

c) 上記の検査の結果、不具合がなく、主任技師が報告書を承認した場合、負荷を切り離した状態で漸進圧力試験を実施する。

有効性が証明されてから運用を開始する。

d) 電気回路および二次回路の誤動作が発生した場合、主任技師の承認を得て差動保護を解除することができる。

変圧器を稼働させる。

e) 差動保護とガス保護が同時に作動して変圧器をトリップさせた場合、

変圧器が稼働を開始した。

V. 圧力容器が炎上

変圧器火災の対処原則：停電→油抜き→消火。

① 停電: 変圧器が発火し、保護装置が自動的に作動しない場合、回路ブレーカーと絶縁装置が作動します。

スイッチをオフにしたまま、クーラーから出て電源を切ってください。隣接機器の動作に危険がある場合は、速やかにご連絡ください。

隣接する機器の運転を停止してください。

② オイルドレン：変圧器の上部カバーにオイルが溢れて引火した場合は、変圧器下部のオイルドレンバルブを開けてオイルを排出します。

非常用油槽により、変圧器の油面が火災発生レベルより低くなる。変圧器の内部故障により火災が発生した場合

爆発を防ぐため、油を抜いてください。変圧器の筐体が破損し、油が溢れた場合は、水と電気を排出するために変圧器油槽を閉鎖してください。

オイル排出用電動バルブを開けて、オイルを主変圧器の非常用オイルプールに排出してください。

③ 消火ポンプを起動し、消火用水バルブを開けて変圧器に放水し、消火する。 ④ 上司に報告し、緊急時対応計画を開始する。

⑤ 消防署に連絡し、対応を支援する。

注：個人の安全を危険にさらすことなく消火活動に参加できます。二酸化炭素、4つの

塩素化炭素、粉末消火器、乾燥砂。消防士はガスマスクを着用するべきである。消火活動の指揮には特別な人員を配置する。

犠牲者を出さない。