变压器故障的综合诊断

变压器故障的综合诊断（精选12篇）

变压器故障的综合诊断 第1篇

变压器的故障有很多种, 通常被分为内部故障和外部故障。比较普遍和常见较多的故障, 有变压器短路故障、铁芯故障、绝缘故障、放电故障、有载调压分接开关故障、渗漏油故障、绝缘油流带电故障、保护误动跳闸故障等。

变压器的种种不同类型的故障, 有的可能是反映的热故障, 有的可能是反映的放电故障, 有的可能是既反映热故障又存在放电故障。因为变压器带电运行时出现的内部故障原因常常不是单一的, 一般存在过热的同时还存在局部放电, 并且故障是在不停发展和劣变。局部过热导致绝缘故障发展成局部放电, 致使电击穿, 由此又加剧了温度升高过热, 因此在判断原因时应考虑综合分析。这些故障会使绝缘材料分解产生多种特征气体, 同时会伴随有些电气、物理、化学性能的变化。有的时候, 随着内部故障发生和发展, 设备内部压力和绝缘油温上升等, 从变压器外部也可能发现某些异常现象。因此, 在颁布执行的DL/T 393-2010《输变电设备状态检修试验规程》中, 变压器的检查项目共巡视检查 (表1) 、例行性试验 (表2) 和诊断性试验 (表3) 共三大类, 涉及有30多项, 如何运用这些项目规范和有效开展状态检修工作, 及时准确地判断故障, 需要我们多思考多总结。

二、巡检

随着变压器内部故障的发生与发展, 设备内部压力和绝缘油温度上升等, 从变压器外部也可能发现某些异常现象。

在监测故障过程中, 应仔细观察负荷电流、绝缘油温的变化, 油位与绝缘油温的关系;本体及辅助设备的异响及其震动等变化, 外壳有无局部发热等;气体继电器或其他保护发生动作跳闸时, 应查看设备的防爆膜、压力释放器是否破裂、喷油、漏油、异常震动、油箱变形、放电痕迹以及辅助设备有无异常现象等。

而变压器渗漏故障在一般情况下不存在热或电故障的特征。变压器渗漏故障不单单表现为渗、漏油, 同时在空气中的水分子和氧气分子会通过渗漏的部位慢慢渗透进变压器本体内, 从而导致油、纸等绝缘材料的受潮和劣化加剧, 引起变压器绝缘损坏。极端情况下会发生在正常运行时, 因匝间绝缘降低造成绕组损坏。因此, 在变压器安装检修时要非常注意检修质量, 同时要认真检查运维, 特别是注意防潮进水, 及时更换变色呼吸器硅胶。

三、红外热像检测

通过红外热像检测能及时发现局部过热缺陷。

但由于变压器的复杂结构, 其部件也特别多, 有一些故障用红外的方法进行检测和诊断效果很理想, 也有些故障用红外的方法进行检测效果并不好。如变压器外部故障可直接用红外成像仪检测, 变压器高低压套管的许多故障亦可利用红外成像仪检测。变压器本体内部故障, 主要包含绕组线圈、本体绝缘、铁芯、引线、有载调压分接开关、支架等部件的缺陷。由于变压器内部结构和热传递过程的复杂性, 要利用红外成像直接检测到变压器本体内部的种种故障是非常困难的。因此对于油浸是变压器而言, 变压器铁芯局部发热故障起源于铁芯硅钢片间短路或铁芯多点接地, 故障点产生的热功率往往不能反映到外部来。

四、油中气体色谱分析

不管是热故障还是电故障, 都会导致油纸绝缘中产生故障特征气体。这些特征气体大部分溶解在绝缘油中, 少量气体上升至绝缘油的表面进入气体继电器。通过油中溶解气体色谱分析来检测变压器内部潜伏性故障, 知晓故障发生的原因, 不断地了解故障的发展趋势, 掌握故障严重程度, 是油中溶解气体分析的主要任务。通过变压器绝缘油中气体的色谱分析这种检测的方法, 针对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而且有效。油中气体色谱分析对运行变压器内部早期故障的诊断虽然灵敏, 但是由于这种方法的技术特点, 使它在故障的判断上有不足之处。例如对故障的准确部位无法确定, 对于涉及由同一气体特征的不同类型故障 (如局部放电与进水受潮) 的故障易出现误判。因此在诊断故障时, 必须结合电气试验, 油化分析以及该变压器的结构、检修、运行等情况, 综合判断故障的性质及部位, 并根据故障特征, 可相应采取红外检测、超声波检测和其他带电检测等技术手段加以综合诊断。

五、电气试验

对过热性故障, 为了查明故障部位在导电回路还是在磁路上, 需要测绕组电阻、铁芯接地电流。铁芯绝缘电阻甚至空载试验 (有时还需作单相空载试验) , 负载试验等。对于放电性故障, 为了查明放电强度与放电位置, 就需进行局部放电试验、超声波探测局部放电, 检查潜油泵以及有载调压油箱等。当认为变压器可能存在匝、层间短路故障时或在遭受近区突发短路后, 还需进行绕组各分接位置电压比、短路阻抗测量以及变压器绕组频率响应分析与原始记录比较。

绝缘介质损耗因数试验和泄漏电流试验的有效性伴随变压器电压等级的提高、容量和体积的增加而下降。因此单一靠绝缘介质损耗因数和泄漏电流来正确判断绕组绝缘性能的准确也较小, 但对于小电容设备, 实践证明如电容性套管等, 测量绝缘介质损耗因数和电容量仍是故障诊断的有效手段。

六、油质分析

当怀疑到故障可能涉及固体绝缘或绝缘过热发生热老化时, 可进行油中糠醛含量测定, 油中糠醛含量测定是判断变压器老化程度的间接手段, 但当变压器油经处理净化后会不同程度地降低油中糠醛含量。判断变压器老化程度的直接手段是测量绝缘纸的聚合度, 但须利用变压器吊芯检查的机会进行取样。

当发现油中氢组分单一增高, 怀疑到设备进水受潮时, 应测定油中的微量水分, 变压器绝缘受潮时其介质损耗因数值、绝缘油含水量等会升高。

当油总烃含量很高时, 应查对油的闪点是否有下降的迹象。

结语

在变压器故障诊断排查中, 每种试验检测结果是不能缺少的诊断分析参考量;每种试验项目不能单单孤立地去判断, 应将相关的多个项目试验结果有机结合起来综合诊断分析, 这将有效大幅度提高判断的准确性。

摘要：本文通过对电力变压器巡检、例行试验、诊断性试验, 如红外热像检测、油中气体色谱分析、电气试验、油中含水量等等, 探讨试验有效性, 并对检测方法、故障诊断提出建议。

关键词：变压器,故障类型,试验有效性,分析方式

参考文献

[1]DL/T 393-2010, 输变电设备状态检修试验规程[S].

[2]DL/T 722-2000, 变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].

变压器故障诊断研究（小编推荐） 第2篇

摘要：变压器一旦发生故障将对电力系统造成重大的危害，及早发现变压器的潜伏性故障，对保证其安全运行，提高供电的可靠性具有重要意义。文章分析了变压器常见的故障，介绍了目前常用的故障诊断方法，引入了RBF 网络应用于变压器故障诊断，分析表明该方法诊断正确率高。

关键词：变压器故障诊断；BP 神经网络；RBF 网络；潜伏性故障

变压器故障诊断研究

变压器是电力系统的枢纽，它关系到电力系统的可靠性和稳定性，变压器发生故障会给人们的生活带来不便，严重情况下还会危及生命安全。由于无法杜绝变压器故障的发生，所以对故障的正确诊断和早期的预测就更加重要。目前普遍使用的是定期预防性试验，不同的实验方法和测试仪器反映运行状态的数据不够全面，经常含有现场测量时的干扰信息，并且试验时都是在离线停电状态下进行的，因停电会造成很大的负荷损失。为了正确的判断出变压器的运行状态，引入人工智能化的变压器故障诊断方法能够及时有效的判断变压器的状态，预先发现早期潜伏性故障，避免无必要的检修，具有很强的现实意义。

一、变压器的常见故障 变压器的结构比较复杂，这种特性导致变压器故障类型的多样性，以至于很难以某一判据诊断出具体的故障类型。当变压器发生故障时，按变压器本体可分为内部故障和外部故障，即把油箱内发生的各相绕组间的相间短路、绕组的匝间短路、绕组或引线与箱体接地等称为内部故障；而油箱外部发生的套管闪络、引出线间的相间短路等故障称为外部故障；按变压器结构可分为绕组故障、铁芯故障、油纸故障、附件故障；从故障发生的部位又可分为铁芯故障、分接开关故障、套管故障等。对变压器危害大的故障主要有以下几种：

