电力变压器故障诊断研究

王翠芳芜湖金鹰变压器有限公司，安徽芜湖 241000

电力变压器故障诊断研究

王翠芳
芜湖金鹰变压器有限公司，安徽芜湖 241000

变压器的正常运行是社会经济可靠发展的保证，特别是电力行业的生产工作都有着至关重要的作用，但是由于其结构和日常维护有许多可变性，使得它的故障诊断就成为很复杂也很重要的事情。合理、科学的变压器诊断方法对于变压器的维修和维护有着关键作用，是变压器正常运行的有力措施，本文主要从变压故障类型和诊断方法进行研究，提出不同的诊断方法，根据诊断方式找到故障原因，为变压器正常运行提供借鉴。

故障性质；开放式；电力系统

为了提高电力变压器的可靠性，就要对变压器故障有所针对性的分析，变压器故障诊断是个很复杂的问题，分为故障性质诊断和故障部位诊断。如果在电力变压器发生问题后能够准确分析出故障性质和故障部位，然后快速找出解决对策，及时进行维修，缩短电压器维修时间提高供电可靠性，对实际工作有很大的指导意义。但是，目前，关于故障部位诊断的研究还处在探索阶段，没有故障性质的研究深入和便捷，对于维修和维护变压器造成了不小的阻碍，所以关于变压器的故障诊断研究还是很有必要的。

1 电力变压器故障诊断研究现状

电力变压器中的热故障和电气故障时主要的两种故障类型，但是变压器的故障并不单一而是多种多样的，原因和现象直接的关系十分复杂，变压器多年的发展其故障和原因多为以下几个方面，机械故障、电气故障以及热故障是变压器内部故障的3种主要类型。其中，由于机械故障的产生往往表现为伴随着电气故障或热故障发生，所以针对变压器内部故障的研究主要以电气故障和热故障为主来进行分析。另外，电力变压器故障产生的成因与表象之间的关系是复杂非线性耦合的，因此对于故障诊断的研究方法应当基于一定经验与典型案例分析之上，主要表现为：第一，局部性放电；第二，低能量状态下放电，因不良接触导致形成不等电位或悬浮电位在变压器屏蔽环处可形成电弧放电或火花放电，此外在核心闭环内箱壁与套管等夹件、导体与附件开环的部位或者绕组相邻行之间，线圈在低压端与高压端之间木质绝缘或绕组垫块处放电；第三，低温状态下过热，变压器在紧急状态下超铭牌违章操作，绕组内部液流阻塞，导致磁通受阻杂散分布；第四，高温状态下过热，油箱与铁芯上形成大面积环流，箱壁处未经补偿的磁场。

1.1 铁芯故障

除了绕组的质量关系到变压器的可靠运行，铁芯也是变压器进行传递和交换电磁能量的主要部件，铁芯的好坏决定着变压器是否能正常运行。铁芯多点接地、接地不良和铁芯片间短路时关于铁芯常见的故障模式。据相关数据统计，铁芯出现上述故障的原因主要有铁质夹松动、压铁松动引起铁芯噪声，铁芯片间绝缘老化，铁芯安装位置不准确造成空洞声，铁芯片间叠装不良造成铁芯发热。

1.2 放电故障

放电故障顾名思义是在变压器正常运行下内部绝缘体受到损坏或影响，一般分为3类，局部放电、火花放电和电弧放电。正常情况下放电的部位通常在固体绝缘内的空穴、电极尖端或油中沿固体绝缘的表面等处。局部放电的另一个特点就是它的能量密度没有想象中大，也正是因为如此，一旦发生就会造成高能量的放电，高能量放电的最大危害就是将绝缘体破坏，进而影响变压器运行。

2 变压器故障的诊断方法

2.1 三比值法

三比值法在变压器故障诊断中发挥了重要作用，它是IEC推荐的一种方法，实际上是罗杰斯比值法的一种改进。根据己知的编码规则和分类方法，查表确定故障性质，如图1、图2所示。

但是应用三比值法也有不足的地方，例如，只有到达各组分含量的注意值或者产气速率的注意值，才有理由判断可能存在的故障，才能进一步根据三比值法判断

故障性质，对于气体含量正常的情况，其比值是没有意义的。

2.2 特征气体法

特征气体法是根据不同气体的指数判断故障性质，例如，过热故障中只有热源处绝缘分解时，CH4和H2两者之和会占总烃的八成以上，而且随着温度改变气体指数和比例还会改变。如果H2占氢烃总量的30%以下就说明变压器的高中温过热，并且温度越高，H2的绝对含量就越高。但其所占比例却相对下降。一般过热的故障特征气体的表现为总烃较高一般会C2H2小于5，严重过热的故障其气体描述则为总烃高，C2H2大于5，但是C2H2未构成总烃主要成分，H2含量比较高。此外还有火花放电、电弧放电时候的特征气体总烃高，H2含量也比较高，C2H2大于10，局部放电时候特征气体总烃不高，CH4是总烃的主要成分，H2的成分也要大于100。这些都是通过特征气体的指数来判断故障的方法。

此外还有基于计算智能的方法进行诊断，如基于模糊逻辑的方法、基于神经网络的故障诊断方法等都是能够进行故障诊断的。

3 结论

通过以上论述，对于变压器故障的诊断可以通过以上方法进行，但是基于不同的环境和不同的内部因素，还是要注重因地制宜，合理选择诊断方法，得到有效的监测结果。作为电力变压器不仅作用至关重要，而且还是电力系统中最昂贵的设备之一，它的容量较大、同时故障发生频率较高，电力变压器的运行状态直接影响整个电力系统运行的安全性和经济性。能够保证变压器的正常运行，这对社会生产、居民生活和国家建设顺利发展的保障，更是为国民经济迅速发展保驾护航。

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1674-6708（2016）168-0216-01

王翠芳，工程师，芜湖金鹰变压器有限公司，研究方向为机械制造，重点变压器生产与维修。