电力变压器故障诊断与状态检修方法

杨新兵 禹智华

摘 要：变压器属于电能转换设备，直接影响电力系统运行，所以必须注重电能转换设备运行状态监控，预警潜在的故障隐患。作为整个电力系统高效运行的核心关键环节，变压器在电力传输中具有重要意义。尤其是随着电网覆盖面积逐步拓展，电力变压器的数量不断增加。对于发电厂而言，电能主要是通过高压电线传输到各个区域内，变压器是电力运输过程中的重要中转设备，对其设备的连续性、可靠性要求极高，只有保持优良的性能才能更好地确保电力传输的安全，最大限度降低由于电力系统故障带来的损失和不利影响。

关键词：电力;变压器;故障诊断;状态检修;方法

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）10--02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.051

1 变压器常见故障类型

1.1 套管故障

在电力变压器中，套管属于非常重要的部件，套管一旦出现故障，会直接影响电力变压器的正常运行。套管发生故障的原因主要有两个方面。一是使用中强度过大，造成套管损坏。在高压变电器中固定线路是套管的主要职责，由于外力以及内部电流等影响，电力变压器时常会发生套管脱釉以及表面出现损坏的情况。二是安装失误易造成套管受潮。套管在安装过程中，工作人员需要保证其固定引线，同时还要做好相应的密封工作。安装时，由于工作人员安装失误，容易造成密封不严实的情况，影响安装质量。当套管的内部和外部相互连接在一起，受到水汽的影响会产生潮湿的情况[1]。

1.2 自动跳闸

在使用电力变压器的过程中，一些人为因素以及电力变压器内部的破损容易产生跳闸故障的发生，因此，为缓解及避免故障带来的损失，电气企业工作人员应该安排专业人员分析故障，通过科学合理的方式开展检修工作，保证电力系统的正常运行。如果是人为因素导致的自动跳闸，工作人员在完成检修后可以继续使用之前的变压器，但是如果变压器内部出现损坏，工作人员要全面检修电力变压器，通过排除法确认故障，并结合适合的检修技术开展处理工作，防止电力变压器发生不可逆的爆炸事件。

1.3 油温异常

在配电变压器运行过程中，铁芯损坏、变压器线圈损坏都会将电能转化为热能，变压器线圈和铁芯持续发热，导致配电变压器温度逐渐升高，造成变压器内部油温升高，热量在传导至变压器散热器中。我国有关规定标准要求，为避免绝缘体的过早老化，配电变压器温度需要保持在85 ℃以下，当负荷不变时，配电变压器油温超过标准10 ℃并不断升高时，配电变压器存在发生故障隐患，造成油温持续升高的原因主要表现为线圈短路、散热器散热功能不好或者配电变压器内部故障[2]。

2 电力变压器状态检修方法

2.1 电气类检测装置

差动继电器是通过在变压器的一次侧和二次侧安装了电流互感器，在电流互感器的基础上通过变压器匝数和短路事故所出现的电流差值进行工作，差动继电器开始工作时，一般是变压器匝间短路出现了故障。

过电流继电器属于继电器保护设备，一般在短路或超负荷的情况下工作。当过流继电器开始工作时，如果不是变压器外部出现短路或负荷，就要查看变压器内部是否出现了短路问题[3]。

2.2 分析绝缘油中的溶解气体

为缓解和降低电力变压器出现故障的频率，工作人员应做好相应的故障诊断。整个诊断可以划分为几个时期，在最早期的诊断中，对电力变压器中的绝缘油故障进行分析是最常见的一种诊断方式。通过分析变压器中绝缘油的溶解期判断变压器是否出现故障，研究数据表明，这种诊断技术早已得到全世界电力企业的认可，不仅如此，在全世界已经开始全面推广和应用该诊断技术。通过较长时间的实践探索，当前我国对电力变压器绝缘油中的溶解气体进行判断时，主要方式有比例法、诊断法等，这种方式可以快速、准确地分析电力变压器发生故障的具体原因。

2.3 油温异常故障处理策略

变压器设备在高压试验中发生开关组件接触故障，相应的接触电阻技术组件会呈现逐步增大的趋势。因此，應根据电流热效应原理，诱导其局部热量消耗较大，引发局部发热现象，尤其是与金属直接接触时会产生短路环流问题。

