变压器故障诊断和检修策略研究殷博

变压器故障诊断和检修策略研究殷博

殷博林威雷凯

(国网河南省电力公司民权县供电公司河南商丘476800)

摘要：变压器是电网能量传输和转换的核心，是电网安全第一防御系统中的关键关键设备。目前，变压器在中国面临着日益严重的设备故障和绝缘老化问题。一旦发生事故，变压器将对人们的生命财产安全构成极大威胁。分析了变压器常见故障的原因，提出了变压器故障的诊断方法和检修策略，旨在保证变压器的安全稳定运行，使其更好地为电力系统服务。

关键词：变压器；故障诊断；检修策略

引言

变压器是整个电网安全系统中最关键的设备。在电网实际运行过程中，一旦电力变压器出现故障问题且没有进行及时检修就会造成严重的安全事故，给整个电网带来巨大的经济损失。因此，做好变压器的故障诊断与检修工作，最大限度降低变压器发生故障的概率已成为电力企业的首要工作任务。

1变压器组成原理及分类

1.1变压器的组成

变压器是电力系统中用来进行电压和电流转换、电能传输的一种设备。其最基本结构部件包括铁芯、绕组、绝缘以及引线等部分。此外，为了运行的安全经济与可靠，还装设有散热冷却装置和保护装置。其中，铁芯是变压器中磁力线的通路，由表面涂有绝缘漆的硅钢片组成，一方面集中并加强磁通作用，另一方面来支持绕组。绕组是变压器中电流的通路，通过绕组形成电流通路，再由电磁感应作用产生感应电动势，绕组通常为两个或两个以上。变压器套管是一种绝缘装置，它将高压绕组和低压绕组的引线接到油箱外部，并承担着引线对地的绝缘。此外，还可以固定引线。冷却装置：冷却装置是对运行中的变压器进行了冷却的设备，是用来散发运行中绕组等产生的热量的。

1.2变压器的原理

变压器是变换交流电压、电流以及阻抗的设备，其绕组是由线圈和铁芯组成，其中接电源的绕组叫一次绕组，其余的绕组叫二次绕组。当一次绕组中通入交流电流时，铁芯中便产生交流磁通，交变磁通的频率和外加电压频率一致，根据电磁感应定律，当交变磁通通过二次绕组时，使二次绕组产生感应电动势，从而向负载供电，实现电能转换，改变一、二次绕组线圈匝数，即可实现电压变化，这就是变压器的基本工作原理。简单说变压器就是一种利用电磁互感应作用达到电压，电流和阻抗变换的设备。其原理图如图1所示。

图1变压器原理图

2变压器常见故障产生原因

2.1变压器渗油

其主要原因可分为以下五点：一、密封材料质量差，密封结构的设计和制造工艺粗糙，变压器在工厂前没有安装。B.切割和冲裁质量差，焊工水平低，导致焊接质量差，误焊和背面焊接质量差，导致焊接结构不合理。购买者不知道相关的技术参数，并购买不符合标准的零件。由于专业队伍管理不当和技术故障，变压器安装检修后的泄漏率超过2%。E.密封垫片过紧、法兰偏转和盖子密封，以及装配过程中密封表面不平等，将使装配过程不符合专业标准。

2.2响声异常

变压器正常运行发出的是均匀稳定的“嗡嗡”声。当发生其它响声时，说明出现故障，应及时查找。如果是较高且深沉的“嗡嗡”声，可能是因为长时间过负荷导致；如果有“吱吱”声，说明内部出现放电可能，或者绝缘老化；如果有水沸腾声音，说明内部可能有短路等绕组严重故障导致过热或者使油气化产生气体；如果听到大的爆裂声，这可能是由于内部绝缘击穿引起。此时，应立即停止运行并检查维修。例如某电站在巡检时发现35kV箱变有放电声，经查询发现高压侧A相接线处有电火花，及时报告停运检修，避免了安全事故的发生。