（一）绕组故障

绕组是变压器主要部分，绕组故障主要分为：匝间短路、相间短路、绕组断路，由于绕组各部分绝缘老化以及受潮，导致绕组匝间、相间、高低压绕组间发生短路、断路、击穿或烧毁。产生故障的原因是制造工艺不良，机械强度不能经受短路冲击，使绕组变形，绝缘损坏；检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷，导致变压器绕组损 坏；长期过载，温度过高引起绝缘老化；绕组受潮，引起局部过热，极易导致局部放电，造成匝间短路。

（二）铁芯故障

铁心质量好坏是决定变压器正常运行的关键。铁芯故障分为铁心多点接地和铁心过热故障，当变压器出现铁心多点接地故障时，产生的环流将引起变压器局部过热，使铁心局部烧损，如不及时发现，严重时可能烧坏铁心。产生铁芯故障的原因很多，如压铁松动引起铁芯振动和噪声、铁芯接地不良及异常接地、铁心片间短路、铁心局部短路、铁芯片间叠装不好造成铁损增大而使铁芯发热等。

（三）分接开关故障

分接开关由于经常进行切换操作，很容易出现各种故障。分接开关常见的故障有：无载分接开关上分接头的相间绝缘距离不足且绝缘材料上堆积油泥时，若受潮，在过电压下将发生相间短路故障；有载分接开关若触头接触不良或因锈蚀使电阻增大，绝缘支架上的紧固金属螺栓接地断裂造成悬浮放电，如果密封不严使雨水侵入而使得绝缘性能降低。

（四）油和油纸绝缘故障

变压器内绝缘的主要绝缘材料是变压器油和绝缘纸、纸板、本块等主要成分为纤维素的固体绝缘材料，这些绝缘材料受环境的影响将发生老化，分解出大量的纤维素，一旦这些纤维素在变压器受潮后，如有少量水分进入油中容易形成小桥连接，丧失绝缘强度，造成绝 缘故障。

（五）油流带静电故障

变压器油与固体绝缘界面上很容易产生正负电荷，当某处电荷积累密集达到一定的场强时，将会使固体绝缘受损伤，并最终导致绝缘故障。

（六）引线故障

引线是变压器内部绕组出线与外部接线的中间环接，其接头是通过焊接而成，因而焊接质量直接影响到引线的故障发生。主要故障模式有引线短路、引线断路、引线接触不良。引线短路如不及时处理会导致绕组相间短路，引线断路应使变压器立即停止运行，接触不良将会产生局部高温烧断引线而使变压器停运。

（七）套管故障

套管是变压器内部绕组与箱外联接引线的装置，套管密封不严会发生位移和开焊，雨水循着套管进入变压器内部，极易导致变压器绕组短路或相间短路。如果套管表面积垢严重或者套管上有裂纹，会造成绝缘套管闪络和爆炸，使变压器烧毁。

二、常用的诊断方法

由于变压器内部结构的复杂性，故障的形式也是多样的，要准确地判断出变压器的故障性质及故障发生部位非常困难，常用的变压器故障检测方法主要包括：

（一）绝缘电阻试验

绝缘电阻试验能有效的检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮、脏污以及贯穿性的集中缺陷。

（二）泄漏电流试验

泄漏电流试验测量灵敏度较高，能有效地发现变压器套管密封不严进水、高压套管裂纹等其它试验不易发现的缺陷。

（三）介质损失角正切试验

介质损失角正切试验能发现变压器绝缘整体老化受潮和油质劣化的情况。由于变压器绝缘是由绝缘纸、绝缘油和瓷套管等构成的整体，由于表面泄漏电流的影响，测出的介损值无法有效反映绝缘局部受潮。

（四）交流耐压试验

交流耐压试验能发现变压器主绝缘的局部缺陷，如绕组主绝缘受潮、开裂或绕组松动、以及绕组绝缘上附着有脏物等。

（五）直流电阻试验

直流电阻试验可以检查分接开关和引线与套管的接触是否良好、接头是否松动、绕组是否断股、匝间有无短路等缺陷，实际上也是判断各相绕组直流电阻是否平衡的有效手段。

（六）空载试验

空载试验能发现变压器铁芯多点接地、铁芯硅钢片整体老化等局部绝缘不良或整体缺陷，根据交流耐压试验前后两次空载试验测得的空载损耗比较、判断绕组是否有匝间击穿情况等。

（七）局部放电试验

局部放电以脉冲电流法和超声波检测法应用较为广泛，脉冲电流法利用铁心或中性点引下线捕捉局部放电的电脉冲信号，后者在油箱的不同部位采集局部放电引起的超声波信号。虽然局部放电的定量精确度不高，但对定性和定位有一定的作用。

（八）红外测温

红外热成像测温技术应用于电气设备故障诊断中日益广泛，用红外测温仪测量套管出线端子的温度、油箱、套管表面的温度可以发现如导电回路连接件接触不良、套管缺油和箱体涡流发热等缺陷。

（九）绕组变形试验

当绕组发生变形后，绕组尺寸的变化必然引起漏电抗的变化，利用阻抗电压法不但可以有效地判断变压器绕组是否存在变形，还可确定绕组变形程度。利用扫频测量技术，测量变压器各个绕组的幅频响应特性，可以得到一组结构特性图谱，从而诊断绕组是否存在扭曲、鼓包和位移等变形情况。

（十）油中溶解气体法

单纯依靠某一项电气试验得到变压器运行的真实状态比较困难，油中溶解气体分析法对发现其内部的潜伏性故障及早期故障非常有效。油中溶解气体分析法（DGA）是通过检测变压器油中溶解的各种特征气体的成分含量来判断变压器故障的方法，该方法不需要变压器 停止运行，不受各种电磁干扰的影响，数据可靠性高，尤其对于过热性、电弧性放电和绝缘破坏性等故障有很好的效果。但是DGA也存在不足，操作比较复杂，不能捕捉到突发性故障的前驱迹象，当变压器内部气体含量较少时，很难对变压器故障进行诊断，当变压器多种故 障类型同时出现时，会出现误判和判断不出的结果的情况，因此需要结合其它的方法。

三、人工神经网络

变压器内部故障诊断方法很多，如人工神经网络方法、模糊集理论方法、专家系统方法等。由于人工神经网络具有并行处理、学习和记忆、非线性映射和自适应能力等特点，为变压器故障诊断开辟了一条新的途径。人工神经网络与常规的电气试验不同，它不包含具体的诊断规则，能够实现输入输出的非线性映射关系，但它并不是依赖于具体模型，其输入与输出之间的关联信息分布地存储于连接权中，它通过对己知故障样本的学习，达到对未知故障样本的诊断。研究最多的神经网络是前馈型神经网络（如BP网络，RBF网络），由于BP网络采用按误差函数梯度下降的方向进行收敛，不可避免会出现收敛速度慢及容易陷入局部极小点的问题。RBF网络是以函数逼近理论为基础而构造的一种前向网络，研究表明无论在逼近能力、模式识别和学习速度等方面，RBF均优于BP网络，典型的RBF网络是由输入层、隐含层和输出层组成，如图1所示： 图1

RBF

网

络

图

2011.03 81 第一层是输入层，它由信号源节点组成，第二层是隐藏层，第三层是输出层，隐藏层的变换函数采用RBF网络，RBF网络的输出为：

其中I W 是输出接点的权值，G 是基函数矢量。采用高斯函数作为基函数，如下：

其中矢量参数Ｘ是函数的自变量矢量，C是输入；Ｃ是常数矢量，径向基函数的中心；Φ（Ｘ－Ｃ）就是基函数。

四、基于人工神经网络的DGA 故障诊断

利用神经网络可有效地通过分析变压器油溶解气体来诊断电力变压器的内部故障。变压器故障按性质可分为热故障和放电故障，热故障又可分为低温过热（≤ 300°）故障和高温过热（≥ 700°）故障；电故障可分为高能量放电（电弧放电和比较强烈的火花放电）和低能量放电故障（局部放电和比较微弱的火花放电），统计变压器油中分 解出的2 H、2 2 C H、4 CH 和2 4 C H 一共4种特征气体含量，作为4个输入神经元的输入向量。对输出层采用低温过热、高温过热、低能量放电、高能量放电作为四个输出值，输出值在[0，1]的范围内变化，表示故障发生的概率，数值越大则表明该类型故障的可能性越大，输出值最大为1，表示属于此类故障，输出值最小为0，表示不属于此类故障。取4组特征样本对网络进行训练学习，见表1： 表1 数据样本

