电力变压器故障分析和诊断技术的研究

孙晓勇 韩志阳 丁晶

【摘 要】在电力系统之中，电力变压器得到了普遍的应用，电力变压器主要在电力变换和电力以及供电和配电之间的变换中应用，而目前，电力系统和人们的生活息息相关，对于人们生活而言意义重大。在我国社会经济不断发展的过程中，电力变压器也有了极其广泛的应用空间。当下在我国科技不断发展和进步的过程中，电力变压器生产技术也有了极大的改進，它已经成了最为重要的电气设备之一。

【关键词】电力变压器；故障分析；诊断技术

在电力供电和用电系统中，电力变压器有着极其重要的作用，有不可取代性，在输电和变电以及各项工程建设中，电力变压器都得到了普遍的应用。在当今科技发展进程不断推进的过程中，相关电力变压器的生产技术也有了很大的提高，生产出了型号以及用途各异的变压器，相应地就带来了电力变压器故障问题，可能由于其型号及用途不同，安装方式各异，进而造成了工作人员对变压球故障判断错误问题，这对于社会经济的发展极其不利。

一、电力变压器出现故障的原因

1.绝缘老化

由于电力变压器投入运行的时间较长而产生了绝缘老化现象，很大的降低了其绝缘性能。电力变压器要想正常稳定的运行，就必须要保障它具有良好的绝缘性，否则就会由于绝缘效果较差而出现各种问题。一般而言，必须要对变压器承受运载量的极限有一定的重视，保证其正常运行，绝对杜绝变压器超负荷工作，这较为容易导致电力变压器绝缘材料绝缘性能降低，缩短了变压器的寿命。

2.雷击影响

由于电力变压器具有特殊的功能性，因此很大一部分都是在室外露天环境中安装使用，它的性能就极其容易受到周围环境的影响。因此，必须要科学合理地对变压器布好防雷设备，否则，一旦出现雷雨天气就极容易造成电力变压器出现故障。

3.维护不当

对电力系统科学有效的管理以及维护是保障电力系统稳定运行的前提，然而，作为电力系统中极其重要的设备，必须要对其检查和维护工作认真负责。然而，事实上，在多种因素的影响下，一些地区对电力变压器检查和维护工作做的不到位，不能够及时发现老化的变压器，或者是不能将其及时替换，进而造成绝缘性能较差，引起故障发生。

二、电力变压器故障诊断技术研究

1.对电力变压器油中溶解气体的研究

在对电力变压器进行检测时，必须要注意变压器油中溶解气体，将测量的溶解气体量和标准对照表做比较，能够对电力变压器故障进行判定。另外，也可以以总烃产生气体的速率来判定变压器故障。一旦检测出变压器有一定的故障，首先应当先判定其故障类型，通常应用DGA进行初步的分析。参照油中溶解气体的特点对电力变压器故障周边的变化进行判定，其周边的烃类气体和相应的能量密度的大小有密切的联系，对电力变压器故障进行详细分析并记录到表中，在对变压器故障的性质以及类型进行鉴定以后，还应当进一步分析其内部特性，预测由于产生故障而造成的温度上的变化，充分了解故障部位产生气体的重要成分及其比例，再分析各种成分间的关系，一般都是应用三比值法，即依据5种气体的比例，便可以对故障有及其准确的判定。

2.电力变压器故障红外诊断方法

在这个科学技术飞速发展的时代，光电技术也有了很大的发展，红外诊断技术也越来越成熟，并且广泛应用在了变压器故障分析中，相应的故障红外诊断实际上就是，通过红外线的原理，使用一些专业仪器对变压器进行红外检测，得出检测结果，然后在对其进行科学合理的分析，根据红外仪器测出的红外波长以及故障部位的温度进行分析，这样能够极其精确地判定出电力变压器的故障。红外诊断技术方法有很多，其中包括温差法和图像分析法以及相对温度判定法等，一般而言，红外诊断技术都是在电力变压器热故障中应用，有内部热故障和外部热故障这两类。首先对外部热故障进行分析，该类故障一般都是在设备以外暴露着，能够进行直接的观察，外热故障主要有：绝缘层损坏和老化、外接头接触不良等引起的故障，还有可能是由于电磁效应或者冷却系统出现问题而造成的热故障。这类故障基本都可以利用红外热成像进行分析，使得故障区域被准确的找到。其次对内部热故障进行分析，内部热故障一般在变压器内部产生，这样可以通过红外诊断技术利用热成像对故障区域进行分析和初步判断，然后再进行深入的研究判断出故障的准确位置。一般而言，在电路元件以及线圈和开关容易出现电力变压器内部热故障，这些部件产热之后极易扩散到其他元件上，这对电力变压器是极其不利的。由于电力变压器有极其复杂的结构，在通过红外技术获得热成像以后，还应当及时检测其它部件，再进行分析，这样才能够找出故障产生的具体区域，判断出故障的类型。

3.对变压器绕组变形故障诊断分析

在电力变压器中极有可能会出现短路故障，短路故障是电力变压器最常出现的故障，短路现象对于电力变压器的影响极大，甚至可能使得变压器被烧毁，这造成了很大的经济损失。其中，变压器短路产生的因素众多，其中最主要的就是绕组变形引起的短路。绕组变形，实际上就是指在绕组受到一定的力的影响后，轴向产生了明显的结构变化，这种变化具有不可逆转性。绕组变形迫使电力变压器的结构有很大的变化，在很大程度上影响了绝缘材料的绝缘性能，这时一种潜在的有着安全隐患的变压器故障，针对此故障，我们在分析变压器绕组变形情况时，可以通过绕组变形测试进行。

4.其他判断方法

文中以上主要是对当下最常用的浸式变压器的故障分析以及诊断，另外还可以通过对温度变化和油中溶解的气体气味对故障进行检查，还能保证及时发现问题和解决问题。首先，对温度变化进行分析，依据温度的变化来判断，一般而言，电力设备在运行过程中都会产热散热，电力变压器同样会产热，如果是由于短路造成的变压器故障，就会导致热量增加程度较为剧烈，故障在温度上有明显的体现，因此，除了能通过声音进行判定以外还可以从温度变化上对故障进行分析和判断。对于电力变压器而言，最为常见的故障就是绝缘层老化和破损，这也是产生几率最大的电力变压器故障，要想使得电力变压器运行的安全性和稳定性得到有效保障就，就必须要对温度的变化进行全面的掌握，比如，我们可以在电力变压器内放置温度计，随时掌握温度的变化情况，然后在进行一定的检测，如果发生油温异常，就应当立即停止操作，检测是否是绕组短路引起的故障，另外还要注意电力变压器冷却系统的工作情况，帮助迅速降温。

三、总结

总之，在时代发展进步过程中，电力系统也有了极大的发展，相应地电力变压器也有了极其广泛的应用，电力变压器也就容易出现一些故障，尤其是那些经常出现雷雨天气的区域。所以，必须要对电力变压器可能发生的故障有提前的防范，并且制定科学合理的方案遏制由于变压器故障而引起的事故出现，在很大程度上保障电网运作的安全性和稳定性。

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