电力变压器故障分析及诊断技术研究

汪康 程方晓

摘 要：电力变压器作为一种重要的机器，其故障机理具有一定的复杂性，故障原因多样。因此，为故障诊断带来诸多挑战和困境。准确判断电力变压器的故障，并进行故障诊断，有助于降低检修人员的工作压力，并快速找到故障隐患，便于及时采取科学、有效的措施，降低大型故障发生率，充分提高配电网运行的安全性。

关键词：电力变压器;故障分析;诊断技术

1 变压器常见故障类型

1.1 按故障发生部位划分

绕组故障：指的是各个绕组之间存在短路，绕组线匝之间发生匝间短路。

引线故障：引出线之间存在的相间故障。

套管故障：指的是绝缘套管出现闪络或者因为破损而产生接地短路。

绝缘故障：主要是固体绝缘故障与液体绝缘故障两种。

1.2 按故障现象划分

根据故障严性，在热性故障划分析中，可以分为轻度、低温、中温、高温等过热类型。当过热故障发生时，通过会释放出氢气、甲烷、乙烷等的各种气体，在故障发生中，甲烷、乙烷为重要气体。当过热故障发生中与绝缘材料发生关联性时，又会促进一氧化碳、二氧化碳等气体的产生。

1.3 按回路划分

按照回路对电力变压器故障进行划分，常见的电力变压器故障为磁路故障、电路故障、油路故障等，在这三种常见故障中，有热故障和电故障之分，而有的故障同时属于电故障和热故障[1]。

2变压器故障诊断技术分析

2.1变压器油中溶解气体分析

根据有关标准，在电力变压器油中中会溶解一定含量的气体，这些气体的正常值与注意值需要满足一定的标准。在电力变压器油的特定溶解气体中，将具体的测定值与标准数值进行一定的比较。有助于准确判定变压器故障，另外，结合总烃气体产生的速率，也可以判断电力变压器的故障。在电力变压器诊断出现故障后，需要对相关故障类型进行准确的定位，在判定中，常常应用DGA来进行分析。根据电力变压器油中特定溶解气体的相关特征，有助于检测人员更好地区别变压器故障范围。对于特定的故障类型，其产生的烃类气体，常常和故障部位的能量密度存在密切的关系。在电力变压器故障诊断技术中，当确定其故障种类、故障性质后，还需要进一步确定故障的内在特性。同时，在诊断中，需要对不同故障的温度变化进行判定和预测，计算故障部位产生的主要气体成分比值，并研究成分因素的相关性。在研究中经常应用三比值法，判断气体的比值范围，有助于准确判断电力变压器的故障，并有助于处理电力变压器故障[2]。

2.2变压器故障红外诊断方法

在现代光电技术的不断发展下，对于电力变压器故障的诊断，变压器红外诊断技术在其中得以广泛的应用。所谓的变压器红外诊断技术，其主要通过对红外线原理的应用，并在专业仪器下，在电力变压器中进行红外探测。并根据探测结果，实施相关性分析，进而确定电力变压器地故障类型。在诊断中形成的红外波长，可以感应变压器的温度，进而判断电力变压器故障。红外诊断技术涉及的内容比较广泛，常见的方法主要有相对温差法、温差判断法、图像特征分析法等，一般而言，在电力变压器地热故障诊断中常常应用红外诊断技术。在这种故障诊断中，常常存在着内部故障与外部故障的区别，在检测中可以看到故障设备暴露在空气中。对于该故障的原因，主要有外部接头接触不良、绝缘层老化、绝缘层被损坏等引起的故障。对于这些常见故障的诊断，都可以应用红外热成像，来进一步检测。并有助于准确定位故障发生的位置。另外，对于内部热故障，该故障常常出现在变压器内部，在红外诊断技术的使用中，虽然可以应用热成像来实施故障诊断，但是想要更加精准找到故障位置，还存在着许多困难。关于变压器内部的热故障，常常在开关、线圈、一些常见电路元件等中发生，在产生过热故障后，具有很强的扩散性，并迅速传播到电力变压器的其他位置。电力变压器存在着结构复杂性，在热成像形成后，还要实施其他检测试验，以便于更加精准的判断故障位置，区别故障种类[3]。

2.3变压器绕组变形故障的诊断及分析

电力变压器存在着多样性故障，其中，短路故障的比重比较大，大多数故障都与短路故障密切相关。在发生短路故障后，容易对电力变压器带来很大的伤害，还有可能导致电力变压器的烧坏，为相关电力企业带来巨大的经济损失。绕组变形作为短路故障发生的重要影响因素，所谓的绕组变形，主要是在绕组受力后，轴向与辐向在结构上发生变化，这种变化具有不可逆性。绕组变形的出现，容易诱导变压器结构的变化，严重影响电力变压器的绝缘性能，这种故障具有一定的潜伏性。在对故障诊断中，通过绕组变形测试法，有助于准确判定电力变压器内部的绕组变形程度。

3结束语

随着电力变压器故障诊断工作的发展，在近年来的研究中发现，电力变压器故障存在着多样性和复杂性，且发生频率比较高，特别是在雷雨频发区域，要提前做好一定的工作准备，确保电力變压器故障得到确诊，并实施科学、有效的维修方法，最大限度降低电力变压器发生严重故障的可能性，避免大型故障的发生，有助于维护配电网络的安全性与稳定性。在电力变压器故障诊断中，需要电力变压器相关人员准确掌握一定的故障诊断方法与技术，做好定期维护与检测，尽可能提高电力变压器工作性能，让电力变压器得到长久使用。

参考文献：

[1]向凯.电力变压器故障分析及诊断技术研究[J].城市建设理论研究：电子版.2015

[2]刘世鑫.电力变压器故障分析及诊断技术研究[J].中小企业管理与科技. 2017 （11） ：147-148

[3]赵华鑫.电力变压器状态评估及故障诊断方法研究[J].电子测试.2016 （21）

作者简介：

第一作者：汪康，吉林（1993-）男，汉族，吉林松原，电气工程及其自动化专业。

第二作者：程方晓，电气与电子工程学院 ，副教授。