电力变压器的故障诊断方法探析王同起

电力变压器的故障诊断方法探析王同起

王同起闫永刚

国网冠县供电公司，山东聊城252500

摘要：电力变压器是电力系统的重要组成部分。电力系统的正常运行离不开电力变压器的保护。如果变压器发生故障，将对电网的正常运行产生很大的影响。因此，对电力变压器进行诊断是非常必要的。但在实际工作中，电力变压器故障诊断中存在许多问题。最突出的问题是随机性和模糊性。为了有效地解决这些问题，人们尝试了各种方法。准确分析电力变压器故障产生的原因，使电力变压器故障得到更好的处理。文章在分析常见的电力变压器故障的基础上，对一些故障诊断方法进行了一定的研究，以期为电力变压器故障诊断提供一些参考。

关键词：电力变压器；变压器故障；故障诊断

引言：随着经济水平的提高，电力在生产和生活中的应用越来越重要。电力系统的安全稳定已成为保证电力系统发挥作用的一个重要问题。变压器的合理使用和维护对于电力系统的稳定和可持续发展是非常必要的。通过对变压器的合理维护，保证了电力传输和使用的连续性，保证了正常的生产和使用寿命。因此，有必要及时检测变压器的状态，及时处理和纠正问题。通过有效地实施状态维护和故障诊断，可以最大限度地降低电力变压器的故障风险，进一步保证电力变压器的安全使用。

1、电力变压器状态检修的意义

变压器在电力系统电力的转换和传输中起着重要的作用，也是生产生活用电用电形式转换的关键。变压器本身由于组织上的问题，可以说是长时间的维护和维护，损坏的风险不仅可能导致生产和寿命的停滞和困难，还可能导致安全问题。因此，从防控、有效监控工作入手，及时发现问题，及时解决是必然的。因此，在变压器使用过程中，不可避免地要及时防范和控制这种风险，使电力系统具有稳定的维护功能。

2、变压器故障分析

2.1热性故障一分接开关

电力变压器切换开关在运行中因压接不实、接点接触不良等导致裸金属过热直至发生严重的电弧烧伤，这类故障虽主要表现为过热性质，但在发生故障后对设备解体检查时常见接点部位有不同程度的电蚀甚至电弧放电损伤，因此，这类故障常表现出过热包含放电性质的迹象。热性故障的发生发展过程决定了绝缘油裂解所生成的气体产物。持续过热或者缓慢进展的过热情况，其过热部位的温度变化是一个渐升的过程。如果初始阶段过热温度较低，绝缘油仅被轻微分解，热解过程比较缓慢，主要生成CH4，C2H6.C3H8等饱和烃类物质；过热点温度逐渐增高，将会加速油质的裂解程度，随之生成的气体产物主要是C2H6，C2H4等不饱和烃类。达到800℃以上时，油将大部分被裂解成H2，CH4和C2H2等结构简单的气体组成并生成相当数量的碳化物。

2.2短路故障

一般来说，短路故障通常是由温度过高引起的，而对于电力变压器来说，短路故障有两种情况。(1)绝缘过热故障发生时，会产生很高的短路电流，产生相当大的热量，变压器温度会导致高温故障。当发生绝缘过热故障时，如果变压器本身受到短路电流的影响，变压器的绝缘材料就会受到严重损坏。此时，变压器可能发生故障，造成火灾或人员伤亡。(2)绕组变形失效，短路冲击，短路电流小，不会影响保护继电器的正常运行，变压器绕组变形现象不明显。

2.3绕组故障

变压器绕组是变压器的核心。它是电力传输和转换的核心。是构成变压器输入、输出电能的电气回路。它是变压器的主要组成部分。故障模式可分为局部绝缘老化、绕组受潮、绕组断路、绕组松动、变形、位移、绕组烧损等。其中绕组短路又可分为：匝间短路、相间短路和股间短路。

