电力变压器常见故障分析与诊断探讨杨仙峰

电力变压器常见故障分析与诊断探讨杨仙峰

杨仙峰朱凤艳褚翠梅马锋娟

（国网山西省电力公司运城供电公司山西运城044000）

摘要：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。

关键词：电力变压器；故障分析；故障诊断

引言

在电力系统中电力变压器是不可或缺的和非常重要的昂贵的电气设备之一，也是输变电、配电设备中故障率较高的环节，在电网安全运行中处于非常基础的地位，它的运行状态是否正常不可避免的影响到整个电力系统能否安全、经济的运行。所以，电力变压器发生故障和异常的诊断分析是电力工作者必须掌握的一项技能。

一、电力变压器故障种类

1、常见的电力变压器故障类型可以分为以下几种：（1）绝缘故障。变压器的绝缘主要包括绝缘板、绝缘垫、变压器油。在高温、高压、水分的侵蚀下，这些绝缘材料可能会加速老化，进而可能导致局部温度过高或局部发生放电，严重时就会使变压器发生跳闸故障；（2）相间短路故障。这种故障会造成流过绕组的故障电流提升，其提升值甚至可能达到正常流过绕组电流的数十倍，从而造成变压器内部过热。同时，故障电流产生的电应力也会作用在绕组上，严重的就可能造成绕组发生变形，进而导致短路和绝缘损坏故障的发生；（3）铁芯多点接地。在正常情况下，变压器的铁芯不允许多点接地，一旦出现两个接地点，那么就会导致铁芯涡流出现，进而使得变压器的绕组温度和油温都明显提高，而这会加速变压器油的分解，进而导致故障发生；（4）断线故障。变压器因为安装施工不合理等因素的影响，可能会造成接头松动、引线脱落等情况，而这些故障可能会导致变压器发生断线故障。一旦电力变压器发生断线故障，三相电压就无法实现平衡，此时会提高变压器的空载损耗，严重的甚至可能在断口处引发放电现象。（5）变压器渗油故障。在电力变压器的故障当中最为常见的是其渗油故障。电力变压器渗油本身就会为空气造成污染，也会造成能源的浪费，更是加大了公司的成本增加，为公司增加了更多的经济压力。在安全隐患方面，变压器的渗油现象会影响其在运行过程中的正常运作，有时会造成机器设备的停止运行或者设备造成严重的损毁。该种现象的发生为环境增加了污染，也为用电的客户带来了很多的不便。

二、电力变压器故障的产生原因

1、变压器质量不过关

由于不同质量变压器的绕组和绝缘层材料对于过电压和过电流的承受能力不同，变压器内部结构设置的不合理以及制造工艺的精度不高，都会为未来的变压器使用埋下故障隐患。所以，选择了质量不好的变压器就容易造成一些安全隐患，不利于保证日常用电的安全。而且如果一旦出现变压器故障，那么就会给使用者造成严重生命安全损失，因此，必须要选择高质量的变压器，保证安全使用。

2、流入电压的异常升高

受到雷雨天气的影响，或者是流入电压突然升高的情况，这种电压通常是正常流入电压的数倍，往往会对变压器的绝缘层产生损坏，造成电力变压器的故障。所以，在面对不稳定电压的地区，一定要注意及时的检查。

3、绝缘层的老化造成的故障

由于电力变压器的长时间运行，线路接头或者局部电阻过大，产生的热量过大，长时间过热，导致绝缘层老化，线路脱漆粘连，导致短路，造成变压器的设备故障。

三、电力变压器故障诊断技术

1、电力变压器故障诊断的传统检测技术

传统检测技术包括变压器油中溶解气体分析、直流电阻检测、极化指数检测、油质检测等等。其中油中溶解气体分析（DGA）在电力变压器的早期故障期是应用最多的也是最重要的。DGA在全世界也是公认的，使用最广泛的一项故障诊断检测技术。DGA通过分析变压器油中溶解气体来对电力变压器的故障进行判断，国内外的电力研究者使用了三种判断方法来对变压器油色谱绝缘故障进行判断，这三种方法是特征气体法、模糊诊断法、比例法（TCG）。DGA也使用了两种方法来判断故障，是特征气体法和IEC推荐的三比值法。这些方法是一些经验的总结，具有针对性，不能解决所有的故障诊断。IEC推荐的三比值法还有可能诊断失败，因为其编码不全，在多重故障下，故障气体比值编码没有相对应的比值组合。

2、电力变压器的故障诊断的新检测技术

（1）红外线诊断技术

除了溶解气体技术以外，在变电器的维护工作当中，对于红外线技术的使用也非常普遍。在红外线的原理当中，有许多相关的技术可以被利用在对电力设备的检查当中。根据相关研究者的调查分析，结果发现红外线技术可以有效的对电力变压器的故障进行检测，其主要是通过红外线的波长，对变压器的整体温度进行探测。根据红外线波长的不同，可以实现对变压器温度变化的实时监测，并在第一时间内对电力变压器进行故障排查和检修，确保变压器的稳定运行。目前，国内外的部分相关学者根据此类方法设计出了红外线诊断仪器，电力企业内部的工作人员通过对仪器的安装和使用，就可以实现对电力变压器当前状态的监测，这种方式被应用于我国的许多电力企业当中。

（2）电力变压器绕组变形检测技术

变压器绕组受外力冲击或者电力冲击引起局部变形和整体位移，其内部的电感、电容等参数的分布就会有一些变化，利用频率响应分析法就可以分析是否变形。正常没变形时，三相频谱特性相关性好，曲线基本重合，一旦发生变形，事故前后的三相频谱特性相关性变差，曲线偏离原坐标，出现新的频响曲线，对比这两条线就可以分析评估整体变形情况。需要注意的是，近年来频频发生电力变压器近区（或出口）短路故障，对变压器绕组造成电力冲击，所以此新技术应使广大电力工作者知悉。

结束语

总之，电力系统变压器出现故障，可能会诱发电力系统瘫痪，对人们的经济和生活带来不良影响。在日常运行中，变压器的故障类型有很多，诱发故障产生的原因也有很多。为了预防变压器故障，要使用不同的检测方法对其进行检测，以做好变压器故障的防控工作。

参考文献：

[1]万能飞.基于油气分析优化的电力变压器故障诊断算法研究[D].重庆大学，2015.

[2]王国平，余涛，傅森木，钟运平，张勇，程小华.基于DGA的变压器故障诊断智能方法分析[J].电力建设，2015，06：34-39.

[3]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，2015，01：20-21.

[4]王俊宁，姚莉.电力变压器常见故障及在线监测技术分析[J].科技创新与应用，2014，09（13）：141.