网络的仿真结果见表2： 表2 神经网络诊断结果

可以看出，神经网络的诊断结果和和实际故障基本一致。

五、结语

变压器故障诊断是非常复杂的问题，将RBF神经网络应用于变压器故障诊断，实例分析结果表明，该方法具有诊断速度快、适应性强和诊断的正确性强优点。随着输电压等级的不断升高和人们对供电质量的要求越来越高，变压器的故障诊断在今后也必将还是一个研究的热点。

参考文献

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董其国．电力变压器故障与诊断[M]．北京：中国电力出版社，2000．

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操敦奎．变压器油中分析诊断与故障检查[M]．北京：中国 电力工业出版社，2005．

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王雪梅，李文申，严璋．BP 网络在电力变压器故障诊断中的 应用[J]．高电压技术，2005，31（7）．

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梁永春，李彦明．改进型组合RBF 神经网络的变压器故障诊 断[J].高电压技术，2005，31（9）．

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变压器故障诊断分析 第3篇

关键词：变电站;主变压器;故障诊断

中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）33-0198-02

一、变压器概述

变压器是根据电磁感应的原理，结合实际需求，将交流电的电压改变到合适的大小，方便使用。变压器主要是由线圈和磁芯组成，线圈的绕组最少有两个，其中必然有一个是连接电源的，则这个绕组称为初级线圈，其他的都称为次级线圈。

变压器的结构主要由十个部分组成：一是芯体。这个部分是变压器的基本组成部分，包括铁芯以及上面所提到的绕组等。二是油箱。主要是让芯体浸泡在油箱中起到绝缘的作用。三是冷却装置。变压器工作久了会升温，冷却装置的存在主要是为变压器散热。四是出线装置。这部分装置必须都是绝缘的，用来将绕组的引出线从油箱内引到油箱外。五是油枕。油枕可以储存油，当油箱内的油劣化时起到补充作用。六是防爆管。是安全保护装置之一，一般电压比较大的变压器都必须要设有防爆管，一直保持油箱内的压力处在一定范围内，使变压器不受损坏。七是呼吸器。呼吸器可以吸收进入油枕内空气里的水分，降低油箱的氧化。八是继电器。这个元件也是用来保护变压器不受到损坏的，当变压器内发生故障，继电器会自动跳闸，不会让损坏行为继续下去。九是温度计。毫无疑问，温度计就是用来监视油箱内的油温的。十是净油器。这个装置的存在主要是为了维持绝缘油的特性，防止其老化。[1]

二、变电站主变压器的常见故障分析

1.油温发生异常

在正常情况下，冷却装置也完好无损、正常运作时，油箱内的温度不断上升，或者突然比一般时候高了最少10℃，那么变压器内一定是发生了故障，导致了温度的上升。一般导致温度异常的有以下几种情况：变压器内部线路短路、线圈发生故障放电、芯体很多地方接地导致涡流变大发热、出线装置里的引线接头发热、电流的不稳定磁场泄露和油箱发生不必要的回路，这些都可以导致温度异常。当这种故障不严重的时候，都是可以受到差动保护的。但是变压器故障不那么好控制的时候，会导致安全装置中的防爆管开始喷油，使油箱内的压力无法控制，这时必须要降变压器停止运作，进行检修，不然后果不堪设想。还有冷却器发生故障时也会使温度上升，比如温度计不能正常测量、散热器急需除尘、散热的风扇不转了等情况发生时都必须对冷却装置进行精密的检修，以保证它的冷却效果。

2.油位发生异常

主变压器工作的时候，油位发生异常是一件很常见的事，而且对于油位也是要在日常经常检查的。有的时候在检修的时候看到的不一定就是实际油位，这时候一般都是油枕或防爆管哪里被堵塞，运行不通畅，需要经验丰富的维修人员才能及时的发现。还有一种是直接可以目测到的油位下降，一旦发现油位下降就要立刻检查是否漏油，没有漏油的话有种可能就是对油箱放油后未进行补充，或者是油枕储存的油量太小，不能使油箱得到很好的补充，或是气温太低也会使油位下降。当这些情况还在可控制范围内时，就应该立刻想办法解决，并向上级部门汇报。如果情况过于严重，比如变压器内部产生各种噪音或者油位低到了一定的限度，则可以直接将变压器停止运行，然后再向上级汇报进行检修。

3.气味、颜色和声音发生异常

当防爆管已经无法控制油箱内的压力时，防爆膜破裂，大量潮湿的空气进入变压器，呼吸器也无法处理这些大量的水分，就会导致油箱里面的油变成乳状，可以看到明显的乳白色，降低其绝缘程度。出线装置里的套管一般都是绝缘体，如果套管老化，它的绝缘特性受到损坏，则很容易引起爆炸，当引线工作异常，套管和引线连接的一端连接不牢固，接触面很大程度上被氧化，会导致其颜色暗淡，看起来毫无光泽，这时说明表面镀层已经严重受损。还有套管污损和油箱的油泵烧坏都会发出异常的气味，呼吸器吸收了过量水分、进到油箱的水分还是很多的时候，也会使吸湿剂产生色变。变压器在正常工作和不正常工作时发出的声音是明显不同的，有经验的变压器检修人员都能根据不同的声音检查出它的故障。[2]

三、变压器常见故障的有效处理方法

1.当油温发生异常时

油温异常一般都是油温过高，当发现油箱温度超过一定的范围时，应该立刻检查温度计是否损坏、变热器有没有开着、冷却装置还能否工作、检测同样负荷下，冷却与非冷却时的油温是否一致。经过这些检查，如果是其中一项出了问题都可以很容易解决。如果上述的这些都是毫无问题的，油温已经超出范围而且继续恶化就没那么好处理了，这时要立刻检查变压器内部哪里是否发生了短路，或者铁芯发热，或者是不是绝缘装置发生损坏。这样的情况下，继电器都是不会自动跳闸的，如果不及时制止，就会因为温度过高发生着火或者爆炸事件，所以必须立刻向上级汇报，停止变压器的工作，进行大规模检修。

2.当油位发生异常时

油位发生异常，漏油过多也是一件很危险的事，当看到油位下跌严重时绝对不允许把继电器设置为只对信号产生作用，因为油位低过一定的限度时，继电器对它的保护就是无效的，不会因为油位的异常而跳闸，这样会使引线不导电，失去它本有的功能。当可以明显听到变压器内部的放电声时，这时变压器因为油位下降，内部出现了空气层，就必须要对这种危险的情况进行有效的处理，制止情况继续恶化。如果发现变压器已经着火，最重要的是必须先将所有开关都关闭，这时冷却系统已经起不到作用，继续开着反而也会受到损坏，所以也要让冷却系统停止运作。如果发现只是顶盖上面发生火灾，就应该立刻放油，尽量降低油位，以防火势变得更加凶猛，将油位远远低于着火点，同时使用灭火装置。此时，严禁使用泼水的方法灭火，防止导电伤人，同时也要根据油的流向来进行灭火。

3.当气味、颜色和声音发生异常时

当发现颜色不对，一般都是防爆管和套管接线端的问题，防爆管破裂则换一个防爆管即可，如果是套管接线端松动导致，则及时换一个接头。气味异常时应该立刻检查套管是否老化，或者呼吸器是否因吸入过量的水分而需要更换了。如果是声音发生异常，处理起来就比较麻烦。当听到变压器发出的声音比平时正常情况下更加悦耳，就要立刻根据电压表对电网进行检测。当检测过后发现电压和电流都没有什么问题时，就很可能是变压器里面的螺丝松动或者哪里的夹件松动了，检查出来给予紧固即可。如果发现是套管内有很多污渍或者是套管有裂纹而发出的声音，就应该清洁或更换套管。如果根据声音听出是变压器内部电流的接触不良，这样严重的故障就应该立刻停止变压器的使用，进行检修。当主变的绕组发生短路，溫度和油位都猛升，声音由小变成震耳的轰鸣声，则很有可能起火，这时也应该停用检修。还有一种情况，变压器外壳放电也会发出异常的声音，同样地，停止使用进行检查。[3]

四、结语

总而言之，现在社会禁忌发展迅速，各种商业活动以及生活琐碎都是离不开对电的需求。为了满足社会各界的需求，我国各地的变电站也越来越多，它也随即成为了带动城市脉搏的主要动力。现在各变电站对变电检修人员的需求和要求也越来越多，作为一名合格的变电维修人员，必须能够掌握变压器各种故障的诊断分析能力和维修能力，熟练所有主变常见故障的正确处理方法，始终保持整个电力系统的正常运作。

参考文献：

[1]廖自强，于正海.变电运行事故分析及处理[J].电力建设，2013，

（3）.

