电力变压器故障分析及诊断技术研究

作者：宁雷港 齐士伟

来源：《电力设备管理·下半月》2018年第03期

摘要：近年来，电力变压器故障时有发生，而这些故障可能导致大型电力事故的发生，进而给供电企业和社会生产造成巨大的损失。因此，供电企业有必要加强对电力变压器的故障分析和诊断工作，以最大限度地降低损失，进而充分保障供电企业实现经济效益和社会责任。 关键词：电力变压器；故障分析；故障诊断；研究 引言

变压器是电力系统中的重要设备之一，其运行状态的好坏直接决定了电力系统的安全性与稳定性，但是由于电力变压器长期处于运行状态下，因为老化、外力破坏等因素，产生故障是不可避免的。电力变压器的故障机理以及故障原因十分复杂，对故障诊断工作带来了极大的困难。对于电力变压器进行故障分析和诊断，能够帮助检修人员更快地找到潜在隐患，及时采取相应措施，避免大型故障的产生，从而有效提升配电网的供电率。 1概述

随着经济社会的发展，我国的工业生产水平和人民生活质量都取得了显著的提高，但同时对各种能源的消耗量也与日俱增。而电能作为当前社会生产和生活中使用最为广泛的能源之一，其每年的消耗量更是呈现出大幅度增长的态势，这无疑对电能的正常供应和传输提出了更高的要求。在电力系统中，电力变压器是最重要的设备之一，一旦其发生故障，就可能导致大范围的停电事故，社会影响极其巨大，需要引起我们的充分重视。现阶段，我国电力系统的运行电压在不断提高，变压器的容量也越来越大，这一方面反映了我国电力系统的快速发展，但同时对电力变压器的运行可靠性也提出了更大的挑战。为了确保电力变压器能够正常稳定运行，尽量避免因变压器故障而造成的大型电力事故发生，供电企业有必要加强对电力变压器的故障分析和诊断工作，以最大限度地降低损失，进而充分保障供电企业实现经济效益和社会责任。

2变压器故障诊断技术分析 2.1变压器故障红外诊断方法

随着现代光电技术的飞速发展，变压器红外诊断技术得到了非常普遍的应用，变压器红外诊断技术指的是利用红外线原理，通过专业的仪器对电力变压器内部实施红外探测，之后再结合探测结果进行相关分析，从而对变压器故障进行准确的判断。外诊断技术包含了温差判断

法、相对温差法和图像特征分析法等，通常情况下红外诊断技术都是应用于变压器热故障中，一般分为外部与内部两种情况的热故障。其一是外部热故障，这一故障部位常常暴露于设备之外，可以直接观察到，主要包含：因为外部接头接触不良产生的故障、绝缘层被损坏、老化等性能下降引发的故障、漏磁造成的涡流以及冷却系统问题等造成的热故障。上述故障都能够通过红外热成像来进行判断同时可以准确找到故障发生区域。其二是内部热故障，这种类型的故障常见于变压器内部，红外诊断技术即使能够利用热成像来对故障区域进行初步的判断，但是要准确的找到其发生部位还存在一定的困难。变压器内部热故障通常来说在线圈、开关或者一些电路元件中产生，发生过热问题之后非常容易扩散到其他部件上，对变压器的其他部分产生不良影响。因为变压器结构相对复杂，在得到热成像之后还必须要同时进行其他检测试验来进行分析，才能够准确的找出故障发生部位和故障类型。 2.2变压器绕组变形故障的诊断及分析

在变压器可能存在的众多故障类型中，短路故障占据了其中的很大部分，短路故障发生之后对变压器造成的损坏非常之大，甚至还会直接烧毁变压器，导致较大的经济损失。绕组变形是引发短路故障的一个主要因素，所谓绕组变形即是当绕组受力以后，轴向与辐向发生了结构上的变化，这样的变化无法逆转。绕组变形在一定程度上对变压器结构产生了改变，对其绝缘性能也有非常大的影响，属于一种危险的潜伏故障。可以采取绕组变形测试法来掌握变压器内部绕组变形的具体状况。第一是短路阻抗法，在较低电流环境下测量变压器的单相工频短路阻抗，将变压器在不同时间段的短路阻抗进行分析对比，结合其变化规律来作出最终判断。第二是低压脉冲法，指的是在变压器绕组的一端给予标准脉冲信号，同时对这一端子和其他端子的电压信号进行记录，之后将时域内的激励与响应作出对比分析，便能够对绕组变形状态进行判断。

2.3其他判断方法

在上文中所论述的是现阶段经常使用的浸式变压器，在对其进行故障分析和诊断的过程中，还能够根据其温度变化、油液气味的变化来进行检查，从而能够第一时间发现并解决问题。第一是根据其温度变化进行诊断，在电力变压器的实际运行时一般都带有发热现象，当存在短路故障时，其发热量就会急剧上升，直接体现在温度的提升上，所以在进行故障诊断时，除了要利用声音进行分析，也能够站在温度的角度进行判定。变压器故障发生率最高的往往是绝缘层老化破损的部位，为了最大限度的确保电力变压器运行的稳定性，必须要对其温度变化进行仔细检查。为了实现这个目标，可以在变压器内部插入一支温度计来获得实时读取温度的速度，并进行自我检测、如果油温出现异常现象，则必须第一时间停止任何操作，同时检查是否是因为绕组短路而引起的，另外还要查看变压器冷却系统的工作状态，进而让其快速降温。第二是电力变压器内部油液气味发生变化，在变压器稳定运行时常常会产生如同铜与铁灼烧之后的气味，如果其中存在其他不明气味，现场作业人员以及管理人员必须要对变压器展开深入调查，以尽快发现故障原因。因为故障发生之后，防爆管的防爆膜开始破碎，空气中的水分子

进入油箱内部，导致绝缘油发生改变。不仅可以利用上文中阐述的几种方法对变压器的故障进行判定，另外也可以结合电力变压器的油位变化和释放气体等途径来作出分析。 3电力变压器的故障诊断技术探讨 3.1 依据不同的部位分类分析

变压器的故障部位不同，其可能发生的故障类型和应采取的故障处理方法也存在差异，所以应针对不同部位分类来对变压器的故障进行分析，进而为后续的检修处理提供科学依据。如因变压器内螺栓松动、法兰不平以及焊接质量存在问题，就可能造成油箱的密封性下降，进而引发漏油、漏气等问题；又如因变压器的铁芯质量不合格，铁芯片的毛刺过大，就可能导致铁芯出现多点接地的问题等。 3.2 跳闸的处理

当变压器出现自动跳闸现象时，首先需要对故障原因进行分析。如果经过分析后确认是人为故障，那么可以在排除人为失误后就恢复送电工作；如果经过分析确认是变压器内部故障造成，那就必须对故障原因作进一步的分析和诊断工作，只有待内部故障原因被查明并被排除后，才能继续开展送电工作。 3.3 根据计划维修

根据所辖区域电力变压器的实际运行状况和故障发生规律制定合理的检修计划。检修计划的制定要有科学依据，既不能因过度维修而造成资源浪费，也不能使变压器内存在的故障隐患长时间得不到检修处理，要结合具体地区变压器的实际运行状况和故障发生规律来合理制定。 结语

电力变压器在我国的电力系统当中具有不可替代的作用，加強对我国电力变压器维修工作的管理有助于我国工业用电和居民用电的正常运行，对提高我国的经济发展有重大意义。 参考文献

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