2.3变压器内部故障

2.3.1热性故障

这种故障是变压器的常见故障，大多由绕组过热、漏磁、风扇故障、铁芯接地、分接开关接触不良等问题所致。当变压器内部热效应引起绝缘油分解时，释放气体主要以CH4和C2H2为主，同时还会产生其他类型气体，但气体总和通常占总烃量的80%以上。

2.3.2电性故障

这种故障大多伴随高电能电弧放电、低电能火花放电和局部放电三种类型。主要指能量在高电场力的影响下，导致能量的密度不同而造成的变压器故障。能量较高时，电弧能够将绝缘材料击穿。而当气隙和空穴周边能量达到一定程度时就会产生局部放电，火花放电具有间歇性的特点。

3变压器的故障诊断方法与检修策略

3.1直接观察法

观察法主要是通过人们的感觉器官，用眼看油颜色是否变浑浊，套管是否破裂或者碳化，油箱是否渗油，用耳听声音是否正常，有无放电声，用鼻子闻是否有异常气味，用手摸变压器是否严重发热，但这种方法必须要求工作人员具有丰富的实践经验，一旦发现有这些情况，及时进行维护处理。

3.2特征气体法

这种方法主要根据变压器不同故障会产生不同气体的特点，针对气体含量和种类的不同进行有效判别。特征气体法能够有效判断故障的类型和事故源。例如：变压器出现故障，事故气体以H2为代表，那么表明变压器内部绝缘油进入潮气或水。而当事故气体以碳氢化合物为代表时，表明变压器内部绝缘物质出现了故障，尤其油纸绝缘故障分解此类故障气体。但是在某些特殊条件下，出现故障后没能及时有效的切断故障，随着故障程度的加剧，变压器本身温度也会升高，对气体类型和产气率都有影响。。

3.3变压器预防性电气试验法

电气测试通常能够确定故障的位置和性质，主要包括绝缘故障的绝缘测试、判断绕组故障的电阻测试、绝缘油的简化测试。该方法是保证电力系统安全运行的有效手段之一，是电力设备运行维护的重要环节。预防性试验主要包括设备检查、气体采样或油样采集。实验项目主要包括油中溶解气体的色谱分析、绕组的绝缘电阻和吸收率、绕组的直流电阻检测、绝缘油检测、铁心绝缘电阻检测和交流耐压检测。

4变压器的故障检修策略

按照不同的检修内容将变压器故障检修划分为A、B、C、D四种故障检修类型，其中，A、B、C都是在停电环境之下运行的。A类型主要是对变压器整体、吊罩、吊芯进行检测，对变压器局部进行更换、维修与试验;B类型主要是更换和检修变压器油枕、调压开关、非电保护、绝缘油及主要部件;C类型主要是对变压器给予常规性的检修、清洁与试验;D类型的变压器检修是在通电环境下进行的，主要是对变压器进行带电测试、水冲洗和更换冷区系统部件，对变压器进行检修和保养。通常情况下要对变压器进行周期性检修，主要使用的是C类变压器检修方式，这种检修方式能让变压器技术人员更加清楚的了解到变压器的实际运行情况，进而制定出更加精准合理的检修计划。如:当变压器在正常状态下运行时，可使用C类型变压器检修方式对变压器进行常规检修;当变压器在异常状态下运行时，可使用B类型变压器检修方式对变压器各主部件实施检修与更换;当变压器发生十分严重的运行故障时应采取A类变压器检修方式。

结束语

本文就电力变压器在电力运行过程中可能出现的故障问题进行了详细分析，并在此基础之上提出了变压器的故障诊断方法及检修策略。其根本目的都是为引起变压器技术人员的重视，促使其做好变压器检测工作，从而有效发现变压器的故障问题并给予针对性的解决措施，最大限度的确保在电网运行过程中变压器的安全与稳定。

参考文献:

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