[2]陈敢峰.变压器检修技术探讨[J].中国水利水电管理，2011，（8）.

[3]孙科，钟晓波，许玉敏，等.大容量变电站建设方案[J].电力建设，2012，（12）.

变压器故障的综合诊断 第4篇

当电力变压器发生故障时, 为了避免故障影响的进一步扩大, 也为了保证系统、设备的安全运行, 对电力变压器进行全面的综合诊断就显得非常必要。对变压器的故障进行综合诊断, 可以及时、准确地掌握变压器故障的性质、类型和严重程度, 可以将变压器故障引起的损失减少到最低的程度。

1 电力变压器故障综合诊断分析的基本原则

1.1 必须要熟悉和掌握变压器的内部结构、绝缘整体状况和设备运行时的状态, 这是对变压器故障能进行正确诊断的关键。

1.2 必须要清楚故障变压器运行的外部和历史环境, 在分析故障时要结合故障变压器的运行及检修情况进行综合分析。

要清楚故障变压器有否发生过出口短路, 有否受到过电网中的谐波或过电压的冲击;要清楚故障变压器的负荷承载情况和负荷变动幅度等等。

1.3 对在故障诊断分析过程中获得的数据要进行具体的分析, 要与

变压器本身历次检测数据进行比较, 要与《规程》的有关要求值进行比较。假如数据存在超《规程》的情况发生, 则必须要结合相关的试验项目进行验证, 以查明故障发生原因和发展情况, 并进行认真的处理和解决。

1.4 当一台变压器在运行过程中发现异常, 并难以判断是否存有故障, 也难以确定是外部因素的影响还是内在因素的变化时。

在故障诊断的过程中则可以结合同一地点的另一台相同容量或相同运行状态的变压器的测试数据进行综合分析判断, 以利于对故障现象的准确判断。

1.5 当判明变压器的故障发生在某一特定区域但又无法明确定位时, 则可对变压器本身的不同部位进行检查比较。

因为对于同一变压器, 整体的绝缘情况应当基本一致, 但如果有一特定的区域与其它部位存在有比较明显的差异时, 则说明有差异的部位可能存有缺陷。这样也有利于对故障部位的准确判断。

2 电力变压器故障综合诊断的程序

2.1 变压器有无故障的判断

2.1.1 油中气体的含量

将油中气体分析结果的几项主要指标 (总烃、氢气、CO、CO2等的含量) 与DL/T596-1996《规程》中的注意值作比较。如果有一项或几项主要指标超过注意值时, 则必须要引起必要的注意。油中气体的含量是诊断变压器故障存在和发展的一个重要依据。

2.1.2 故障下产气的速率

有的设备即使特征气体低于注意值, 但增长速度很高, 也应追踪分析, 查明原因;有的设备因某种原因使气体含量超过注意值, 也不能立即判定有故障, 而应查阅原始资料, 若无资料, 则应考虑在一定时间内进行追踪分析;当增长率低于产气速率注意值, 仍可认为是正常的。

2.2 故障性质和类型的判断

2.2.1 不同的故障类型 (或故障能量) 产生的气体具有不同的特征, 我们可以运用故障气体的特征作为诊断故障性质的一个依据。

下表是不同故障类型的产气特征。

2.2.2 部颁《导则》采用国际电工委员会 (IEC) 提出的特征气体三比值法作为判断变压器等充油电气设备故障类型的主要方法。

在利用IEC三比值法判断时, 要认真分析含气成分变化规律, 找出故障类型的变化、发展过程, 还要结合设备的历史状况、运行检修和电气试验等资料, 最后做出正确的结论。

2.3 故障严重性判断

当确定变压器存在潜伏性故障, 并已明确故障的类型和性质后, 那就要对故障严重性做出正确的判断。判断设备故障的严重程度, 除了根据分析结果的绝对值外, 必须根据产气速率来考虑故障的发展趋势, 因为计算故障的产气速率可确定设备内部有无故障, 又可估计故障严重程度。

《导则》推荐变压器和电抗器总烃产气速率的注意值:开放式变压器为0.25m L/h, 密闭式变压器0.5m L/h。如以相对产气速率来判断设备内部状况, 则总烃的相对产气速率大于10%/月就应引起注意, 如大于40μL/L月则可能存在严重故障。在实际工作中, 常将气体浓度的绝对值与产气速率相结合来诊断故障的严重程度。

3 电力变压器故障的综合诊断的方法

在判断故障时, 必须结合电气试验, 油质分析以及设备的运行、检修等情况进行综合分析, 对故障的部位、原因, 绝缘或部件的损坏程度等做出准确的判断, 从而制定出适当的处理措施。利用油气量与电气量两类特征量进行综合诊断有两层含义:

一是, 互相验证, 两方面独立进行诊断, 如果两方面的诊断结果是一致的, 都判断出有故障或无故障, 这将是最理想的结果, 使得诊断结果更为可靠;如果两种方式的诊断结果不一致, 应该以油气量诊断结果为准, 根据实际情况对电气量方面的知识进行补充。

二是, 互相补充, 如果两种方式都诊断出有故障, 那么根据电气量的分析结果容易判断故障发生在哪一相, 同时根据油气量的分析可以判断出故障的性质, 从而得到更为具体的诊断结果。

4 电力变压器故障的综合诊断

4.1 当油中气体分析判断有异常时可选用下列试验项目

l) 绕组直流电阻;

2) 铁心绝缘电阻和接地电流;

3) 空载损耗和空载电流测量或长时问空载 (或轻负载下) 运行, 用油中气体分析及局部放电检测仪监视;

4) 长时间负载 (或用短路法) 试验, 用油中气体色谱分析监视;

5) 油泵及水冷却器检查试验;

6) 有载调压开关油箱渗漏检查试验;

7) 绝缘特性 (绝缘电阻、吸收比、极化指数、介质损耗、泄漏电流等) ;

8) 绝缘油的击穿电压, 油介质损耗;

9) 绝缘油含水量;

10) 绝缘油含气量 (500kv) ;

11) 局部放电 (可在变压器停运或运行时测量) ;

12) 绝缘油糠醛含量;

13) 耐压试验;

14) 用红外测温仪测量运行中油箱表面温度分布和套管端部接头温度。

4.2 气体继电器报警后可进行下列项目

1) 变压器油中溶解气体分析;

2) 继电器中气体色谱分析。

4.3 变压器出口短路后可进行下列试验

1) 油中溶解气体分析;

2) 绕组直流电阻;

3) 短路阻抗;

4) 绕组的频率响应;

5) 空载电流和损耗。

4.4 判断绝缘受潮时可进行下列试验

1) 绝缘特性 (绝缘电阻、吸收比、极化指数、介质损耗、泄漏电流) ;

2) 绝缘油的击穿电压、介质损耗、含水量、含气量 (500kv) ;

3) 绝缘纸的含水量。

4.5 判断绝缘老化可进行下列试验

1) 变压器油中溶解气体分析 (特别是CO、CO2含量及变化) ;

2) 绝缘油糠醛含量;

3) 绝缘油含水量;

4) 绝缘油酸值;

5) 绝缘纸或纸板的聚合度。

4.6 振动、噪音异常时可进行下列试验

参考文献

[1]单文培.电气设备试验及故障处理实例[M].北京:中国水利水电出版社, 2006.

