关于电力变压器故障分析与诊断

何元峻

【摘要】变压器在电力系统中有着重要作用，因此在电路系统中对变压器的可靠运行的要求十分严格。电力变压器在长期运行过程中会受到个中因素的影响：例如，短路电流冲击、负荷运行等。在运行过程中如果电力变压器发生故障，将会对系统的正常运行带来严重的影响，因此必须要对电力变压器的故障进行研究。

【关键词】变压器；电力系统；故障分析

前言

电力变压器在长期运行中避免不了会出现多种事故和故障，引发电力变压器出现故障的原因有很多种。电力变压器是电路系统种的一个重要组成部分，它不仅关系到广大用户的正常用电，而且对整个电网的稳定运行也有着重要作用。因此，在电力系统运行过程中对电路变压器的故障进行分析，并提出相应的解决措施意义重大。

一、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[1]。

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]。

二、几种常用的变压器故障检测手段

变压器在电力运行中有着作用，但也容易出现故障，因此在变压器的安装上一定做好地理位置的选择，确保交通便利，安全可靠，以便对变压器进行检修和维护。选择合适电力系统的而定容量也很重要，确保电力变压器在空载运行时能够具有适当的无功功率[3]。如果电力变压器的容量偏小，电力變压器在运行过程中会因为长期符合而发生损坏。变压器的容量过大不仅会导致投资增加，而且变压器在运行过程中经常会发生轻载运行或空载运行，从而导致空载比值上升，降低了功率因数，增加了电能损耗。除了要注重电力变压器的选择还要注重对变压器出现故障的原因进行分析，下文对几种常用的检测手段进行了介绍：

（一）检测故障气体

变压器在发生故障一般都会释放气体，不同的气体的在物理性质上存在较大差异，因此对便器其的故障可以通过分析变压器中体系的含量进行判断。这种方法主要通过分析变压器特征气体的比值对变压器内部出现的故障进行判断。依据表1中5种气体比值范围，就可以对变压器出现的故障做出判断。

表1变压器故障定性分析

（二）检测局部放电

变压器在出现故障时因为局部放电经常会产生电磁波和超声波信号，通过对这些信号分析，可以对故障的严重性进行准确判断，从而确定故障产生的位置，在对这种方法进行应用时一般采用超声波检测和差动平衡法。

（三）红外线技术的应用

电力变压器在发生故障时导线、线头等局部都可能会发热，对红外探测器接收被测目标的红外辐射信号放大，然后将其转变为视频信号，从而对变压器的故障所在地做出准确判断。红外线检测可以分为，外部检测和内部检测两种。前者故障经常暴露设备外，可以通过直接观察法完成，主要故障包括绝缘层损坏、接头不良等。后者存在于变压器内部，通过红外线检测可以对故障的部位进行初步判断，但要对故障进行准确判断还存在一定难度。因此，在通过红外线热成像后，还需要结合其他设备，对故障的位置进行准确判断。

三、分析电力变压器的故障及阶段

（一）电力变压器渗油故障分析及诊断

电力变压器在运行过程中如果出现漏油，不仅会使电力企业蒙受巨大的经济损失，而且会对电力变压器的安全运行产生影响，可能会导致变压器在运行过程中发生损坏事故以及不必要的停运，给客户的工作和生活带来不便。此外，变压器内部油液气味如果发生变化，变压器在运行过程中将会发生铁与铜灼烧的气味，如果在运行过程中存在新气味，管理人员以及作业人员，要对故障机型及时排查，尽快寻找故障出现的原因，避免故障发生后，防爆膜发生破碎，从而导致空气中的水分子进入到邮箱内，导致油脂发生变化。因此，要加强对电力变压器漏油问题的重视。目前引起变压器漏油的主要原因就是变压器本身质量存在问题以及密封不严。在变压器生产过程中因为焊接质量存在问题，导致脱焊，从而引起变压器漏油，此时需要采取合理的措施对漏油情况进行补救，针对漏电较大需要进行焊接的大块金属件，漏电较小的金属块可以直接拿一些耐油材料进行添堵。密封不严情况主要有焊接口不严、螺丝帽不严等，针对这一情况应当及时进行补焊和更换螺丝螺母[4]。

（二）变压器自动跳闸故障分析及诊断

当电路变压器发生自动跳闸后，应当将跳闸断路器控制在跳闸后的位置，并将备用设备投入到电路中，确保电路的正常运行，然后对外部设备进行检查。查明引起电力变压器出现故障的原因。如果出现了电流速断保护或重瓦斯保护动作，且伴随着冲击现象，需要对电路变压器的内部和外部进行详细检查，排除其中存在的故障，如果在检查过程中没有找到故障原因，不能强制送电，需要继续对故障进行排查。

（三）电路变压器短路故障分析及诊断

电路变压器在应用过程中发生短路主要表现在：电路变压器内部线路短路、出口短路。其中表常见的是层间短路，若电流过大，在运行过程中，线圈将会发生严重变形，会引起较为严重的后果。一般来说引起这种情况的主要原因为运行环境过于潮湿、导线表面存在毛刺。对于这种故障应当对导线进行更换或对导线上的毛刺进行处理，重新引起使其脱离潮湿环境，避免短路情况的再次发生。此外，也可以通过绕组变形测试方法掌握变压器的内部绕组情况。第一种为短路阻抗法，在地电流环境下，对变压器的单相工频短路阻抗进行测量，并且对变压器在不同时段内短路阻抗的分析结果进行对比，从而一举变化规律进行最终判断。第二种为低压脉冲法，是在变压器绕组一段提供标准脉冲信号，同检测另一端其他端子的电压信号，并进行记录，之后对时域内以及响应比进行对比分析，从而判断出绕组的变形情况。

四、结束语：

引起电力变压器出现故障的原因有很多种，不胜枚举，本在对电力变压器作用的介绍的基础上对其中比较常见的故障进行了分析，并提出了相应的解决对策，希望对促进我国电力企业的发展能够有所帮助。

参考文献

[1]聂鹏. 浅谈电力变压器故障分析及其诊断方法[J]. 科技创新与应用，2014，12：121-122.

[2]姜媛.基于油中溶解气体分析的电力变压器故障诊断技术的研究[J]. 科技资讯，2014，31：92-93.

[3]赵峰，李硕. 基于DGA和改进型灰关联度模型的牵引变压器故障诊断[J]. 高压电器，2015，01：41-45.

[4]王海军.电力变压器绝缘故障的分析与诊断[J]. 科技传播，2012，11：125-113.