对电力系统常用变压器故障检测方法的相关研究

何瑶　茹意　李雅倩

摘要：变压器在电力系统中有着广泛的应用，其安全性对于电力的传输和分配具有关键作用。变压器的正常运行直接关系到整个电力系统的安全稳定。本文通过对电力系统变压器容易出现的渗油漏油、铁芯多点接地、接头过热等故障进行分析，并据此提出针对变压器运行过程中出现故障的检测方法，为关注这一领域的人士提供一些参考意见，同时也为维护电力网络安全作出贡献。

关键词：变压器；故障检测；温度测控

一、电力系統常用变压器的故障类型

（一）变压器渗油漏油

电力变压器渗油漏油不仅会影响电力线路的正常运行，造成电力行业的经济损失、影响人们正常用电，还会对环境造成严重的污染。由于在制造变压器油箱时，双面或多面的连接处在初次焊接时容易留有缝隙，因此极易导致油箱漏油。此外，在高压套管和阀门等部位胶垫安装不适，也会导致变压器漏油。不仅如此，变压器母线拉伸导致的低压侧引线偏短和防爆管内部发生故障也是变压器渗油漏油的主要原因。由于以上原因导致的常见变压器渗油漏油的情况有：油箱焊接缝处渗油、油箱胶垫安装不适导致渗油、变压器防爆管渗油、以及油箱低压侧套管渗油漏油等[1]。

（二）变压器铁芯多点接地

通常情况下，电力变压器的铁芯有且只可以有一点接地。倘若变压器铁芯出现两点甚至多点接地的情况，极易导致变压器内部烧毁，变压器出现故障，影响变压器安全正常地运行。但由于某些电力系统人员工作疏忽，所以变压器铁芯多点接地问题仍时有发生。例如，一些部门在变压器安装完成之后，对其后期维护和保养工作并不到位，没有做到定期开箱检查、更换老旧的变压器铁芯、采用夹件垫高变压器铁芯、或者利用直流电进行故障排除，致使变压器铁芯多点触地现象不能及时被发现和解决。

（三）变压器接头过热

变压器截流的接头部分是其本身以及连接电网电力运输的重要组成部分。若截流接头没有连接好，容易导致接头过热，甚至会由于截流接头部分烧断，引起火灾的发生。不仅影响电网系统的运营安全，也会对国家和社会造成不可估量的损失。大多变压器设备的接头端都是铜线，没有采用铜铝相接的办法有效降低变压器接头过热的程度，加上在户外长期日晒雨淋极易引起接头磨损，导致变压器接头过热。例如，一些电力部门未能定期检测变压器接头磨损状况，对于出现问题的变压器接头不能及时维修和更换，极容易导致变压器接头过热，影响其正常使用。

二、电力系统常用变压器故障的检测方法

（一）局部放电在线检测

电力系统变压器的内部出现故障时，或者在变压器运行条件差的情况下，变压器都会由于局部磁场过强，产生局部放电的情况。对此，国外一些拥有先进技术的电力公司，在了解变压器这一特性之后，通过对变压器内部安装放电水平检测设备，对其局部放电进行实时监测。并且利用放电水平检测设备，能实时反映变压器内部正在发生的某些化学反应和物理反应，察觉出由于一些设备缺陷而产生的变压器空洞、金属粒子反应和气泡等现象，从而有效防止安全事故发生。

（二）变压器振动分析技术

变压器振动分析法被广泛应用到变压器故障检测当中，是目前最有效且方便快捷的变压器故障检测方法之一，同时也是我国目前最常用的变压器故障检测方法之一。例如，我国山西省某电力公司，就在电力系统变压器故障检测中广泛使用振动分析法来达到检测变压器故障的目的。该公司根据不同状况下变压器振动的振幅大小、时间长短和频率高低分析出变压器在使用过程中的不同状态。并且进一步分析出，变压器在正常使用下的振动情况与非正常运行乃至出现故障情况下变压器振动情况的不同之处。通过收集大量数据，归类比较，可以充分掌握变压器的运行状况是否良好[2]。

（三）红外温度测控

利用红外温度测控技术，可以更加直观的反映出变压器运行情况下温度的高低。这一技术在我国电力系统也有着较好的应用。例如，我国国内某电力公司，其红外温度测控技术已达到可以对电力系统变压器在运行状态下各个微小部分温度进行红外分析，形成红外温度热影像，从而能更加直观和清楚地判断变压器是否在正常运行。并且，该公司的红外温度测控设备还可以在变压器温度超过正常水平之时，发出越限警报。在意外情况发生时，自动跳闸，保护机器设备，使损失降到最低。该技术目前已被各地电力公司学习应用，有效保护各地区电力系统安全运行。

（四）变压器频率响应分析

变压器频率响应分析技术是一种用于推断变压器绕组和引线构造是否发生偏移最为有效的方法。因为绕组机械在发生位移时该部分零件会产生极其微小的电容或者电感的变化，而变压器频率响应分析技术正是通过检测这种微小的改变来达到在线检测变压器绕组使用状态的目的。目前，我国已开发出变压器频率响应分析的专业设备，通过将一条光缆嵌入到变压器绕组当中，以便实时监测其是否发生位移。并且该项技术还可以预测变压器绕组的运行状况，通过规范其运行线路，真正做到防患于未然。

（五）其他监测方法

除了以上介绍的四种变压器故障检测方法之外，还有许多行之有效的检测方法正在被逐渐应用到我国电力系统变压器故障检测之中。例如，低压冲响应检测法、绕组间漏感检测、变压器油箱相对湿度检测、和绝缘电阻质量的测试等等。经过实践经验的总结，越来越多的故障检测方法将用于电力变压器使用的各个环节，電力系统安全运营将得到有效保障。

三、总结

随着科学和技术的进步，电力变压器故障诊断检测的方法必然会不断成熟，并且在未来的电力系统运营中，变压器安全运营也将会得到更加广泛地重视。变压器故障诊断检测体制的成熟，有利于我国电力系统向体制转变，设备技术水平提高和管理方式更加科学迈进。使电力变压器运行更加安全和稳定，将是电力系统未来工作的重点和努力的方向。

参考文献：

[1]刘肖兵，唐春海.谈电力变压器常见故障及诊断技术[J].黑龙江科技信息，2010，04：53.

[2]赵秋阳，贾延甫，王晓超.变压器故障分析及处理[J].河南电力，2014，01：2831.

作者简介：何瑶，茹意，李雅倩，东北电力大学电气工程及其自动化 2015级学生。