电气设备中变压器故障分析

李香阳 田敬容 刘心宇 胡江

摘要：变压器是日常生活中相对常见的电力系统元器件，在电力系统中扮演着至关重要的角色，影响着整个电力系统的安全可靠运行，只要发生故障，就会直接干扰电能的传输与电能的分配，严重的影响到了企业的制造生产与居民的正常用电，停电时间过长甚至还会导致巨额的经济损失甚至是人员伤亡事故。所以，提前预判变压器也许会出现的故障，还应该保证其故障的准确性，加强对变压器的实时监测水平与应急故障处理技术就显得非常关键。

关键词：电气设备;变压器;故障诊断

前言

由于变压器在整个电气设备中具有不可替代的重要地位，是系统中的关键装置，变压器装置的应用，除了能够确保供电配电网的运行安全且高效，还能够按照需求调整电源，达到电源的最优配置，因此维持变压器的高效运行显得至关重要，务必时刻主动关注的它的运行状态，进行完善和维护，并对变压器的故障积极做出研究和处理，从而保证电气设备的平稳运行。

1.分析变压器产生故障的原因

根据不完全数据统计可知，在整个电力系统产生的故障中，由电力变压器出现故障引起的损耗一直都在电力系统的事故损失中占据着主导地位。在对变压器进行保养与检修时能够了解到变压器的油温状态与风冷装置所产生的的问题最频繁，而导致变电站变压器油温变化的因素很多，例如在其变电站的变压器启动时，装置中的油分离器会聚集大量的隔膜空气，只要用力的重心不对就会使得密封垫圈移位和裂开，从而造成法兰泄漏。而同样关键的风冷系统在装置在工作时会形成大量的热量集聚在变压器中，严重的降低了其使用性能和服务，也缩短了变压器的运行寿命。

1.1油温过高

是由于变压器中的铜与铁的耗损将转化为热能，所以油循环能够进行辐射和传导，并一步步向外部扩散以达到热平衡的状态。变压器的整体维持着十分平稳的状态，表面的温度计大多是用来对变压器的最高温度进行测试，而变压器的机油温度极限应当成参考，要是油温超过相应的极限标准，就能够确认油温状态异常，一般具有两个关键因素会造成油温上升的异常状况：第一是外部因素，要是环境温度大于40摄氏度或者装置的运行超过负荷，则油泵或冷却风扇就容易发生机油温度异常的状况，另外，由温度过高的问题造成的机油量减少，和散热器阀关闭的情形也会导致异常的机油温度。再者是设备的内部因素，就像因为内部出现故障而形成的热量上升，机油的循环以及加热部分不均匀，铁芯内部引线接头加热过高，铁芯夹中的循环电流，线圈放电和变压器匝间短路等一系列情况都有可能造成变压器中异常的油温问题。

1.2变压器气体问题

变压器风冷装置发生故障的具体因素如下：第一，控制设备的部件水汽重太过于湿润，同时变压器风冷装置的控制设备中运用的电子零件由于环境变化大，控制设备中的电子部件受潮等其他因素，都会造成变压器空气冷却装置中的电子部件不能应用其功能，从而使得变压器发生异常。第二个原因是变压器风冷装置的风扇发生故障，由于风扇需要长时间高速度、高负荷运转，再加上恶劣的工作环境，其风冷装置中的风扇就会发生故障。通过音频复位，变压器电流检测，变压器电压检测，变压器绝缘接地检测，绝缘油质量检测，继电器杂质气体检测，变压器油温度检查，绕组绝缘电阻测量等，分析变压器气体保护问题以确定是否存在变压器气体保护故障。

2变压器的故障诊断方法研究

2.1油中气体色谱检测方法

变压器的故障类型具有易变性，经过实验验证，油中气体色谱检测是结合化学分析方法，在变压器故障诊断中准确性很高，能够检测出潜在的故障风险，这对变压器潜在故障引起的安全隐患的避免发挥着关键的意义。油中气体色谱分析法的原理是利用特定的烃类气体的速率变化受温度变化的影响而建立的。据此人们可以依据温度的变化直观地判断变压器是否正常运行。一般来说，温度变化主要是因为放电、放热和电弧造成的。在故障产生时很多气体都会消解在绝缘油中，只有少部分的气体会以油质表面为载体到继电器中，因此必须定时检测变压器油中的气体含量，以此来判断变压器是正常运行还是存在潜伏故障，避免事故的发生。

2.2变压器绝缘故障的色谱分析和在线监测方法

实施气体色谱分析法是希望可以利用对变压器油中溶解气体比重和生成速度的分析来预测变压器能够成功运转，要是出现安全隐患就得找到故障所在之处与类型。变压器色谱在线监测的优势是可以及时的检测出潜在的故障风险，与定期检测技术相比更安全，所以在线监测技术在系统的检测中运用得十分广泛，是准确检测和维修的前提条件，也给变压器稳定运行提供了技术保障。

3.变压器常见故障处理

3.1定时查看变压器中的防爆装置或泄压阀膜，以保证其正常使用

要是检查发现变压器的呼吸器有被堵住了，就应该进行排堵操作，然后相应地调节隔膜的松紧程度，调节完成后查看胶片的可用性。变压器中出现短路的情况时，最好按照变压器内部气体的浓度找到故障点，然后针对性地做出完善处理，检析套管时，优先查看其内部构造，以保证中间没有不明物体。假如在套管中找到了异物，就应该立即更换变压器，有更换套管或在套管外部涂防污涂料两种方式来解决。要是想要提高变压器的性能，检查变压器的密封垫是否完好，其使用的垫片一定得拥有很好的耐油性和耐高温性，才能保证变压器具有良好的性能。

3.2过载优化设计方案分析

高负载变压器热点温度上升和油温升高之间的关联，规划热点温度上升的计算方法，对高负荷配电变压器的油气特性做出分析，优化负载过高的配电变压器可能的出现的问题进行诊断。对各区域有差别的负荷特性的配電变压器的典型配置模式，结合不同地区的负荷特性，研究高负荷配电变压器的配置要求，建立建全生命周期成本分析模型，分析提出适用于偏远地区负荷特性变压器的经典配置方式。

3.3变压器气体问题处理

经过音频复位，变压器电流检测，变压器电压检测，变压器绝缘接地检测，绝缘油质量检测，继电器杂质气体检测，变压器油温度检查，绕组绝缘电阻测量等，分析变压器气体保护问题以确定是否存在变压器气体保护故障。

结束语

为了确保电力系统的正常、可靠、平稳运行，就应该强化低压配电保护电器的监督选择，确保所采用的低压配电保护电器性能达到标准，进一步减少电网供电环节中设备发生故障的几率。

参考文献：

[1]陈冬冬.工厂供电系统低压配电保护电器的选择研究[J].现代工业经济和信息化，2016，6（3）：53-54.

[2]谢海涵.工厂供电系统低压配电保护电器的选择[J].中国新技术新产品，2015（9）：54-54.