电力变压器故障诊断方法浅析

电力变压器故障诊断方法浅析

作者：孙林国

来源：《中国科技博览》2015年第04期

[摘 要]通过对配电变压器故障原因的分析及油化验、在线检测等来诊断变压器的故障，使能够及时的做出处理，保证变压器安全可靠的运行。 [关键词]配电变压器、故障原因

中图分类号：TV448 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0063-01

故障诊断电力变压器是供电系统中十分重要的电器元件，它的运行故障对供电系统的安全性，可靠性及整个供电系统的正常运行带来严重的影响。同时较大容量的变压器也是十分贵重时电器元件，一旦出现故障不能及时发现并治理，将给企事业单位造成重大经济损失，因此对变压器的故障的有效诊断方法，以便及时发现就显得尤为重要。 1 电力变压器故障分类

变压器故障，即平时我们所说的运行中变压器发生异常现象。变压器故障主要为外部表现故障和内部故障。变压器的外部故障多是由于内部故障波及到外部的结果。内部故障按形成的原因及发展的过程分为两类电气回路缺陷引起的突发性故障；铁芯、开关、引出线绝缘损伤等局部过热构成的缓慢发展的潜伏性故障。 引起内部故障的主要原因为： 1.1 绕组故障

主要是器身中绕组及绝缘物发生故障。表现在部分绝缘老化，绕组受潮，绕组层间、匝间、相间、高低压绕组间发生接地、断路、短路、击穿或烧毁故障；系统短路造成绕组机械损伤；冲击电流造成绕组机械损伤等。 1.2 磁路故障

主要是铁芯组件中铁质夹件松动，碰接铁芯；压铁松动引起铁芯振动和噪声；铁芯接地不良或铁芯烧坏；夹件损伤；铁芯片间绝缘老化；铁芯安装不正不齐造成空洞声；芯片叠装不良造成铁损增加，使铁芯过热等。 1.3 结构及附件故障

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主要有分接头接触不良或错位，造成局部过热甚至局部放电；防爆器失灵；气体继电器失灵或误动作；散热器、冷却器堵塞或渗漏；绝缘瓷套管裙边破裂、油污及灰尘沉积，造成闪电络或放电。

1.4 冷却油及冷却介质故障

主要指油浸变压器及全密封型变压器箱体内，变压器油及特种冷却介质故障。对于油浸变压器如变压器油受潮、氧化，造成电气绝缘性能下降；油泥沉积、堵塞，使散热器性能变坏；油绝缘下降造成闪络放电等。

1.5 制造工艺欠妥及修理方法不当引起的故障

变压器修造、组装过程，由于不严格执行工艺标准，操作不当，绕组绕制不规范、铁芯裁剪或叠压公差大，浸烘不透不干，组装顺序不统一，组装附件不标准、不合格，修造后变压器存在隐患，一旦投入运行，容易产生各类故障。 1.6 运行操作不当、维护不周引起故障 具体内容略。

2 电力变压器故障检测技术

针对变压器的故障原因，发现故障就显得极其重要。我们可以通过以下方法对变压器进行故障的诊断：

2.1 油中溶解气体分析（DGA）

充油变压器在运行状态中发生故障将严重影响整个电力系统的可靠运行，其中由于绝缘故障造成的事故古到变压器总事故的85%以上。油中溶解气体分析方法作为一种有效的充油电力设备异常分析手段，在电力系统中得到广泛的应用。传统的基于DGA的变庄器绝缘故障诊断方法有：得能堡比值法、三比值法、罗杰斯法、改进罗杰斯法、电研协法等，采用的特征气体是CH4， H2，C2H4。C2H6，C2H2，CO ，CO2等七种。这些方法是在大量数据的基础上统计出来的，虽然在形式上比较简单，但正是因为简化了故障因素的复杂性而使得故障诊断正确率只能达到80%左右。 2.2 在线检测技术

变压器在线监测装置的技术原理是随着运行时间的增加，电力变压器内的绝缘油和有机绝缘材料在热和电的长期作用下会逐渐老化和分解，并产生少量的氢气、烃类气体（CH4、C2H2、C2H4、C2H6等）及一氧化碳和二氧化碳（CO2）。这些气体大部分溶解在变压器油中。当变压器内部发生潜伏性过热或放电故障时，就会力口速这些气体的产气速率。测量并分