变压器故障的综合诊断 第5篇

论文关键词：电力变压器;故障;诊断

论文摘要：文章介绍了电力变压器的常见缺陷和故障，并分析了这些故障对变压器的危害，并对消除故障的方法进行了归纳总结，此外还分析了变压器常用的在线监测技术，具有一定的工程实用价值。

1引言

在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏，还会中断电力供应，给社会造成巨大的经济损失。

2常见故障及其诊断措施

2.1变压器渗油

变压器渗漏油不仅会给电力企业带来较大的经济损失、环境污染，还会影响变压器的安全运行，可能造成不必要的停运甚至变压器的损毁事故，给电力客户带来生产上的损失和生活上的不便。因此，有必要解决变压器渗漏油问题。

油箱焊缝渗油。对于平面接缝处渗油可直接进行焊接，对于拐角及加强筋连接处渗油则往往渗漏点查找不准，或补焊后由于内应力的原因再次渗漏。对于这样的渗点可加用铁板进行补焊，两面连接处，可将铁板裁成纺锤状进行补焊;三面连接处可根据实际位置将铁板裁成三角形进行补焊;该法也适用于套管电流互感器二次引线盒拐角焊缝渗漏焊接。

高压套管升高座或进人孔法兰渗油。这些部位主要是由于胶垫安装不合适，运行中可对法兰进行施胶密封。封堵前用堵漏胶将法兰之间缝隙堵好，待堵漏胶完全固化后，退出一个法兰紧固螺丝，将施胶枪嘴拧入该螺丝孔，然后用高压将密封胶注入法兰间隙，直至各法兰螺丝帽有胶挤出为止。

低压侧套管渗漏。其原因是受母线拉伸和低压侧引线引出偏短，胶珠压在螺纹上。受母线拉伸时，可按规定对母线用伸缩节连接;如引线偏短，可重新调整引线引出长度;对调整引线有困难的，可在安装胶珠的各密封面加密封胶;为增大压紧力可将瓷质压帽换成铜质压帽。

防爆管渗油。防爆管是变压器内部发生故障导致变压器内部压力过大，避免变压器油箱破裂的安全措施。但防爆管的玻璃膜在变压器运行中由于振动容易破裂，又无法及时更换玻璃，潮气因此进入油箱，使绝缘油受潮，绝缘水平降低，危及设备的安全。为此，把防爆管拆除，改装压力释放阀即可。

2.2铁心多点接地

变压器铁心有且只能有一点接地，出现两点及以上的接地，为多点接地。变压器铁心多点接地运行将导致铁心出现故障，危及变压器的安全运行，应及时进行处理。

直流电流冲击法。拆除变压器铁心接地线，在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击，冲击3～5次，常能烧掉铁心的多余接地点，起到很好的消除铁心多点接地的效果。

开箱检查。对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的，应将定位销翻转过来或除掉。

夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损者，应按绝缘规范要求，更换一定厚度的新纸板。

因夹件肢板距铁心太近，使翘起的叠片与其相碰，则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片，使两者间距离符合绝缘间隙标准。

清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质，清除油箱各部的油泥，有条件则对变压器油进行真空干燥处理，清除水分。

2.3接头过热

载流接头是变压器本身及其联系电网的重要组成部分，接头连接不好，将引起发热甚至烧断，严重影响变压器的正常运行和电网的安全供电。因此，接头过热问题一定要及时解决。

铜铝连接。变压器的引出端头都是铜制的，在屋外和潮湿的`场所中，不能将铝导体用螺栓与铜端头连接。当铜与铝的接触面间渗入含有溶解盐的水分，即电解液时，在电耦的作用下，会产生电解反应，铝被强烈电腐蚀。结果，触头很快遭到破坏，以致发热甚至可能造成重大事故。为了预防这种现象，在上述装置中需要将铝导体与铜导体连接时，采用一头为铝，另一头为铜的特殊过渡触头。

普通连接。普通连接在变压器上是相当多的，它们都是过热的重点部位，对平面接头，对接面加工成平面，清除平面上的杂质，最好均匀地涂上导电膏，确保连接良好。

油浸电容式套管过热。处理的办法可以用定位套固定方式的发热套管，先拆开将军帽，若将军帽、引线接头丝扣有烧损，应用牙攻进行修理，确保丝扣配合良好，然后在定位套和将军帽之间垫一个和定位套截面大小一致、厚度适宜的薄垫片，重新安装将军帽，使将军帽在拧紧情况下，正好可以固定在套管顶部法兰上。

引线接头和将军帽丝扣公差配合应良好，否则应予以更换，以确保在拧紧的情况下，丝扣之间有足够的压力，减小接触电阻。

3变压器在线监测技术

变压器在线监测的目的，就是通过对变压器特征信号的采集和分析，判别出变压器的状态，以期检测出变压器的初期故障，并监测故障状态的发展趋势。目前，电力变压器的在线监测是国际上研究最多的对象之一，提出了很多不同的方法。 油中溶解性气体分析技术。由于变压器内部不同的故障会产生不同的气体，因此通过分析油中气体的成分、含量、产气率和相对百分比，就可达到对变压器绝缘诊断的目的。几种典型的油中溶解气体，如H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2，常被用作分析的特征气体。在检测出各气体成分及含量后，用特征气体法或比值法等方法判断变压器的内部故障。

局部放电在线监测技术。变压器在内部出现故障或运行条件恶劣时，会由于局部场强过高而产生局部放电(PD)。PD水平及其增长速率的明显变化，能够指示变压器内部正在发生的变化或反映绝缘中由于某些缺陷状态而产生的固体绝缘的空洞、金属粒子和气泡等。

振动分析法。振动分析法就是一种广泛用于监测这种变压器故障的有效方法。通过对变压器振动信号的监测和分析，从而达到对变压器状态监测的目的。

红外测温技术。红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号，经放大处理，转换成标准视频信号，然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、过负荷运行等情况时都会引起导电回路局部过热，铁芯多点接地也会引起铁芯过热。

频率响应分析法。频率响应分析法是一种用于判断变压器绕组或引线结构是否偏移的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变，而频率响应法正是通过测量这种细微的改变来达到监测变压器绕组状态的目的。

绕组温度指示。绕组温度指示器就是用于监测变压器绕组的温度，给出越限报警，并在需要时启动保护跳闸。目前已开发出一种用于大型变压器绕组温度监测的新技术，即将一条光纤嵌入变压器绕组以便直接测量绕组的实时温度，从而改进变压器的预测建模技术，并达到实时监测变压器绕组温度状态的目的。

其他状态监测方法。低压脉冲响应测试(LowVoltageImpulseResponse，LVIR)也是一种有效的变压器状态监测测方法，并且已经是一种用于确定变压器是否能通过短路试验的公认方法。此外，绕组间的漏感测试、油的相对湿度测试、绝缘电阻测试等也是变压器状态监测的常用方法。

结语

进入21世纪电力行业将有更大的发展，电力变压器的故障诊断与状态检修作为我国电力系统实现体制转变、提高电力设备的科学管理水平的有力措施，是今后在电力生产中努力和发展的方向。

参考文献

[1]中华人民共和国能源部.进网作业电工培训教材[M].沈阳,辽宁科学技术出版社,1993.

变压器故障的综合诊断 第6篇

关键词：变压器；气相色谱分析；故障诊断

中图分类号： TM4 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）12-150-2

0 引言

变压器油色谱分析仪，是目前常用于检测充油电力设备的放电、过热现象的仪器，是保证电网安全运行的有效手段，主要作用是变压器的安全维护。但是分析过程复杂且烦琐，要想更好地保证分析的结果，就要在提升实验人员操作知识、实验技能、专业水平的同时，完全按照《变压器油中溶解气体分析和判断导则》进行操作，从而更好的达到应用的目的。

1 油色谱分析方法的应用

对于变压器的绝缘测试，需要在变压器停止运行，停电条件下进行检测。其实变压器处于停电状态，很多的内部潜藏故障，是很难被发现的；对此给变压器的使用寿命，造成一定的影响，同时也增加了安全隐患。色谱分析技术的应用，能够针对不停电的变压器，对其内部故障进行有效的预测、检测；工作机理，从变压器中，提取适当的油样，通过分析就能得到故障检测结果，明确其内部故障是否存在，以及严重程度。经过一系列的研究证明，色谱分析技术的应用，对于变压器内部故障的检测率，能够达到100%。说明该技术，对于隐藏故障的灵敏性、有效性，还是非常高的。

2 变压器故障分析

2.1 故障条件下产气种类

当变压器处于正常操作状态下，且当油中气体含量，与空气溶解平衡后，此时变压器油中含气成分，包括30%含量的氧气、70%左右的氮气、0.3%左右的二氧化碳，以及少量的烃气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳气体。

