電氣設備中變壓器故障分析

李香陽?田敬容?劉心宇?胡江

摘要：變壓器是日常生活中相對常見的電力系統元器件，在電力系統中扮演著至關重要的角色，影響著整個電力系統的安全可靠運行，只要發生故障，就會直接干擾電能的傳輸與電能的分配，嚴重的影響到了企業的制造生產與居民的正常用電，停電時間過長甚至還會導致巨額的經濟損失甚至是人員傷亡事故。所以，提前預判變壓器也許會出現的故障，還應該保證其故障的準確性，加強對變壓器的實時監測水平與應急故障處理技術就顯得非常關鍵。

關鍵詞：電氣設備;變壓器;故障診斷

前言

由于變壓器在整個電氣設備中具有不可替代的重要地位，是系統中的關鍵裝置，變壓器裝置的應用，除了能夠確保供電配電網的運行安全且高效，還能夠按照需求調整電源，達到電源的最優配置，因此維持變壓器的高效運行顯得至關重要，務必時刻主動關注的它的運行狀態，進行完善和維護，并對變壓器的故障積極做出研究和處理，從而保證電氣設備的平穩運行。

1.分析變壓器產生故障的原因

根據不完全數據統計可知，在整個電力系統產生的故障中，由電力變壓器出現故障引起的損耗一直都在電力系統的事故損失中占據著主導地位。在對變壓器進行保養與檢修時能夠了解到變壓器的油溫狀態與風冷裝置所產生的的問題最頻繁，而導致變電站變壓器油溫變化的因素很多，例如在其變電站的變壓器啟動時，裝置中的油分離器會聚集大量的隔膜空氣，只要用力的重心不對就會使得密封墊圈移位和裂開，從而造成法蘭泄漏。而同樣關鍵的風冷系統在裝置在工作時會形成大量的熱量集聚在變壓器中，嚴重的降低了其使用性能和服務，也縮短了變壓器的運行壽命。

1.1油溫過高

是由于變壓器中的銅與鐵的耗損將轉化為熱能，所以油循環能夠進行輻射和傳導，并一步步向外部擴散以達到熱平衡的狀態。變壓器的整體維持著十分平穩的狀態，表面的溫度計大多是用來對變壓器的最高溫度進行測試，而變壓器的機油溫度極限應當成參考，要是油溫超過相應的極限標準，就能夠確認油溫狀態異常，一般具有兩個關鍵因素會造成油溫上升的異常狀況：第一是外部因素，要是環境溫度大于40攝氏度或者裝置的運行超過負荷，則油泵或冷卻風扇就容易發生機油溫度異常的狀況，另外，由溫度過高的問題造成的機油量減少，和散熱器閥關閉的情形也會導致異常的機油溫度。再者是設備的內部因素，就像因為內部出現故障而形成的熱量上升，機油的循環以及加熱部分不均勻，鐵芯內部引線接頭加熱過高，鐵芯夾中的循環電流，線圈放電和變壓器匝間短路等一系列情況都有可能造成變壓器中異常的油溫問題。

1.2變壓器氣體問題

變壓器風冷裝置發生故障的具體因素如下：第一，控制設備的部件水汽重太過于濕潤，同時變壓器風冷裝置的控制設備中運用的電子零件由于環境變化大，控制設備中的電子部件受潮等其他因素，都會造成變壓器空氣冷卻裝置中的電子部件不能應用其功能，從而使得變壓器發生異常。第二個原因是變壓器風冷裝置的風扇發生故障，由于風扇需要長時間高速度、高負荷運轉，再加上惡劣的工作環境，其風冷裝置中的風扇就會發生故障。通過音頻復位，變壓器電流檢測，變壓器電壓檢測，變壓器絕緣接地檢測，絕緣油質量檢測，繼電器雜質氣體檢測，變壓器油溫度檢查，繞組絕緣電阻測量等，分析變壓器氣體保護問題以確定是否存在變壓器氣體保護故障。

2變壓器的故障診斷方法研究

2.1油中氣體色譜檢測方法

變壓器的故障類型具有易變性，經過實驗驗證，油中氣體色譜檢測是結合化學分析方法，在變壓器故障診斷中準確性很高，能夠檢測出潛在的故障風險，這對變壓器潛在故障引起的安全隱患的避免發揮著關鍵的意義。油中氣體色譜分析法的原理是利用特定的烴類氣體的速率變化受溫度變化的影響而建立的。據此人們可以依據溫度的變化直觀地判斷變壓器是否正常運行。一般來說，溫度變化主要是因為放電、放熱和電弧造成的。在故障產生時很多氣體都會消解在絕緣油中，只有少部分的氣體會以油質表面為載體到繼電器中，因此必須定時檢測變壓器油中的氣體含量，以此來判斷變壓器是正常運行還是存在潛伏故障，避免事故的發生。

2.2變壓器絕緣故障的色譜分析和在線監測方法

實施氣體色譜分析法是希望可以利用對變壓器油中溶解氣體比重和生成速度的分析來預測變壓器能夠成功運轉，要是出現安全隱患就得找到故障所在之處與類型。變壓器色譜在線監測的優勢是可以及時的檢測出潛在的故障風險，與定期檢測技術相比更安全，所以在線監測技術在系統的檢測中運用得十分廣泛，是準確檢測和維修的前提條件，也給變壓器穩定運行提供了技術保障。

3.變壓器常見故障處理

3.1定時查看變壓器中的防爆裝置或泄壓閥膜，以保證其正常使用

要是檢查發現變壓器的呼吸器有被堵住了，就應該進行排堵操作，然后相應地調節隔膜的松緊程度，調節完成后查看膠片的可用性。變壓器中出現短路的情況時，最好按照變壓器內部氣體的濃度找到故障點，然后針對性地做出完善處理，檢析套管時，優先查看其內部構造，以保證中間沒有不明物體。假如在套管中找到了異物，就應該立即更換變壓器，有更換套管或在套管外部涂防污涂料兩種方式來解決。要是想要提高變壓器的性能，檢查變壓器的密封墊是否完好，其使用的墊片一定得擁有很好的耐油性和耐高溫性，才能保證變壓器具有良好的性能。

3.2過載優化設計方案分析

高負載變壓器熱點溫度上升和油溫升高之間的關聯，規劃熱點溫度上升的計算方法，對高負荷配電變壓器的油氣特性做出分析，優化負載過高的配電變壓器可能的出現的問題進行診斷。對各區域有差別的負荷特性的配電變壓器的典型配置模式，結合不同地區的負荷特性，研究高負荷配電變壓器的配置要求，建立建全生命周期成本分析模型，分析提出適用于偏遠地區負荷特性變壓器的經典配置方式。

3.3變壓器氣體問題處理

經過音頻復位，變壓器電流檢測，變壓器電壓檢測，變壓器絕緣接地檢測，絕緣油質量檢測，繼電器雜質氣體檢測，變壓器油溫度檢查，繞組絕緣電阻測量等，分析變壓器氣體保護問題以確定是否存在變壓器氣體保護故障。

結束語

為了確保電力系統的正常、可靠、平穩運行，就應該強化低壓配電保護電器的監督選擇，確保所采用的低壓配電保護電器性能達到標準，進一步減少電網供電環節中設備發生故障的幾率。

參考文獻：

[1]陳冬冬.工廠供電系統低壓配電保護電器的選擇研究[J].現代工業經濟和信息化，2016，6（3）：53-54.

[2]謝海涵.工廠供電系統低壓配電保護電器的選擇[J].中國新技術新產品，2015（9）：54-54.