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析溶解于油中的气体含量变化，就能尽早发现变压器内部的局部过热或电弧性故障，并可掌握变压器的运行状态和故障的严重程度及发展趋势，以防止和控制恶性事故的发生及发展。 2.3 电力变压器的其他预防性试验：

（1）观察是否有渗漏油；（2）观察声音异常：运行中有不均匀的声音，则属于声音异常状态。（3）在正常负荷和正常冷却的方式下，变压器油温是否不断升高；（4）油色是否显著变化；（5）油枕或防暴管喷油现象；（6）三相电压不平衡；（7）继电保护动作：继电保护动作一般说明变压器或线路有故障，瓦斯保护是变压器主保护，它监视变压器内部发生的故障，一般为轻瓦斯动作发出信号，重瓦斯动作去跳闸断电。（8）绝缘磁套管闪络和爆炸。 3 故障性质及部位的判断

渗漏油：变压器运行长期处于正压或负压状态，渗漏油状态常会发生，漏油严重会使内部线圈暴露造成绝缘损坏击穿，严重的还可能造成变压器的损毁事故。漏油一般有油枕漏油，气体继电器漏油、高低压套管漏油、防暴管漏油几种。油枕漏油、气体继电器漏油，防暴管漏油一般是由于变压器密封不好，焊缝来焊好或内应力作用造成接缝处，拐角处或连接管处渗漏。 声音异常：（1）当有大容量的设备启动时，负荷变化较大使变压器声音增大。如变压器带有电弧炉等负载时，由于有谐波分量，所以变压器声音也会变大。（2）过负荷会使变压器发生很高而且沉重的“”嗡嗡声。（3）个别零件松动，如铁心的穿芯螺丝夹的不紧使铁心松动，变压器发出强烈而不均运的噪音。（4）内部接触不良，放电打火或绝缘有击穿，变压器发出放电的“噼啪”声。（5）系统有短路或接地，通过很大的短路电流，使变压器有很大的噪声。（6）系统发生铁磁谐振时，变压器会发出粗细不均的噪音。 在正常负荷和正常冷却的方式下，变压器油温不断井高：

此种情况下，一般认为变压器发生内部故障。由于涡流或夹紧铁芯用的穿芯螺丝绝缘损坏，均会使变压器油温升高。涡流会使变压器铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏，这时铁损增大，油温升高。而穿芯螺丝绝缘破坏后，使穿芯螺丝与硅钢片短接，这是有很大的电流通过穿芯螺丝，使螺丝发热，也会使变压器油温升高。

此外绕阻局部间或匝间的短路，内部接点有故障，接触电阻加大，二次线路上有大电阻短路等等，也会使油温不断升高。 三相电压不平衡主要原因有：

（1）三相负载不平衡，引起中性点位移，使三相电压不平衡。（2）系统内部发生铁磁谐振，使三相电压不平衡。（3）绕阻局部发生匝间和层间短路，造成三相电压不平衡。

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继电保护动作；说明变压器或线路有故障，瓦斯保护是变压器主保护，它监视变压器内部发生的故障，一般为轻瓦斯动作发出信号，重瓦斯动作去跳闸断电。轻瓦斯动作有以下几个原因：

（1）因滤油、加油和冷却系统不严密，致使空气进入变压器。（2）温度下降和漏油致使油位缓慢降低，轻瓦斯继电器动作。（3）变压器内部故障产生少量气体。（4）变压器内部 短路产生气体。（5）保护装置二次回路故障。

绝缘磁套管闪络和爆炸：套管密封不严，进水使绝缘受潮而损坏，套管的电容芯子制造不良，内部游离放电或套管积垢严重，以及套管上有大的碎片和裂纹，均会造成套管闪络和爆炸事故。

以上是变压器日常运行常见的故障及诊断方法，通过管理人员根据实际经验正确的分析判断，从而达到安全，可靠，高效地保证变压器正常供电的目的。 参考文献

[1] 赵家礼等.变压器故障诊断与修理.机械工业出版社.

[2] 西南电业管理局试验研究所.高压电气设备试验方法.水利电力出版社.