变压器的状态分析方法

变压器的状态分析方法

张锋徐强张永庆李冬伟

(国网黑龙江省电力有限公司检修公司齐齐哈尔运维分部黑龙江省齐齐哈尔市161000)

摘要：变压器在电力系统中发挥着输变配电的功能，变压器的运行状态直接关系着发电厂和电网的有效连接，对变压器的状态进行分析，并提出相应诊断方法是本论文研究的目的。

关键词：变压器状态分析、故障诊断

0引言

变压器是一种在电力系统中得到广泛应用并且价格昂贵的设备，在日常运行中一旦变压器发生事故，直接经济损失（因变压器跳闸引起的开停机和机组负荷损失）可达百万，另外因变压器故障引起的维修费用也不容忽视。因此对变压器的运行状态进行分析，并提出相应整改措施就显得很有必要。

变压器故障状态：

①变压器内部音响很大，且不均匀，有爆裂声；

②在正常冷却条件及负荷情况下，变压器上层油温不正常，并不断上升；

③变压器故障引起油枕或防爆管喷油；

④严重漏油致使看不见油位或油面下降，低于油位计的指示限度；

⑤油色变化过甚，油内出现碳质物等；

⑥套管有严重的破损、放电现象；

⑦压力释放装置动作而不返回，向外大量喷油；

⑧干式变压器有放电声，并有异臭；

⑨变压器冒烟着火；

⑩当变压器附近的设备着火、爆炸或发生其它情况，对变压器构成严重威胁时；

2电力变压器状态评估需要的参数

如何才能全面的、准确的评估电力变压器的状态，这需要通过一些能体现电力变压器运作状态的相关参数来进行评估判断。一般情况下，直接取得电力变压器的使用寿命模型是不现实的，所以才需要通过一些具体的运行参数来进行评估分析电力变压器的运行状态。我们把这些能够反应出电力变压器运行状态的相关参考量和数据统称为状态量，即特征量。我们可以通过电力试验、非电力试验、不良运行记录、运行历史数据等途径来获得这些可以反映出电力变压器运行状态的特征量，包括声音、图像、现象、数据等。

变压器的组成包括冷却系统、分接开关、套管、本体以及非电量保护，其中非电量保护包含油温、油位指示计、气体继电器以及压力释放阀等。所以，只凭一个特征量来全面有效的评估电力变压器的运行状态是很困难的，一定要结合多个特征量来进行全面的准确的分析评估，才能取得真正有效的结果。目前依据电力变压器的检修情形，我们把电力变压器的运行状态评估影响因素分成以下几个方面。

2.1油气中溶解的气体评估

电力变压器内的油中可溶解的气体丰富的包含着能反映电力变压器运行状态的相关参数，我们一般使用神经网络的非线性映射功能，来对油中各成分气体的体积分数进行评估分析，从而取得一个特征量。

2.2变压器电气试验

变压器电气试验是用来反映电力变压器的绝缘特性以及电气的相关参数，主要包括吸收比、电阻、介质损耗角正切、绕组直流电阻以及电阻。

2.3电力变压器油特性

电力变压器油是变压器中最为重要的绝缘介质，我们可以通过对变压器的油试验中油气含量以及油介质损耗等参考量分析来评估电力变压器的运行状态。

2.4其他相关因素

我们在对电力变压器评估参考除上述的三种主要因素外，还会通过电力变压器的历史运行资料记录、相关检修记录、相关附件的运行状态以及运行环境等因素来进行分析评估。这其中，历史运行资料记录包括电力变压器的负荷情况、运行温度、近区短路状况以及相关保护装置的动作状况等因素；相关附件运行状态主要检测附件的相关检测参数以及外观的异常状态；而运行环境因素主要包括空气的温度湿度以及污染情况等参数。

3变压器故障分析

1、导电回路过热故障

主要有引线接触不良（包括将军帽接线装置过热）、线圈导线接头焊接质量差以及虚焊、过负荷运行等都会引起导电回路局部过热。

2、绝缘水平下降

主要有变压器进水受潮(包括将军帽密封不良进水)、变压器油油质不良(如介损偏大、有微生物、含水量高等)，变压器内部局部过热也会造成绝缘损坏以及绝缘材料的热解。变压器所用的电气材料包括绝缘材料、导体(金属)材料两大类。

