变压器故障分析及诊断方式韩钟

变压器故障分析及诊断方式韩钟

韩钟

(天威保变（秦皇岛）变压器有限公司河北秦皇岛066206)

摘要：电力变压器作为连接供电系统各装置的重要环节，其可靠性和持续性是电力生产和传输的关键。变压器故障可能发生于跳闸导致的不可见供断期，因此，良好的维护策略是避免电力系统故障至关重要的环节。本文通过诊断结果和实验综述了电力系统故障的潜在原因，并对不同类型的测试分析和监测手段进行研究。

关键词：变压器；故障分析；诊断方式

1变压器的用途

电力变压器（简称变压器）是用于改变交流电压大小的电气设备。其根据电磁感应原理，能够实现将某一级别的交流电压变换到另一级交流电压，以满足不同场所的用电需求，所以，变压器在电力系统和供电系统中起着非常重要的作用。另一方面，由于受发电机的绝缘水平，发电机工作的输出电压通常为6.3KV，10.5KV或者20KV。这样的低电压很难满足电能长距离传输的要求。因为对功率一定的电能进行传输时，电压越低，电流越大，过高的电流会导致输送电能产生巨大的传输消耗。因此，只有通过升压变压器将发电机的端电压提高到数万伏到数十万伏，以降低电力输送中电流，减少传输线上的能量损失，实现在不增加传输导线的横截面情况完成电能的长距离传输，最大限度降低电能传输消耗。

2变压器故障分析

依据变压器维护流程对电力变压器进行故障根源分析，电力变压器故障可分为三种模式：电力故障、机械故障和热力学故障。这些故障又可进一步分为内部故障（绝缘老化、线圈松动、过热、受潮、绝缘油污染、局部放电等）及外部故障（系统转换操作、系统过载、系统错误等）。绝大部分变压器故障可以分为电弧放电、电晕放电、纤维过热和绝缘油过热四类，每类错误均对应多种成因。以绝缘油污染为例，通常是由于绝缘油降解、过载、热力学压力等因素作用于套管导致。对变压器和保护继电器引起的跳闸案例进行分析，结果发现87%的变压器跳闸现象是电力系统故障导致，这其中10%伴随着保护继电器误操作，其余则是由于变压器本身的故障。与此同时，发现变压器的跳闸次数随时间变化。

2.1引线部位故障

变压器故障发生的部位来分析，引线部位故障在配电变压器故障中占有最大比重。这方面故障主要是由于引线之间焊接不牢、软铜片焊接不良、引线与接线铜柱下部连接不紧等导致变压器出现局部过热或者开焊等现象。引线部位常常导致变压器不能正常运行，也极易因为三相电压不平衡导致相关配电、用电设备烧毁，对配电安全运行产生恶劣影响。

2.2变压器渗油漏油

变压器渗油漏油在电力变压器当中属于很常见的一种故障。这一类故障不容忽视，站在其表现角度加以分析，可以把变压器渗油漏油故障分成油箱焊缝漏油以及低压侧套管漏油、防爆管漏油。通过分析发现产生该类故障的原因主要包括三点：（1）在焊接油箱的过程中存在操作不规范的问题，造成设备在运行时漏油；（2）在安装高压套管的升高座等部件时使用胶垫，造成连接漏缝，引发漏油问题；（3）电力变压器的低压侧遭受引线过短、母线拉伸等影响，并且螺纹也会因受到胶珠的压力出现漏油问题。

2.3铁芯故障

铁芯故障形成的原因主要是铁芯柱的铁轮夹紧螺杆或穿心螺杆绝缘体损坏。铁芯故障极可能会造成局部短路的问题，穿心螺杆和铁芯叠片重合连接，出现环流引起局部过热，局部铁芯受损，涡流过热也会破坏叠片的绝缘体机构，让变压器空载的损失增大，绝缘油彻底恶化。

