电力变压器故障分析与技术改进王昆鹏

电力变压器故障分析与技术改进王昆鹏

王昆鹏

山东泰开变压器有限公司山东泰安271000）

摘要：随着日常生产生活中电力资源需求量的持续增加，电力系统运行的安全性、稳定性越来越受国家的重视。作为电力系统的重要组成设备之一，变压器运行的持续性、安全性，决定着电力系统是否能正常安全的运行，关系着人们对电力资源的需求是否能够得到满足。在电力系统长时间运行过程中，变压器容易因外力破坏、元件老化等原因而产生故障，造成电力变压器无法正常工作，并影响到电力系统的运行，极易造成严重的安全事故，而这也对变压器故障诊断提出了更高的要求。因此，本文对电力变压器故障分析与技术改进进行讨论。

关键词：电力变压器；故障分析；技术改进

1电力变压器的作用

电力变压器在运行过程中的主要作用就是对电能进行传输，其涉及到的主要参数是容量。电力变压器中的额定能量代表传输电能能力的大小。目前，在运行过程中节能效果较好的电力变压器使用的铁心材料都为非晶合金，这主要是因为其空载情况下消耗值较低。但这种变压器在设计上十分麻烦，不仅需要对非金合金的选取要进行严格控制，而且在应用过程中需要确保铁心不会受到外力的影响，只要这样才能使最终的空载消耗值得到保证。

电力变压器在变电所以及发电厂中有着广泛的应用。对电力变压器进行合理应用不仅可以降低输电过程中的能源损耗，而且可以通过变压操作，为用户提供适合他们工作和生活的电压。电力变压器在电由电场运输到人们生活中起着转换作用，在电力运输中如何降低电能的损耗对于提高电气企业的经济效益和环境效益有着重要意义。从目前的手段来看，多数电厂在电力运输过程中都通过改用优质导线和提高电压两种方式降低在电力运输过程中的能量损耗，其中变压器起到的作用很大。

2电力变压器常见故障分析

2.1变压器短路故障分析

在平常工作中，变压器短路故障主要是发生在接口或者引线相连的地方，这两个地方发生短路故障都会带来严重的影响，最经常出现的状况是电流产生的热量过多，而变压器绝缘材料无法及时散热，从而出现烧毁现象，或者就是继电器自行保护而导致绕组变形的情况。因此，在平时的工作中，要多加的检查和维护，避免两条引线相接触情况发生，这样就可以有效短路故障发生。

2.2绝缘故障分析

油浸变压器早在1887年就已经出现，具有三大特点：提高了变压器的散热效果和热传递效率，减轻设备重量，并提高了有效的冷却降温水平；提高了电气绝缘的强度，减小了设备的体积；降低了变压器内部组件的氧化程度，延长使用寿命。但是油浸变压器长时间的使用，没有适当的维护，会混入杂质、气体、金属等，会加速内部组件的氧化，使油的性质劣化。变质的油液在电场作用下产生电离分析，增加了电导电流。主变压器运行一段时间之后，绝缘体会逐渐溶解在油中，绝缘的性能下降。此外，如果不同的油浸变压器的油液混合使用，也会劣化油质量，加速变压器组件的损坏，导致故障的发生。变压器的寿命取决于绝缘组件的老化程度，而绝缘组件受温度的影响很大，如在油浸变压器中温升超过65摄氏度，会加速损坏，缩短绝缘组件寿命，导致设备损坏，严重的还会危及人身安全。

2.3变压器放电故障分析

在平时放电故障中，变压器放电故障主要可以分为局部放电和火花放电两种。其中，局部放电主要发生在气隙、油膜之间。变压器产生局部放电原因是多样化的，需要根据具体情况进行相应的分析。一般局部放电产生的原因是绝缘油中存在气泡或者固体绝缘材料中存在空洞，这样相应的使介电常数减小和所承受的场强强度增大，从而产生放电现象。此外，外界环境的影响也会导致电压器局部放电现象发生，如材料质量问题、外界气温等。变压器火花放电故障主要包括了以下两个方面，第一，悬浮电位引起的火花放电。这种现象产生的原因是金属部件结构上的原因或是接触不良而产生的，第二，油花杂质引起的火花现象。由于油花本混进了不同的杂质引起了介电常数不同，从而引起不同极化现象，相应伴随火花放电现象产生。