同时在电、热故障点温度增加的情况下，特征气体会按照一定键能顺序产生，以上几种气体的排序，就是产气顺序。

2.2 故障类型

变压器内部故障，主要体现为热故障、电故障两种故障类型。其中热故障，主要产生以烃类气体，故障类型包括150℃、300℃以下的低温过热；300℃到700℃之间的中温过热，以及700℃以上的高温过热故障。其中没有超过150℃的低温过热，表现为超负荷导致的绝缘导线温度升高；而超过150℃以上热故障，表现为开关触头、铁芯接地、铁芯短路、电导体过流、电导体焊接、漏磁集中、冷却油道堵塞部位等故障。

而电故障，主要产生氢气、甲烷和乙炔气体；故障指变压器的放电行为，包括电弧放电、火花放电、局部放电。其中电弧放电故障，多会突然发生剧烈的放电现象，使其继电器出现跳闸动作。其中火花放电故障，时常发生在导线连接不良位置，表现为间歇性频繁放电，使其气体继电器，发生产气报警动作。而局部放电故障，放电形式外部表现不明显，且长时间的低能量放电。当变压器的绝缘材料，出现老化现象时，主要产生一氧化碳、二氧化碳气体；当其内部受潮时，会产生氢气。

3 分析用实验数据概述

油色谱分析用的实验数据，包括特征气体的含量注意值、产气速率。变压器及电抗器设备的气体组分，包括氢气、乙炔、总炔，投运前的特征气体含量注意值分别为30、0、20；在220kV条件下运行的含量注意值分别为150、5、150；在330kV条件下运行的含量注意值分别为150、1、150。套管设备的气体组分，包括氢气、乙炔、总炔、甲烷；投运前的特征气体含量注意值分别为150、0、150，甲烷不考核；在220kV以下条件下运行的含量注意值分别为500、2、100，总炔气体不考核；在330kV以及上条件下运行的含量注意值分别为500、1、100，总炔气体不考核。

特征气体产气速率，也包括绝对产气速率，以及相对产气速率；其中绝对产气速率，按照指定方式进行计算，即两次取样的气体含量的差值，与两次取样的时间间隔的比值；乘上设备的总油量比上油密度的值。而相对产气速率计算方式为，两次取样的气体含量差值比上单次的取样气体含量，乘上一与两次取样的时间间隔的比值，在乘上百分比。

4 变压器故障评估

4.1 故障判断

对于变压器故障性质的判断，可以根据气体组分，展开一系列的评估。即当变压器内部受潮时会产生氢气；低能量、密度条件下的放电，会产生氢气、甲烷；电弧、火花放电，会产生以乙烷为主的总炔类气体；当故障中伴有绝缘介质，就会产生一氧化碳、二氧化碳；当绝缘出现老化，或是变压器内部的油出现氧化时就会产生一氧化碳、二氧化碳；但这不是绝对的，还是要进行故障程度的分析。

4.2 故障程度的分析

要想对于其故障程度进行分析，完全可以根据数据信息，即特征气体的组分含量，进行有效的判断。严重故障，是指特征气体，超过5倍注意值；故障发展的趋势，可以根据气体产气速率、含量进行分析。根据绝对产气速率，与注意值的大小比较，明确地掌握其发展形式，并合理地制定、调节检测周期，并实时进行观察。同时严重故障的判断，可以对其总烃的相对产气速率进行分析，得出结论。

4.3 故障类型判断

综上所述，明确了故障类型，故障发生的行为，设备动作，以此为基础，就能判断故障类型了；将其故障类型的判断方法，总结为两种，即双比值法、三比值法。

4.3.1 双比值法判定

通过双比值法，①能够判定过热性故障，方法可以采取乙烷、乙烯的比值判断，可以根据温度产气组分等方法进行判定；②对于放电故障、放电过热故障的判定，可以根据其故障产气组分比值，即乙烷、乙炔的比值进行判断；当比值超过3时，表示低能量放电，带有过热的故障；当比值没有超过3时，表明高能量放电，且带有过热的作用故障。③绝缘老化、绝缘故障的判定，可以根据二氧化碳与一氧化碳的比值进行判定，当比值超过7时，表明绝缘老化故障；当比值小于3时，表明属于故障范围；当比值在两者数据之间，表明绝缘正常。

4.3.2 三比值法判定

通过乙炔与乙烯、甲烷与氢气、乙烯与乙炔的比值，判断其故障的出现。

采用三比值法，进行故障类型判断时，需要气体含量、产气速率，达到注意值时，才能使用该种方法进行故障的判断。

5 总结

综上所述，通过对于油色谱分析技术在变压器故障诊断中应用的分析，发现该种故障分析的方法，不仅高效且检测时间短；但是操作人员一定要注意细节问题，注重其检测样的进样量，定性、定量重复性偏差的控制等，使其高精度、数据快速处理等的仪器功能得以正常发挥。

参 考 文 献

[1] 张奇.天津滨海地区变压器油色谱检测技术与应用分析[D].天津大学，2013.

[2] 张勇.基于油中溶解气体分析的变压器在线监测与故障诊断[D].华北电力大学，2014.

[3] 赵颖.油色谱分析在变压器故障诊断中的应用[J].甘肃科技，2010（05）：71-72+64.

变压器本体故障的红外诊断 第7篇

变压器是电力行业最常见的设备之一, 也是日常电网运行中故障多发的设备。下面, 笔者简要介绍部分变压器本体故障的红外诊断方法, 供同行参考。

变压器本体内部故障主要是由绕组、铁心、引线、分接开关、本体绝缘、支架等部件存在的缺陷引起。由于变压器结构和传热过程的复杂性, 要想用红外成像方法直接在线监测变压器本体内部的各种故障有一定困难。但是, 如果采取吊罩并外施激励电压, 采用特殊运行方式 (增减负荷及改变冷却状态) 在动态过程中诊断以及辅以其他手段的综合方法, 诊断变压器本体内部的某些故障还是可行的。

1 铁心局部发热故障的诊断

变压器铁心局部发热故障一般起源于铁心叠片间短路或者铁心多点接地, 这两种原因引起的铁心局部发热都在变压器内部, 因此, 只有对干式变压器才能进行在线红外监测。对于油浸变压器, 由于故障点产生的热量往往不能在箱体表面形成特征性热场, 所以只能在吊罩后适当外施激励电压进行检测。

1.1 干式变压器铁心故障的诊断

干式变压器铁心片间局部短路产生的热量, 一部分可直接辐射出来, 其余部分经相邻部件热传导, 也可在外面直接检测到, 因此适于红外诊断。

干式变压器铁心最高允许温度可按制造厂家规定执行, 但厂家规定的温度往往指变压器正常发热温度。当绕组采用F级绝缘时, 耐热性能较强, 可达155℃。但是, 当铁心存在故障而使铁心或绕组长期在较高温度下运行, 随着电、磁的作用会形成恶性循环, 使绕组绝缘和支撑骨架发生老化, 铁心机械强度变差, 影响变完全相同, 因此根据该热像特征可对油浸变压器的铁心有无局部故障做出诊断。

对油浸变压器进行吊罩试验时, 必须按制造厂家规定的成品试验方法或经特别批准的方法进行, 判定标准按厂家规定的铁心最高允许温度执行。

2 非漏磁引起的箱体局部过热故障的诊断

当变压器箱体表面出现局部过热而钟罩螺栓又毫无发热迹象时, 这种发热故障通常不是磁回路漏磁产生的箱体涡流所致, 而是距箱体发热部位较近的某种内部故障产生的热量经一定路径传到箱体表面形成的局部温升。这种故障的热像, 通常是以距内部故障点最近的局部箱壳为中心的温度分布热像图。

由于变压器本体内部的故障往往有两个特点:一是故障发热功率与负荷大小有关, 并且热量从故障点向附近箱体的传递与冷却状态有关;二是故障发热可伴有变压器油汽化, 从而导致液相和气相色谱变化。这样一来, 就为诊断非漏磁引起的箱体局部过热故障提供了两种方法, 即改变运行工况法和红外色谱综合法。

3 变压器其他内部故障的诊断

除上述变压器内部故障以外, 只要能在变压器箱体产生局部或整体过热的内部故障, 原则上均可应用红外成像方法进行在线监测和诊断。例如, 变压器分接开关接触不良引起的发热, 会使热油沿开关绝缘筒内壁上升, 引起正上方箱体顶部形成局部过热。据此则可诊断分接开关故障。

