变压器故障分析及预防措施研究

变压器故障分析及预防措施研究

苏锦培

中国能源建设集团广东火电工程有限公司 510700

摘要：电力是社会、民族发展的重要力量，社会生产、重工业的发展离不开电网的稳定运行。随着社会经济的迅速发展，对电力市场的总体需求越来越大，对电力公司的供电能力也有很大的影响，在这样的大环境下，电力公司所面临的挑战也日益凸显。随着中国电网建设的不断发展，各种新型材料、设备、技术在电网建设中得到了广泛的应用，变电站是电网安全、高效、正常、稳定运行的重要保障，变压器的工作稳定与故障预防是影响电网安全运行的重要因素，由于变压器的工作比较复杂，存在着多种因素，其中的变压器故障将会严重地威胁到变电站的安全，进而影响到电网的稳定运行。

关键词：变压器；故障原因；预防措施；

1.电力变压器概述

电力变压器是电厂和变电所的重要设备，变压器的分配工作以交流传输为主，工作原理：当输入的交流电经过升压后，可以保证电力的传输距离较长，同时降低了损耗，但是这种变化对直流电流的影响不大。变压器的输入、输出、铁心是电力变压器的核心，输入线圈也称为初级线圈，其特殊构造为绕在其输入端的铁心，输出线圈又叫二次线圈，它的核心是绕着铁心的金属丝。变压器的工作原理：若将交流电输入一次线圈，则在交流电的一端产生一个交变磁场，使铁心产生交变磁通；另外，由于磁场会形成一个电场，在磁心的磁导率下，交流磁通将对二次线圈起到感应电流的作用，在这种情况下，所引起的电流就是交流电。

2.变压器常见故障类型

2.1渗油漏油故障

漏油故障是目前我国变压器常见的主要故障之一，其后果较为严重，而变压器会因漏油原因的不同而表现出不同程度的泄漏故障，需要相关人员予以充分重视，一般来说，造成变压器漏油的因素相对较多且复杂，不同部位都可能会发生漏油，例如，如果存在焊接错误、焊接密封中有砂眼、密封接头处理不当或安装不当等。主要原因是阀门问题、橡胶垫圈问题、排油和外壳问题。

2.2油温异常故障

正常情况下，变压器的油温和油位将在正常浮动标准范围内，如果超出了标准范围，则可以视为异常故障，变压器油温常见异常故障包括以下几种情况：一是油位异常，如果油箱中的油温在正常范围内，但油位数据不正确，则表明存在假油位，这主要是由于呼吸器堵塞造成的；第二，油位显著下降，油箱油位明显下降的主要原因是油箱泄漏。

2.3分接开关故障

作为变压器的重要组成部分，分接开关的质量直接影响变压器的运行稳定性，需要相关人员的充分重视，一般来说，分接开关触点的弹簧压力直接影响分接开关的质量，如果不能保证其触点的弹簧压力，则无法保证辊压力的均匀性，这将导致开关故障；此外，导致分接开关故障的因素还包括分接开关连接器接触不良以及分接开关切换过程中分接开关位置的错误切换，导致分接开关故障的因素相对较多且复杂，此外，分接开关故障是目前我国变压器最常见的主要故障之一，分接开关故障造成的后果相对严重。在变压器运行期间，需要尽可能避免这些情况，同时，必须保证变压器的整体绝缘性能，以避免短绝缘接近导致开关短路。

2.4噪声故障

从我国现阶段的整体科技水平来看，我国普通变压器在实际运行中不会产生过大的噪声，虽然它们在运行过程中会产生一定的均匀嗡嗡声，但噪音很低，不会影响人们的生活，均匀的声音是变压器稳定运行的标志，如果变压器出现故障，在运行过程中产生的声音可能会变得更大和不稳定，相关人员可以根据变压器发出的声音判断变压器可能出现的故障，主要表现如下：首先，嗡嗡声的音量增大并无其他杂音，表明变压器可能已经处于过载运行状态或者是过电压，工作人员需要及时降低变压器的负载，以确保其承受的负载值在合理范围内；第二个是“哇哇”，声音频率长，持续时间短，该故障的原因是变压器中存在过电压，工作人员可以使用仪表检查变压器；第三种是放电声，当变压器发出放电声音时，表明其套管和油箱中可能存在放电现象，工作人员需要及时关闭变压器，进行详细和系统的检查；第四个是爆炸声，爆破声的出现意味着变压器的绝缘部分可能会损坏，如果工作人员不及时关闭变压器，可能会造成更大的故障和安全事故；第五种是水沸腾的声音，水沸腾的声音意味着变压器存在短路或接触问题，工作人员需要及时停止变压器，以检查故障的各个方面。

2.5套管闪络放电故障

套管闪络放电故障的存在会直接升高变压器的温度，导致变压器长期过载运行，甚至导致绝缘子老化问题，套管闪络的主要原因是高压套管的质量问题。

2.6变压器电性故障

电损伤有低能损伤、局部损伤和高能损伤三种类型，局部击穿的部位是变压器内部的碰撞，绝缘环境和电极，由于其能量密度比较低，因此极易形成高能量的无序状态，其解析度差，主要是因为变压器内部的金属零件有较差的接触，高能量的放电是很高的，造成了衬层和层间的劣化，在很短的一段时间里，就会产生大量的惰性气体。

