變壓器的運行故障及其診斷方法

徐 侃

福建華電可門發電有限公司 福建 福州 350512

引言：

變壓器在整個電力系統中的作用是不可替代的，要想對電力系統能源供應的效果加以保證，最為重要的是需要我們針對變壓器的穩定性進行全面深入的研究分析，對變壓器的故障種類以及造成故障的根源加以判斷，從而從根本上對變壓器的正常運行加以保證。

1 變壓器的故障種類

1.1 基本分類

（1）按發生故障的位置進行區分

繞組故障：這一故障通常是出現在繞組之間的短路和出現在線匝之間的匝間短路問題。

套管故障：由于管道線路老舊沒有及時進行更換而導致的短路故障。

（2）按故障現象進行區分

熱故障是依據其溫度的不懂來對故障的種類進行劃分的，通常對于不超過一百五十攝氏度定為輕度過熱，而超出一百五十小于三百攝氏度定為低溫過熱，在三百到七百攝氏度之間為中溫過熱，若是高于七百攝氏度則是高溫過熱。

電故障分類原則是按照能量密度強度來劃分，主要分為火花放電、高能電弧放電及局部放電。

局部放電：一般的時候，局部放電會產生一定的氫氣，還有少量的甲烷。在達到一定范圍的時候，也會釋放少量的乙炔，也就是在受到電壓影響之后，從而導致某邊緣位置放電并且出現擊穿的情況。諸如：在油體或者是其他固體材料中出現氣泡或者是空隙的時候，最終會導致空隙兩側發生放電的情況。

如果電位波動十分頻繁或者是油體中出現大量的雜質的時候，往往會導致火花放電情況的發生，我們可以利用氫氣以及乙炔的氣體中相對總烴含量來對是不是屬于火花放電的情況進行分析。

電弧放電其實質是因為電能超過一定的標準范圍而出現的情況，一般的時候，電弧放電過程中會形成大量的乙炔以及氫氣，在總烴中的占比會達到百分之四十。電弧放電所引發的危害最為嚴重，由于故障往往是在沒有任何準確的情況下發生的，所以最終往往會導致線路斷裂的情況發生。

2. 變壓器自身故障

一旦變壓器自身出現故障勢必會引發一系列的不良情況的發生，主要表現為產生氣體的速度以及氣體的占比的改變，導致這一問題的根源主要是因為運行時間持續過長所導致的，絕緣油以及固體材料在長時間使用之后往往會發生老化以及變質的情況，在使用過程中就會形成大量的氣體。因為變壓器故障種類以及氣體成分之間存在密切的關聯，所以在出現變壓器自身過熱故障或者是放電故障的時候，我們可以利用色譜法檢測的方法來對故障問題根源加以判斷，這一方法的實質是結合氣體中各個成分的海量來對氣體形成速率來進行綜合分析的。在變壓器自身出現故障的時候，故障情況越嚴重，那么產生氣體的速率就會越快，總量也會越多。相反，如果故障情況較輕，那么氣體的生成速率就會越低，氣體總量也會較少。

2.1 熱性故障

熱故障的發生概率較高，并且與變壓器的運行效果存在密切的關聯。導致熱故障情況發生的根源較多，諸如：繞組結構溫度過高，氣體交換設備故障，線路問題等等。繞組結構出現的熱故障通常可以劃分為兩種形式，即：技術和質量。其中技術是說所使用的技術與實際需求存在較大的差異，技術無法滿足生產的實際需求，最終導致在后期的技術使用過程中發生老化的情況十分嚴重，最終導致匝間短路而引發熱故障的情況。質量是說物料和設備自身具有一定的缺陷，這也是產品自身的質量問題，最終會導致匝間短路，雖然后果不會十分嚴重，但是如果長時間不能給予解決，勢必會導致整個系統不斷升溫而引發熱故障的發生。

2.2 電性故障

電性故障其實質是因為電場能量超出了既定的標準的時候，或者是將擊穿絕緣材料層的時候，導致變壓器自身能量分配不均衡，在能量集中在間隙之后會導致局部放電。如果是間歇性放電那么就可以判斷為火花放電。或者是產生電弧構成電弧放電，上述三種情況都被稱為電性放電故障。電性故障的發生對設備的損害最為嚴重，往往會對絕緣材料造成損壞，通常在這一故障發生之后，需要更換零部件才能保證系統的正常運轉。一般情況下，人們會將擊穿線圈內部空間或者是導致引線斷裂而引發在線圈之中的故障叫做電弧放線。如果出現這類故障，系統中會在短時間內產生大量的氣體，這類故障無法在前期進行準確的預判，因為在外部進行觀察并不能發現任何的異常，而內部的變化短時間內是瞬息萬變的，所有任何情況都有可能出現，針對這一問題要想從根本上加以解決，最為有效的方法就與引用監測技術，針對系統運行情況進行實時監測。

3 變壓器的故障判斷

變壓器的故障千變萬化，經過大量的信息數據分析我們發現，油體中氣體色譜檢測其融入了化學分析的方法，在針對變壓器故障進行判斷的時候效果較好，可以檢測出大量的隱形故障，為后期的故障解決工作的開展創造良好的基礎。油體中氣體色譜分析方法其實質是運用相應的烴類氣體因為受到溫度的波動而導致速率的改變而形成的。結合這一問題人們可以結合溫度變化情況對變壓器的運行狀況進行判斷。通常來說，溫度的改變通常都是由于放電、放熱或者是電弧問題所導致的。在故障出現之后，往往會將大部分的氣體在絕緣油中進行消解，但是還會有較少的氣體會附著在油體表層被運送到繼電器之中，所以務必要對變壓器中的氣體含量進行檢測，這樣才能更加準確的對變壓器內部是不是存在故障問題加以判斷。經過完善后的變壓器相色譜分析法在進行故障判斷的時候，效果更加明顯，適合大范圍的加以運用。

4 結束語

變壓器在整個電力系統中所起到的作用是非常關鍵的，為了確保變壓器運行的效率和質量，務必要充分結合實際情況對變壓器進行定期養護工作，采用適當的方法對變壓器運行情況進行判斷，為電力系統正常運轉創造良好的基礎。