变压器绕组故障的诊断, 可仿照铁心故障诊断的方法, 即采用吊罩后施加短路电流的方式进行红外成像检测。

浅析变压器的故障诊断与处理 第8篇

变压器是工厂配电及电站常见的电气主设备，是通过电磁感应原理和能量守恒定律来工作的。它可以把高电压(如66 kV、220 k V)转换成车间或用户所需要的低电压(如10 kV、380 V)。通过变压器来升高电力线路的电压，从而进行电能的输送和分配，这样才能最大程度地减少电能的损耗。变压器的损耗有铜损和铁损，当各个回路空载时，变压器的空载损耗就近似于整个供配电系统的电能损耗。尤其变压器因过载或其他原因造成油温过高，都会导致电能的大量损耗。

1 变压器运行中的异常现象及故障原因、故障诊断方法

变压器运行中的异常现象主要有声音异常;变压器的颜色、外观、味觉异常;油温、油色异常;油位的异常;防爆管、油枕发生喷油、强油风冷却器控制装置异常现象等。发生故障的成因主要有变压器自身缺陷;避雷器接地引下线截面太小或长度太长;绝缘性能超标(铁芯多点接地、过载);线路涌流;变压器引线接头过热。对变压器内部故障诊断有：经典分析法(特征汽体法和三比值法)、智能型系统法、专家系统、人工神经网络法。早期诊断变压器故障的方法是油中汽体分析法(DGA)。DGA定量测定变压器故障的主要气体有:氢、乙烷、氢甲烷、乙烯、一氧化碳、乙炔、一氧化碳。分析和解释DGA数据，并以此对产生这些气体的故障原因作出正确的诊断。经过多年运行实践，证明油中气体分析法是一种非常有价值的检测变压器故障的方法。本文首先简单介绍变压器的一些异常现象和故障原因及故障诊断方法，主要对经典分析法作一初探，并对变压器出现异常现象时提出一些处理方法，最后分析了一起某变电站220 kV变压器强油风冷却器控制装置异常的实例。

经典分析法———特征汽体法：如表1所示，特征汽体法是根据各种故障所产生的特征气体对变压器故障的性质作出判断的一般方法。

此外，还有一种方法是目前国内外广泛运用的方法———三比值法，这个工具是用五种特征气体：氢、乙烷、氢甲烷、乙烯、乙炔组成三对比值来判断变压器故障性质。它列出对于不同的比值范围，三对比值以不同的编码表示，并将这些编码组合分析，即可对故障情况按程度进行分类，从而作出正确故障判断。

2 变压器异常运行现象和解决方法

2.1 异常运行故障的处理

若变压器运行中发生如下的故障现象，则第一时间停运变压器：

1)变压器发生明烟和燃烧：变压器着火，若油箱无破损现象，立即投入CO2和干粉组织救火;若油箱已经破坏，则采取泡沫来救火，对于零散的油火，采取砂土进行压埋。

2)变压器漏油十分严重，甚至发生喷油，油位降低到规定的要求，轻瓦斯保护动作。此时，应第一时间停运变压器。当变压器油凝结时，将不报其冷却器的空载运行，且要密切关注最顶层的油温，慢慢增加负载，一直到切入足够规模的冷却器为止，使其设备运行正常。

若监测到变压器的油位明显降低，甚至达到规定的极限，则需要尽快找出原因。在补油操作时，应严格按照要求，严禁从变压器的下部注油。有时变压器的油位很高，超出规定要求，然而确是温度过高引起的虚假油位，此时应进行放油，并降到合理的位置。

3)变压器的声响很大，甚至里边发出爆裂声响。停电后，认真检查变压器的外部内部，检测到问题后再展开有针对性的处理。

4)当变压器处在严重过负荷状态，对整个电力系统和电气设备的寿命影响很大。应及时联系主管领导和相关部门，切除影响和损失最小的供电回路，另外，如果功率因数低，也可以采取提高功率因素的方法加以缓解。其主接线如图1所示。

2.2 瓦斯保护装置动作的处理

1)瓦斯主保护若发生动作，应第一时间找出动作的具体和准确的原因，查出是变压器内部原因导致的，还是二次继电保护回路发生问题或是进入大量空气导致油位的降低。

2)若发生重瓦斯保护的事故跳闸，一定要在找出具体准确的原因后，再投运变压器。

3)当发生轻瓦斯故障时，应重点关注变压器的电压和电流以及温升，检查直流系统是不是有接地的现象，二次继电保护系统是否工作正常。检查油位和油色以及是否存在漏油现象。

2.3 变压器事故跳闸的处理

1)变压器发生跳闸，应分析是内部故障还是外部故障，如果不是变压器内部器件引起的故障，按要求可以进行投运。

2)仔细检查各电气设备回路是否超负荷，如果仅仅是过电流保护跳闸，无其他原因可以投运。

3)变压器跳闸后，马上把油泵停止。

4)当有备用的变压器或者其他备用的电源，可以先运行备用变压器，使供电系统保持正常运行，然后继续检查事故跳闸的变压器。

5)当变压器发生燃烧现象，要迅速切断电源，并停止冷却器，接着展开救火。

3 某变电站220 kV变压器故障实例

2007年8月，某变电站主变冷却器控制装置出现故障(主变冷却器二次分析如图2所示)。

在故障发生时，运行人员根据变电站中央信号发出的“1#主变工作电源1故障”“1#主变工作电源2故障”“冷控失电”“冷却器全停”的光字信号初步判断为:1#主变冷却器控制装置的工作电源控制回路或接触器本身有故障，1#主变冷却器因失去工作电源而导致冷却器全停。运行人员随即将情况向调度进行了报告，申请并退出“1#主变冷控失电起动跳闸压板”。之后继保人员及检修人员通过现场检查和故障排查后，查出故障主要原因源于冷控系统中KMS1接触器与kV2继电器同时发生故障，最后造成冷控装置工作电源全部失电，虽然这种情况发生的几率很小，但是一旦发生，若不能快速地排除故障将会影响到变电运行的可靠性。结合相关规程，一般在变压器冷却器控制装置出现故障的时候有以下处理原则： (1) 从变电站运行人员的角度来说，当中央信号发出的“1#主变工作电源1故障”“1#主变工作电源2故障”“冷控失电”“冷却器全停”的光字信号时，应第一时间到现场检查。并在第一时间内向值班调度准确地报告情况，并按照调度的指令来处理。 (2) 若冷却控制箱内工作电源已不正常，则应检查站用配电屏的负荷开关、接触器、熔断器，检查所用变高压熔断器等情况，对发现的问题作相应处理。 (3) 检查冷却控制箱各负荷开关、接触器、熔断器、热继电器等工作状态是否正常，若有问题，立即处理或手动复归。

摘要：变压器是电力系统重要的电气转换装置, 也是能量损耗的大户。若变压器发生故障, 则会给整个供配电系统带来重大的灾害, 给企业带来很大的损失。所以, 变电站的运行和维修人员要针对运行中的变压器所发生的各种异常进行准确、迅速的分析和判断, 在第一时间内指挥和调度技术人员消除故障, 保障变压器的稳定和安全运行。

关键词：变压器,故障诊断,异常现象

参考文献

[1]张振宇.变压器异常运行和常见故障分析[J].内蒙古石油化工, 2009 (9) .

[2]唐志国.变压器故障诊断技术的研究[J].黑龙江电力, 2003 (2) .

[3]张艳玲.变压器的故障类型、异常运行状态及其相应的保护[J].科技资讯, 2008 (9) .