发生金属间接接触的情形时，或者在外力损伤作用造成硅钢间绝缘体损坏时，同样会造成短路环流问题，以致造成局部位置发生高热量问题。电力变压器设备中异常响声故障问题的处理策略。在电力变压器高压试验阶段，如果出现设备运行异常的现象，相继会出现响声“报警”，在发生不同问题情形时，实际所展现出的异常响声也具有一定的差异性。

为更好地保证技术人员更好地甄别设备内不同部件所产生的异常响声，应对变压器设备不同运行技术故障问题进行深入分析，并积累相关经验，在维修处置时应选用适宜的方式进行处理。变压器设备接头组件过热的技术处理。在变压器设备的接头端，多是使用金属铜材料为主。所以，在外界环境的影响作用下，或者与其他金属进行不良接触时也易产生局部过热的问题，需要相关技术人员采用相关技术进行干预，最大限度控制局部过热问题。

2.4 利用仪器仪表检测

变压器发生故障时，首先检测变压器内部的喷油程度与位置，然后结合变压器的负电情况和电力系统的现状等采取措施。分析、检查诊断变压器内油中的含气情况、绝缘情况、绝缘油情况等都需要使用专业的仪器仪表，再根据检测信息判断故障原因。

2.5 避免配电变压器自动跳闸

多数情况下，配电变压器正常运行时，继电保护器和断路器装置不会出现跳闸问题，如果发生故障，配电变压器保护装置采取跳闸保护，及时控制故障，减小因故障导致的损失。

发生跳闸情况时，维护人员要及时停止配电变压器运行，并将跳闸实际情况汇报给调度员，对于造成配电变压器跳闸的原因进行细致检查，重新开启变压器，观察变压器内部是否存在异响声、短路、火光等现象。同时，重新启动配电变压器自动跳闸故障后，要确保配电变压器内部不存在其他故障的前提下恢复运行，对于无法确定的情况，要停止运行，避免配电变压器出现烧毁情况。

2.6 解决配电变压器接地不良问题

配电变压器接地安装不规范或不合理时很容易发生雷击故障，目前，常见接地不良主要体现在两个方面：第一，变压器的避雷装置发生故障，造成电阻升高;第二，配电变压器低压侧没有安装避雷装置，当雷电击中变压器后，会直接造成变压器损坏。

针对以上问题，处理接地不良问题时，相关工作人员要测量接地线路阻值，并分析造成接地线路阻值增加的原因，根据实际情况，结合设备要求调整设备，或者重新排线，并安装避雷装置。

2.7 提高检测人员技术水平

电力变压器出现任何问题时，工作人员都应第一时间对其进行检修。在整个检修的过程中，要加强操作技术，不断提高检测技术才能提升检测过程中的维修效果。为保持电力企业的长期稳定发展，不断改进检修人员的技术水平，定期对检修人员进行相关培训，同时提高技术水平，建立综合技能以及综合技术较高的团队，保证该队伍中检修人员的职业道德以及技术能力等。

不仅如此，电力企业还应通过扩招的形式招聘高新技术人才。技术人员在检修过程中要及时分享自己的检修经验，更好地传达实际的检修以及诊断经验，方便电力企业总结电力变压器出现故障的主要原因，有效推进检修工作。在实际工作中，电力企业还可以建立奖惩激励制度，为企业的每一位员工提供晋升发展的机会，营造积极、轻松的工作氛围。

3 结语

电力变压器在电力输送的系统中起到了调节枢纽的作用，它可以把一些较高电压转化成为可用的电力，从电网系统的角度上看，电力变压器是不可替代的，它的存在对于整个电网而言非常关键。

近年来，电力系统的规模和容量不断增大，对于变压器可靠供電和安全运行要求较高，电力变压器对于电力系统的正常运行具有非常重要的作用，因此要对电力变压器的故障诊断工作引起足够的重视。电力变压器发生故障的原因包括安装问题和设备老化两个方面，为实现配电变压器的平稳运行，需要及时更换老化零件，更新老旧设备，技术人员需要根据不同的故障问题采取相应的措施，确保用户用电安全和高质量用电。

参考文献

[1] 刘倩.电力变压器状态检修及故障诊断方法[J].化工管理，2019（17）：152-153.

[2] 李兆丰.电力变压器状态检修及故障诊断方法研究[J].中国设备工程，2019（11）：50-51.

[3] 罗伟明.电力变压器状态评估与故障诊断方法研究[D].广州：广东工业大学，2019.