对于变压器绕组松动、变形、失稳，绝缘损伤现象，变压器虽能运行，但实质上内部已受损，抗短路能力差，若外部短路或遭到雷击，会进一步使绕组松散，致使内部场强分布不均，起不到均衡作用，极易导致局部放电进而损伤导线，从而降低了变压器的抗短路冲击能力。另外松散导线也易在电磁力振动情况下，互相磨擦而划破绝缘。而绕组烧损是指绕组绝缘部分碳化，最终形成绕组短路。

绕组断路是指当高压侧一相断路时，变压器将在非全相状态下运行，变压器低压三相电压、电流均呈现不平衡状态，三相直流电阻也不平衡；当低压侧两相断路时，变压器单相负载运行，断路两相低压无电压、电流，变压器则不能运行。

3、电力变压器常见故障诊断方法

3.1人工智能技术诊断

随着人工智能理论的出现和不断发展，越来越多的人工智能理论被应用到电力变压器故障诊断中，为电力变压器故障诊断技术开辟了一条新的途径。通过人工智能的理论和方法，可以有效地系统化电力变压器故障诊断的经验和知识，建立变压器故障诊断和维护的知识库。通过这种不断积累，可以不断完善和丰富电力变压器故障诊断与维护知识库，为电力变压器故障检修工作人员提供可靠的参考。目前，人工智能技术有很多，如专家系统、神经网络、遗传算法等。然而，由于技术上的限制，各种人工智能技术都有一定的缺陷，因此需要多种人工智能。通过技术的结合，我们有效地克服了他们的缺点。例如，人工神经网络可以有效地与专家系统相结合，从而有效地提高了故障诊断的准确性。随着传感器技术和信息处理技术的发展，人工智能技术在电力变压器故障诊断中的应用将更加成熟。

3.2局部放电在线监测技术

是检测变压器绝缘故障的一种有效手段。当变压器具体内部结构发生故障或运行条件恶劣时，会由于局部场强过高而产生局部放电。在局部放电过程中易产生电脉冲、电磁辐射、超声波、光等现象，此时操作人员可根据相应的电脉冲检测法、超声波检测法、光测法等方法对其局部放电的大小数据和增长率的高低进行监测，以确定变压器内部故障问题。

3.3局部放电在线监测技术

这是一种有效的变压器绝缘故障检测方法。局部磁场过大导致变压器内部结构失效或运行条件差时发生局部放电。在局部放电过程中易产生电脉冲、电磁辐射、超声波、光等现象，此时操作人员可根据相应的电脉冲检测法、超声波检测法、光测法等方法对其局部放电的大小数据和增长率高低进行监测，以确定变压器内部故障问题。

3.4故障树分析法

故障树是故障诊断中最普通、最常用的方法.故障树分析法，是一种自上而下逐层展开的图形演绎方法，是通过对可能造成系统故障的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素等）进行分析，画出逻辑框图（即故障树）。它把所研究系统的最不希望发生的故障状态作为故障分析的目标，然后寻找导致这一故障发生的全部因素，再找造成这些因素发生的下一级全部直接因素。一直追查到那些原始的、无需再深究的因素为止。其目的是判明基本故障、确定故障原因、故障影响和发生概率等。利用故障树逻辑图形作为模型，可以分析系统发生故障的各种途径。计算或估计顶事件发生概率及系统的一些可靠性指标，从而对系统的可靠性及其故障进行定量分析。

4、结束语

电力变压器的故障诊断对变压器以及整个电力系统的安全平稳运作有重大意义。减少电力变压器故障率，增加电气设备的可靠性，一方面取决于设备的制造和安装质量，另一方面在于设备的检修维护和必要的预防监测。当电力变压器发生故障时，加强故障诊断技术，能够准确地分析出故障性质，以及快速判断出故障部位，及时排除变压器的故障，从而提高电力变压器的健康水平。

参考文献:

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