2.7变压器部位故障

变压器的故障主要有四种：第一种是断路绝缘，其主要原因是由于变压器导线的主绝缘被湿气所破坏，或者由于变压器油的使用，使得油箱中的导线裸露在外，从而造成变压器的内部失效和隔离障碍；二是由于变压器绕组在长时间负荷下，由于绝缘老化或脆化而造成绕组的损伤，从而使变压器的电性能下降，变压器在多次发生短路的情况下，会使线圈受到力而发生变形，在这种情况下，变压器的电压波动会引起线圈的绝缘破裂，从而引起变压器的失效；第三种是通过绝缘体的失效，当变压器的内部绝缘被破坏时，由于电流的振荡，使变压器的内部短路，从而造成电源转接失效；第四类是变压器分接开关，即变压器分接接头存在较长时间的卡合接头，弹簧压力不够大，从而使变压器分接开关的接触面逐步缩小，RPN交换机的接触面很差，造成短路，导致变压器的失效。

3.变压器故障预防措施

3.1对变压器运行的检查

变压器的运行、维护和检查是预防变压器故障的重要手段，在进行操作、维护和检查时，工作人员应从以下角度进行工作：首先，检查上部油温，变压器油箱的上油温将直接反馈变压器的运行状态，如果上部油温超过额定温度范围，则表明变压器的工作温度过高，这是异常的；第二，检查机油质量，在某些情况下，油箱中的油的质量也将成为判断变压器运行状态的重要依据，如果变压器正常运行且无故障，油箱中的油将呈现透明和淡黄色状态；第三，检查油箱外部设施。油箱外部设施损坏或失效是导致外部失效的主要原因，作为油箱外部设施的关键部件，套管的清洁度、质量和损坏程度将在一定程度上决定变压器的运行稳定性，此外，工作人员还应重点检查变压器的冷却系统，以确保冷却系统正常运行；第四，观察变压器的运行声音，如果变压器没有内部故障，其运行声音相对均匀，音量较小，否则，表示变压器有故障；第五，根据天气情况开展有针对性的检查，在相同的天气条件下，变压器的运行状态也会发生一定的变化，因此工作人员需要根据天气情况调整检查方向和检查内容，并对变压器进行专项检查。

3.2改进变压器预防检修的技术手段

技术手段是变压器运行、维护和检查的保证。在新时代，越来越多的先进技术得到了发展，为了确保和提高变压器故障预防的有效性，要积极改进操作、维护和检查的技术手段，并引进和使用先进的新技术，例如，在运行、维护和检查过程中，可以引入监测技术，借助各种类型和功能的传感技术和微电子技术，实现对设备运行状态的及时、准确监测，同时，它还可以与信息技术和网络技术相结合，实现对变压器状态的系统化、智能化监测，从而实时掌握变压器的运行状态，实时分析判断变压器的运行状况，及时发现变压器的潜在故障，促进制定有针对性的维护计划。

3.3放电故障预防措施

首先，防止套管闪络爆炸，清洁和管理套管本身及其工作环境，防止套管密封泄漏，及时拆卸并检查套管出口端子、截止损耗和电容；第二，防止分接开关事故，积极测量零件分接部分的电压比和直流电阻，在不改变分接位置的情况下，及时修理空载分接开关，当改变分接位置时，应多次转移出口，在安装和维护过程中，逐一仔细检查选择开关、过渡电阻、弹簧状态、材料表面涂层等；第三，防止油变质，应采用薄膜密封或充氮保护，以保持变压器油的良好质量，应同时使用净油器，并定期更换吸附剂，在注油过程中，应保证油的质量以及注油的角度和速度，不允许空气或混淆的油位进入，控制变压器在运行过程中应具有良好的散热性。

3.4加强日常检查和做好定期维护

对变压器的故障防范措施进行例行的检验是十分必要的，合理安排好日常检查，及时发现不正常现象，并采取相应的措施，避免事故进一步恶化，变压器运行与维修管理者必须建立起一种监控制度，主要的监控指标应该包含变压器的温度和噪声，若有异常的温度或声响，应对变压器进行检修，查明故障原因，并加以处理，另外，还要定期对变压器的各个部分及绝缘油进行检查。

在做好日常检修工作的同时，要合理地安排和组织检修，并对变压器发生的各种异常、故障进行集中排查，通过在线故障检测等技术手段对变压器进行全面检修，对性能不稳定和运行状态不稳定的变压器进行检修，为了保证变压器自身及整个系统的安全性，必须进行相应的更换。

结束语

近年来，随着中国市场对变压器质量的要求越来越高，相关人员不断加大变压器的研发力度，因此变压器的工作原理越来越复杂，变压器故障类型也越来越多样，一般来说，不同类型的变压器故障会造成不同的后果，相关人员需要充分重视，必须了解变压器的常见故障类型，并且确定该故障的主要原因，在故障发生之前，应该根据实际情况采取针对性的预防和控制措施，降低故障发生的概率，并在故障发生后的第一时间采取针对性维护措施，从而实现变压器的稳定运行。

参考文献

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