绝缘纸的成分是纤维素，主要是由糖或多糖类构成的高分子碳水化合物。金属材料在绝缘物的热分解过程中会起到催化作用，当有水分存在时，还会产生氢气。

3、产气故障

常见的产气故障有过热和放电两种类型。放电故障可分为局部放电和其他形式的放电故障两种类型。过热故障的主要原因有：①导体故障；②磁路故障；③接点或连接不良。

4、调压开关故障

调压开关主触头没有到位，调压开关抽头引线松动，调压开关触头烧毛，调压开关触头接触压力不够；还有有载调压开关中的切换开关接触不良，切换开关触头烧毛，过渡电阻断线、调压时滑档等；另外还有渗油，即切换开关中油渗到本体中引起本体油色谱异常等。

5、变压器绕组变形

在运输过程中不注意或没有采取安全措施使绕组发生移位。由于抗短路能力差，当发生出口短路时，变压器绕组发生变形或散架，严重时造成变压器烧毁。

4电力变压器的故障诊断

4.1变压器漏油故障

若电力变压器出现漏油故障，将会给输电单位造成相当严重的环境污染以及不可估量的经济效益损失，同时，电力变压器还会受到不同程度的运行稳定与安全性的影响，从而影响到后面的电力传输与转换。我们将电力变压器漏油细分一下以集中情况。

4.1.1防爆管漏油

防爆管起到的作用就是保护电力变压器的油箱，防止油箱出现爆裂破损。但是防爆管本身就是有玻璃膜结构，其受震动较易发生破裂损坏，若在玻璃膜发生破裂时不能及时进行玻璃膜的更换，会使其中的纸绝缘受潮。若出现防爆管漏油故障，我们只需直接对防爆管进行拆除，适当改装电力变压器里的压力释放阀门就可以解决。

4.1.2油箱的焊接处漏油故障

若出现油箱的焊接处漏油故障，我们需要做几下几项工作：利用尺寸适合的铁板对渗漏点进行补焊；若是两个面的连接处，可将铁板裁剪为纺锤状，再进行补焊；若是三个面的连接处，这就需要结合实际情形，对铁板进行适当合理的裁剪为尺寸合适的三角形，然后再进行补焊。

4.2铁芯多出接地故障

依据规定，电力变压器中的铁芯只能有唯一一个部位接地，若出现两处甚至三处多处的部位接地，则为铁芯多处接地故障。这会使铁芯无法正常运行，同时影响到电力变压器的正常稳定运行。我们可以通过直流电流对其进行冲击来解决这类故障。具体做法为：首先全面拆除铁芯上的接地线，然后再铁芯和油箱之间进行直流电压冲击，一般多进行几次冲击，都可以烧掉多出来的接地线，此外也可以直接打开油箱进行检查，消除多出的接地线，这也可以解决铁芯多处接地的故障。

4.3接头过热故障

若出现接头过热故障，则会烧断接头，电力变压器进而无法运行。我们通常通过以下方法来解决此故障

4.3.1利用铜质、铝制的电线

电力变压器的接头一般都是铜质的，但受周围环境的影响较大，若周围环境湿度大，就不能使用铝制电线进行连接，在潮湿的环境，两者会发生电解质反应。我们应该在铜质导体与铝制导体进行连接时，一端设为铝制导体，一端设为铜质导体的专用接头。

4.3.2进行普通连接

当下电力变压器一般都使用的是普通连接，但这就要求连接处必须是一个平面，而且接免必须保持干净清洁，然后在干净无污渍的接面上均匀平稳的涂抹导电涂膏，以确保普通连接可以正常有效的接通。

5结束语

本文主要就变压器的故障状态进行了分析，并探索了变压器状态分析的方法，从中找到变压器的主要故障，并对变压器的故障诊断进行了探析。

参考资料:

1、《变压器安装维护使用说明书》（特变电工有限公司）