变压器的运行故障及其诊断方法

徐 侃

福建华电可门发电有限公司 福建 福州 350512

引言：

变压器在整个电力系统中的作用是不可替代的，要想对电力系统能源供应的效果加以保证，最为重要的是需要我们针对变压器的稳定性进行全面深入的研究分析，对变压器的故障种类以及造成故障的根源加以判断，从而从根本上对变压器的正常运行加以保证。

1 变压器的故障种类

1.1 基本分类

（1）按发生故障的位置进行区分

绕组故障：这一故障通常是出现在绕组之间的短路和出现在线匝之间的匝间短路问题。

套管故障：由于管道线路老旧没有及时进行更换而导致的短路故障。

（2）按故障现象进行区分

热故障是依据其温度的不懂来对故障的种类进行划分的，通常对于不超过一百五十摄氏度定为轻度过热，而超出一百五十小于三百摄氏度定为低温过热，在三百到七百摄氏度之间为中温过热，若是高于七百摄氏度则是高温过热。

电故障分类原则是按照能量密度强度来划分，主要分为火花放电、高能电弧放电及局部放电。

局部放电：一般的时候，局部放电会产生一定的氢气，还有少量的甲烷。在达到一定范围的时候，也会释放少量的乙炔，也就是在受到电压影响之后，从而导致某边缘位置放电并且出现击穿的情况。诸如：在油体或者是其他固体材料中出现气泡或者是空隙的时候，最终会导致空隙两侧发生放电的情况。

如果电位波动十分频繁或者是油体中出现大量的杂质的时候，往往会导致火花放电情况的发生，我们可以利用氢气以及乙炔的气体中相对总烃含量来对是不是属于火花放电的情况进行分析。

电弧放电其实质是因为电能超过一定的标准范围而出现的情况，一般的时候，电弧放电过程中会形成大量的乙炔以及氢气，在总烃中的占比会达到百分之四十。电弧放电所引发的危害最为严重，由于故障往往是在没有任何准确的情况下发生的，所以最终往往会导致线路断裂的情况发生。

2. 变压器自身故障

一旦变压器自身出现故障势必会引发一系列的不良情况的发生，主要表现为产生气体的速度以及气体的占比的改变，导致这一问题的根源主要是因为运行时间持续过长所导致的，绝缘油以及固体材料在长时间使用之后往往会发生老化以及变质的情况，在使用过程中就会形成大量的气体。因为变压器故障种类以及气体成分之间存在密切的关联，所以在出现变压器自身过热故障或者是放电故障的时候，我们可以利用色谱法检测的方法来对故障问题根源加以判断，这一方法的实质是结合气体中各个成分的海量来对气体形成速率来进行综合分析的。在变压器自身出现故障的时候，故障情况越严重，那么产生气体的速率就会越快，总量也会越多。相反，如果故障情况较轻，那么气体的生成速率就会越低，气体总量也会较少。

2.1 热性故障

热故障的发生概率较高，并且与变压器的运行效果存在密切的关联。导致热故障情况发生的根源较多，诸如：绕组结构温度过高，气体交换设备故障，线路问题等等。绕组结构出现的热故障通常可以划分为两种形式，即：技术和质量。其中技术是说所使用的技术与实际需求存在较大的差异，技术无法满足生产的实际需求，最终导致在后期的技术使用过程中发生老化的情况十分严重，最终导致匝间短路而引发热故障的情况。质量是说物料和设备自身具有一定的缺陷，这也是产品自身的质量问题，最终会导致匝间短路，虽然后果不会十分严重，但是如果长时间不能给予解决，势必会导致整个系统不断升温而引发热故障的发生。

2.2 电性故障

电性故障其实质是因为电场能量超出了既定的标准的时候，或者是将击穿绝缘材料层的时候，导致变压器自身能量分配不均衡，在能量集中在间隙之后会导致局部放电。如果是间歇性放电那么就可以判断为火花放电。或者是产生电弧构成电弧放电，上述三种情况都被称为电性放电故障。电性故障的发生对设备的损害最为严重，往往会对绝缘材料造成损坏，通常在这一故障发生之后，需要更换零部件才能保证系统的正常运转。一般情况下，人们会将击穿线圈内部空间或者是导致引线断裂而引发在线圈之中的故障叫做电弧放线。如果出现这类故障，系统中会在短时间内产生大量的气体，这类故障无法在前期进行准确的预判，因为在外部进行观察并不能发现任何的异常，而内部的变化短时间内是瞬息万变的，所有任何情况都有可能出现，针对这一问题要想从根本上加以解决，最为有效的方法就与引用监测技术，针对系统运行情况进行实时监测。

3 变压器的故障判断

变压器的故障千变万化，经过大量的信息数据分析我们发现，油体中气体色谱检测其融入了化学分析的方法，在针对变压器故障进行判断的时候效果较好，可以检测出大量的隐形故障，为后期的故障解决工作的开展创造良好的基础。油体中气体色谱分析方法其实质是运用相应的烃类气体因为受到温度的波动而导致速率的改变而形成的。结合这一问题人们可以结合温度变化情况对变压器的运行状况进行判断。通常来说，温度的改变通常都是由于放电、放热或者是电弧问题所导致的。在故障出现之后，往往会将大部分的气体在绝缘油中进行消解，但是还会有较少的气体会附着在油体表层被运送到继电器之中，所以务必要对变压器中的气体含量进行检测，这样才能更加准确的对变压器内部是不是存在故障问题加以判断。经过完善后的变压器相色谱分析法在进行故障判断的时候，效果更加明显，适合大范围的加以运用。

4 结束语

变压器在整个电力系统中所起到的作用是非常关键的，为了确保变压器运行的效率和质量，务必要充分结合实际情况对变压器进行定期养护工作，采用适当的方法对变压器运行情况进行判断，为电力系统正常运转创造良好的基础。