3电力变压器故障的诊断技术改进策略

通过改进变压器故障诊断技术，有助于准确判断变压器出现的故障类型及其原因，并及时排除变压器故障，对保障电力系统及变压器的安全、稳定运行具有重要意义。

3.1红外诊断技术

科技水平的不断提高，对电力故障诊断及检修技术的创新具有重要的推动作用。基于电力变压器故障诊断的需求，作为一种先进的故障诊断技术，变压器红外诊断技术在电力领域得到广泛应用。从技术原理分析，变压器故障红外诊断技术主要是遵循红外线的相关原理。在采用变压器故障红外诊断技术对电力变压器出现的故障进行检测和判断时，需要借助专业的红外检测仪器对出现故障的变压器内部进行探测，依据探测出的红外波长，判断变压器各部位或元件的温度，综合分析变压器出现的故障现象、元件温度和内部探测结果，以便实现对变压器故障类型及原因的准确判断，为变压器维修方案的制定提供科学依据。

利用红外诊断技术判断变压器故障的方法包括多种，如图像特征分析法、温差判断法等，主要适应于探测变压器出现的外部热故障和内部热故障。当变压器出现热故障时，可利用红外诊断技术对变压器进行探测，借助红外热成像判断变压器外部出现的热故障及其原因，如漏磁引起涡流造成的故障、绝缘层损与外部接头接触不良等引发的故障等，通过分析探测结果，制定相应的解决或维修方案，有助于及时、准确排除变压器出现的故障。对变压器内部出现的热故障，可利用红外热成像初步判断变压器内部出现故障的位置，结合对变压器所出现故障现象的分析，以及常见变压器内部故障部位的判断，找出变压器内部出现故障的类型及原因，科学设计维修方案，促使变压器故障能够及时解决，从而保障电力系统的安全、稳定运行。

3.2变压器油中溶解气体分析（DGA）研究

油中溶解气体分析（DGA）就是一种全世界公认的而又被广泛使用的对油绝缘电力变压器进行早期故障诊断的技术。DGA即通过对变压器油中溶解气体的分析来判断变压器存在的故障，国内外电力研究者对变压器油色谱绝缘故障诊断开展了大量的研究工作。常用判断方法有：特征气体方法、比例法TCG方法、模糊诊断法。在DGA中，长期以来采用特征气体法和IEC三比值法。这些方法只是实践经验的总结，不能对所有故障提供完全客观、准确的诊断。其中IEC三比值法存在编码不全问题，当发生多重故障，故障气体比值编码可能找不到相对应的比值组合，则诊断不成功。

变压器绕组变形故障的测试与诊断。电力变压器是电力网的核心设备之一，因此，其运行可靠性将对电力系统的安全起到非常重要的作用。然而，由于设计制造技术、工艺以及运行维护水平的限制，变压器的故障还时有发生，尤其是近年来逐渐引起人们重视的变压器近区（或出口）短路故障，这大大影响了电力系统的安全运行。变压器绕组发生局部的机械变形后，其内部的电感、电容等分布参数必然发生相应变化。利用一定的测试技术，测量变压器各个绕组的某些特定参数，并对测试结果进行纵向或横向（三相之间）比较，就有可能诊断出绕组的扭曲、倾斜、鼓包、移位等变形现象。根据测试手段的不同，常用的测试方法有阻抗法、低压脉冲法和频率响应分析法。

结束语：

[1]何首贤，孙晨祺.电力变压器故障分析及诊断技术研究[J].农村电气化，2015（01）

[2]杨胜谊.电力变压器常见故障分析与处理[J].通讯世界，2014（04）

[3]电力变压器常见故障分析[J].周文莹.科技风.2017（22）