3电力变压器的故障诊断

解决电力变压器故障问题，最有效的方法是做好电力变压器的检查与预防工作。工作人员要通过定期检查，做好电力变压器的故障预防工作，降低电力变压器出现故障的几率。

3.1变压器油中溶解气体的分析

这种诊断方式属于变压器故障诊断中的早期诊断，即它主要是通过分析油中的溶解气体来判断变压器的故障形式和故障原因，根据相关数据调查显示此项诊断技术已经得到了世界范围内的广泛认可，且同时也在全世界得到了显著的推广和应用。经过长期的实践探索，从目前来看现阶段国内外在进行变压器油中溶解气体的判断方法主要包括了特征气体法、比例法、模糊诊断法等，虽然这种分析方式能较为迅速和准确地分析出电力变压器的故障原因，但却也存在一定的局限性，即它无法完全客观准确的诊断出电力变压器的所有故障。

3.2变压器红外诊断

红外诊断其实简单来说，主要指的是在进行电力变压器的故障诊断过程中，一种相关工作人员非接触变压器而进行的检测及诊断技术，即与变压器油中溶解气体的分析技术相比，此项技术的应用范围较广，且它主要是通过研究和分析变压器温度分布场，定位出缺陷部位，准确找到故障点，与其它技术相比，红外诊断技术不会受到外界高压电场的影响，在检测时变压器依然能够正常运行，不用停机，具有安全、经济和高可靠性的特点。

3.3状态检修技术

3.3.1基础管理工作

基础工作是进行状态检修的管理。运行人员要做好对于变压器设备运用状况的记录，包括技术资料、相关会议记录、实验数据、出厂报告等。同时也要记录安装报告、铭牌阐述、巡检记录、运行资料等，还要掌握包括诊断性实验报告、技术改造资料、检修资料、反措实施等，对同一型号的有家族缺陷的设备要进行整理记录。

3.3.2变压器信息收集

变压器状态检修的相关信息，如下：（1）变压器运行状况。包括变压器中低压附近的短路电流的情况、短路的次数、变压器的负荷数据、变压器的温度变化、温度过高的情况、油色谱、接地线的腐蚀情况等；（2）对于变压器的情况进行巡视。巡视内容包括变压器的油位、是否漏油、油温情况，变压器在使用过程中的噪声、变压器的震动状况、是否表面产生腐蚀、以及呼吸器的情况等。（3）记录变压器的实验阶段的数据。数据记录包括变压器的直流电的测试、绕组电容量、短路绕组、油中水分、极化指数、铁芯绝缘电阻等。对上述数据进行分析。

3.4具体故障诊断

第一，对于引线故障来说，需要严格检查各连接点和焊接点的连接情况，对发生脱落的地方进行重新焊接，焊接过后也要注意对接触面的清洁工作。第二，对于变压器渗油漏油故障应对不同情况采取不同诊断方式：（1）油箱焊缝漏油故障，直接焊接其平面接缝，对于拐角处则向找出渗漏点，接着专门焊接渗漏点，此时还要注意考虑拐角内的应力参数，避免因应力引发再次漏油故障。（2）针对低压侧套管区域的漏油故障，应先排除母线过度拉伸或者引线过短等因素，在伸缩母线、调整引线长度之后通常就能解决问题。（3）面对变压器防爆管区域漏油故障，如果发现是因为变压器的内部压力太大，油箱破裂，那么就会震荡防爆管，应及时将防爆管拆除，或改装变压器的压力释放阀门，排除故障。第三，对于铁芯故障来说，如果电力变压器出现该故障，则须及时停电对铁芯的绝缘电阻进行测量，取油样进行数据分析，对气相色谱和电气法数据进行综合分析，测试绝缘体的强度，对低于标准的绝缘体及时更换绝缘垫、螺栓套管和硅钢片。

4结束语

电力变压器发生故障，不仅会大大提升电力事故率，还会对人们的正常工作、生活产生巨大的影响，给相关产业链的健康稳定发展带来巨大威胁。故此，做好电力变压器故障分析和诊断工作尤为重要，需要深入探索与研究。

参考文献:

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