淺談電力變壓器故障與故障診斷分析

孟令伍 張學智

國網遼寧省電力有限公司營口供電公司

淺談電力變壓器故障與故障診斷分析

孟令伍 張學智

國網遼寧省電力有限公司營口供電公司

近年來，隨著經濟的發展以及城市化進程的不斷推進，使得人們在生產生活中所需的用電量日漸增多，在這樣的背景之下，如何推行電力系統的平穩正常運行就成為了亟待解決的問題。在日常運行中，變壓器的故障類型有很多，誘發故障產生的原因也有很多，因此務必要對電力變壓器的故障診斷工作引起足夠的重視，采取各種方式對電力變壓器故障進行有效的診斷，從而保證電力系統的安全和正常運行。基于此本文分析了電力變壓器故障與故障診斷。

電力變壓器；故障；故障診斷

1、變壓器的結構和分類

1.1 變壓器的結構

變壓器的結構由本體設備和附屬設備兩大部分構成。本體設備部分主要有變壓器器身﹑變壓器油﹑油箱組成。其中油箱的作用是容納變壓器器身和變壓器油;變壓器油的作用是用于器身冷卻﹑防腐和絕緣;變壓器器身由線圈﹑鐵芯及其夾緊裝置構成。附屬設備部分包括高壓套管﹑低壓套管﹑油枕﹑分接開關﹑呼吸器﹑防爆管﹑散熱器﹑凈油器﹑氣體繼電器﹑溫度計等。也可簡單歸納為變壓器冷卻系統﹑變壓器本體保護裝置﹑變壓器油系統﹑變壓器測試儀表裝置等。

1.2 變壓器的分類

變壓器按冷卻和絕緣介質的不同可分為三類：一是油浸式電力變壓器，采用礦物油作為冷卻和絕緣介質;二是氣體絕緣電力變壓器，采用人工合成的氣體作為冷卻和絕緣介質;三是干式電力變壓器，采用空氣作為冷卻和絕緣介質。

2、電力變壓器常見故障診斷

2.1 絕緣性故障

在電力變壓器運行的過程中，其絕緣性是否優良直接影響到了運行過程中的安全性以及通暢性。引起電力變壓器的絕緣性降低的原因較多，主要是：一是由于電力變壓器內部材料老化而導致的絕緣性降低，這種情況的出現主要是由于相關的內部元件以及應用材料所使用的時間過長，繼而超過了都使用壽命而出現明顯的老化現象。再者就是內部材料在運行的過程中，因為一些機械運動而出現了磨損，繼而由此降低了相關設備的絕緣性。對此，則需要相關的工作人員更換內部元件，繼而由此保證材料的絕緣性。二是由于絕緣油在使用的過程中發生物理化學反應，繼而導致了相關性能的降低。具體來說，電力變壓器絕緣油出現問題的原因主要有：一是因為絕緣油性質不穩定，容易受潮繼而電離分解，失去了絕緣的效果，二是其在使用的過程中，跟氧分子進行化學反應，繼而由此產生腐蝕效果，并對電力變壓器內部的元件進行腐蝕，最終導致了絕緣性的降低。

2.2 短路故障

短路問題作為電力變壓器在運行過程中最常見的故障，造成該故障出現的原因有很多。其中影響最為普遍的就是受到內部電磁環境的影響，從而導致電力變壓器的內部出現電位差，從而造成電火花的出現，并最終導致電力變壓器出現短路，繼而使得相關的構件以及絕緣系統受到損害，并阻礙了電力變壓器的正常運行。

2.3 引線故障

引線作為電力變壓器中用于連接各元件的線路，其在實際的運用過程中也時常出現故障，并導致了其所連接的各種零部件受到影響，繼而嚴重阻礙了電力變壓器的正常運行。造成引線故障主要有兩個方面的原因：一是在引線固定的過程中采取電焊的方式，而在焊接的過程中可能會出現引線固定不穩的情況，繼而誘發故障。二是由于其他零部件出現故障，繼而對引線產生了不良影響，并最終導致引線故障。基于這種情況，就需要相關的工作人員對電力變壓器進行定期的維護與保養，并在這一過程中對各部件進行檢查﹑拆卸以及更換，并清零設備內部積留的雜物。

3、變壓器故障診斷技術和方法探析

3.1 常用診斷方法

在現實工作中，變壓器故障診斷和檢測方法有很多，例如：電氣預防試驗法﹑直觀檢查法和油中溶解氣體分解法等。

第一，電氣預防試驗法。在變壓器故障眾多的診斷方法中，電氣預防試驗法是最常用的方法，相較于其他方法來說，這種方法診斷的準確性較高。

第二，直觀檢查法。這種方法可以用來檢查一些直觀的變壓器故障，具有簡便易行的特征，多用于變壓器的日常巡檢。

第三，油中溶解氣體分解法。一般來說，變壓器故障和油中溶解的氣體類型有密切的相關性，因此，通過對油中溶解氣體的分析就能夠對變壓器的故障類型進行判斷，該方法的應用效果非常好。

3.2 診斷技術

3.2.1 依據不同的部位分類分析。變壓器的故障部位不同，其可能發生的故障類型和應采取的故障處理方法也存在差異，所以應針對不同部位分類來對變壓器的故障進行分析，進而為后續的檢修處理提供科學依據。如因變壓器內螺栓松動﹑法蘭不平以及焊接質量存在問題，就可能造成油箱的密封性下降，進而引發漏油﹑漏氣等問題；又如因變壓器的鐵芯質量不合格，鐵芯片的毛刺過大，就可能導致鐵芯出現多點接地的問題等。

3.2.2 根據計劃維修。根據所轄區域電力變壓器的實際運行狀況和故障發生規律制定合理的檢修計劃。檢修計劃的制定要有科學依據，既不能因過度維修而造成資源浪費，也不能使變壓器內存在的故障隱患長時間得不到檢修處理，要結合具體地區變壓器的實際運行狀況和故障發生規律來合理制定。

3.2.3 運用完善的在線監測技術。除了合理制定并落實計劃檢修工作外，還要加強對變壓器運行狀況的在線監測工作，從而確保電力變壓器的異常問題可以得到及時有效的處理。

第一，振動分析法。振動分析法指的是在變壓器運行的過程中，對變壓器的振動信號進行監測，對監測結果進行分析，從而與變壓器的運行狀態進行監測，及時發現異常，將故障消滅在萌芽狀態。

第二，局部放電檢測法。如果變壓器在運行的過程中出現內部故障，就會發生局部放電現象，其放電水平和放電增長速率會有很大的波動。在這樣的情況下，對變壓器的局部放電進行監測，就能夠有效地判斷出變壓器是否存在安全隱患，以對其進行及時消滅，以保證其正常運行。

第三，繞組溫度指示法。在變壓器運行的過程中，一旦繞組發生故障，繞組就會過熱，因此通過對繞組溫度的監測就能很好地掌握繞組的工作狀態，從而消除變壓器的安全隱患。

總之，為了確保電力變壓器能夠正常穩定運行，企業有必要加強對電力變壓器的故障分析和診斷工作，以最大限度地降低損失，進而充分保障供電企業實現經濟效益和社會責任，因此需要進一步加強對其的研究。

[1]高駿.電力變壓器故障診斷與狀態綜合評價研究[D].華中科技大學，2011.

[2]鄭含博.電力變壓器狀態評估及故障診斷方法研究[D].重慶大學，2012.