电力变压器绝缘故障的分析与诊断 第9篇

随着输电电压等级的不断提高, 变压器的容量和电压等级也相应升高, 对变压器可靠性的要求也更高。为了确保变压器的安全运行, 进行变压器的故障诊断异常重要。事实证明, 变压器的故障大多数是绝缘故障, 通过变压器的绝缘故障诊断, 能够及时准确地发现变压器中潜在性故障, 从而有效预防引起重大安全事故, 对电力系统的安全可靠运行具有十分重要的意义。

2 变压器绝缘材料的化学组成及故障产生的原因

变压器通常由结构材料、导电材料、绝缘材料和导磁材料组成, 不同类型的电力变压器其绝缘材料的组成也不同, 例如油浸式变压器的绝缘材料由绝缘纸和绝缘油构成。在变压器的运行过程中, 受到各种因素的影响 (例如环境、机械、电、热等) , 绝缘材料会逐渐劣化从而导致变压器故障, 实践证明, 变压器85%的故障因素都是由变压器绝缘系统引起的。

目前变压器中应用最广泛的是干式树脂变压器和油浸变压器, 绝缘材料的性能决定了变压器的使用寿命, 变压器绝缘系统产生故障的原因主要有以下几个方面:

1) 变压器设计不合理, 例如绝缘材料薄、油道窄, 这样就会导致变压器投入不久就会产生故障;

2) 变压器相间绝缘裕度不够, 容易产生相间短路故障;

3) 变压器内部的洁净度不高, 金属杂质覆盖在变压器表面和变压器线圈之上, 导致变压器运行过程中产生局部放电;

4) 绝缘管、绝缘筒和绝缘板凳绝缘成型件在制造过程中受到污染, 导致局部放电, 降低了绝缘件的绝缘效果;

5) 变压器油箱的密封效果不好, 当水分进入变压器内部时, 变压器的局部绝缘强度降低, 从而导致线圈对油箱的击穿;

6) 变压器长时间负荷运行导致变压器油老化。

无论是什么原因导致变压器过热故障、短路故障都会导致变压器发生事故, 正常的维修管理和故障诊断, 都会延长绝缘材料的使用寿命, 从而减少变压器的故障率。

3 油中溶解气体分析技术与故障诊断

3.1 油纸绝缘材料分解产气的机理

变压器绝缘材料的老化机理分为又可分为绝缘油的老化和绝缘纸的老化。变压器中的绝缘油受到电场、温度、湿度以及金属等因素的影响, 会发生碳化、氧化等反应, 从而产生低分子烃类气体, 这个过程称为绝缘油的劣化。在各种外界因素的影响下, 绝缘油的劣化是一个非常复杂的过程, 随着温度的升高劣化的速度也加快, 同时金属杂质、水分、氧气等对劣化过程也起到加速作用。

变压器绝缘纸的老化是在化学、机械、热、电等众多因素的共同作用下, 纤维素降解的过程, 在此过程中有水解、热降解、氧化降解等反应。其中绝缘材料中水分的含量对绝缘纸水解的速度影响最大, 同时一定的温度也起到催化剂的作用。

3.2 故障诊断

目前变压器故障诊断的常用方法是油中溶解气体分析技术, 该技术首先从取出变压器中的油作为样品, 然后分离中油样中的溶解性气体, 最后分析中溶解性气体的含量和成分。根据气体的含量和成分就可判断变压器是否存在故障和故障类型。

1) 故障类型与油中气体含量的关系

变压器的故障类型可分为热性故障和电性故障, 当变压器内部受潮时, 潜伏性故障如何不能及时排除将会发展成为电性故障。热性故障是指有效热应力引发的变压器故障, 热应力引发的绝缘油分解产生的气体82%以上都是CH4和C2H4, 其余气体是CO和CO2。

电性故障是指在高压应力的作用下变压器的绝缘材料劣化, 引发电弧放电、火花放电和低能量局部放电等。电弧放电的发展速度快, 该故障引发的油中气体特征是C2H2、H2、C2H4、CH4。火花放电的故障能量较小, 油中气体的主要含量是C2H2。变压器的局部放电主要由金属部件接触不良, 绝缘材料的某些部位存在尖角等引起, 局部放电的气体特征主要是烃含量较低。

2) 故障诊断步骤

利用油中溶解气体分析技术进行故障诊断, 主要是为了全面掌握故障的原因、故障的类型, 从而预测变压器的状态。因此变压器故障诊断步骤一般是从变压器中进行油样品的提取, 分析油样品中的气体特征, 判断变压器是否存在故障。如果根据分析判定变压器存在故障, 则需要进一步判断故障的类型, 了解故障的发展趋势, 提出有效的解决方案。如果存在故障的变压器还需要继续运行, 在运行期间则需要提供监视手段和安全措施, 必要时要进行变压器的内部检修、限制负荷等。

3) 故障诊断方法判断

目前对变压器的故障诊断可以依据《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中的规定进行, 例如当变压器油样品中的H2高于150μL/L, C2H2超过5μL/L, 总烃气体含量超过150μL/L时就证明变压器存在故障隐患, 就要加强对变压器的故障跟踪分析。目前进行故障诊断的方法很多, 常用的有三比值分析法、特征气体组分析法。

(1) 三比值分析法。该方法的原理是变压器中的油在故障条件下分解产生的气体含量和温度之间存在紧密的依赖关系, 把气体分析分组、编码, 作为故障类型判断的依据;

(2) 特征气体组分析法。从前面的分析可以得知, 不同的故障类型产生的气体种类和含量不同, 因此通过油中气体的含量和不同组成就可以判断故障类型, 例如当存在固体绝缘故障时, CO的气体含量会明显增加。当变压器的绝缘材料受潮时, 氢气的气体含量就较高。

4 结论

由于变压器的内部绝缘是非常复杂的系统结构, 变压器在运行的过程中, 不同时间在相同部位受到的应力也会不同, 因此变压器绝缘材料的老化很难用单一特征进行描述, 在实际的故障诊断过程中, 单一的故障诊断技术也不能解决所有的故障诊断任务, 需要把各种不同的技术结合起来, 从而提高故障诊断的正确率。本文仅仅介绍了变压器故障诊断的步骤和故障诊断方法的判断, 对变压器的故障诊断研究还不完善, 大量的后续研究工作有待继续。

摘要：随着输电电压等级的不断提高, 变压器的容量和电压等级也相应升高, 对变压器可靠性的要求也更高。为了确保变压器的安全运行, 进行变压器的故障诊断异常重要。本文首先介绍了变压器绝缘材料的化学组成及故障产生的原因, 然后分析了油纸绝缘材料分解产气的机理, 最后阐述了变压器故障类型与油中气体含量的关系、故障诊断步骤和故障诊断方法判断。

关键词：电力变压器,绝缘故障,故障诊断

参考文献

[1]向斌, 廖瑞金, 杨丽君, 等.变压器矿物油中糠醛的稳定性研究[J].高电压技术, 2007, 33 (8) :85-87.

电力变压器的常见故障及诊断探讨 第10篇

关键词：电力变压器,常见故障,诊断

0 引言

随着电网的不断发展,水电厂也在不断发展,新形势下,水电厂对电力变压器的需求也越来越大。虽然变压器在水电厂中广泛应用,一定程度上给水电厂带来了方便,但是其在使用过程中难免会出现故障问题。电力变压器出现相应故障后,不仅会影响电网电力的正常输送,而且一定程度上也会给水电厂带来困扰,甚至造成经济损失。要想保证电力变压器正常运行,就应该采取相应技术对其故障进行诊断。如何解决电力变压器常出现的故障,已经成为水电检修人员必须关注的重点。

1 电力变压器常见故障

1.1 渗油引起的电力变压器故障

电力变压器在运行过程中常会出现漏油状况,一旦出现这种状况,就会影响电力变压器的正常运行,从而不仅给变压器自身带来一定的安全隐患,而且还会给水电厂带来一定影响,甚至会影响水电厂的正常供电,给水电厂造成重大经济损失。此外,漏油所引起的电力变压器故障在一定程度上也会影响环境,使环境污染状况更加严重。因此,渗油所引起的电力变压故障在给水电厂造成一定损失的同时,也会给国家带来一定损失。

1.2 铁芯引起的电力变压器故障

铁芯引起的电力变压器故障一般指的是铁芯多点接地故障。多点接地就是指出现2点以上的接地,其在运行过程中会使铁芯出现故障,进而影响变压器正常运行,如果不对其进行相应处理,就会使电力变压器无法正常工作。电力变压器出现铁芯故障的原因主要是铁芯柱中的穿心螺杆及铁轮出现夹紧螺杆现象而造成绝缘破坏。铁芯在多点接地的时候会出现接地不良或是铁芯片短路现象。

1.3 接头过热引起的电力变压器故障

电力变压器在运行过程中常会出现载流接头过热现象,载流过热会使电力变压器出现故障,毕竟载流接头是电力变压器中比较重要的组成设备。电力变压器一旦出现接头接触不良现象,接头就会发热,甚至会被烧断。这样影响的不仅仅是电力变压器,同时也会给水电厂安全带来一定的隐患,甚至影响整个电网的正常运行。

2 电力变压器出现故障诊断方法

2.1 变压器油箱破裂引起的电力变压器故障诊断方法

变压器在运行过程中常会因内部压力过大而使油箱破裂,从而出现变压器渗油现象,进而使变压器出现故障。为了减少变压器油箱变压玻璃膜在振动过程中出现破裂而使油渗出且不能及时对玻璃膜进行更换,进而使油箱受潮,降低绝缘水平的几率,保证设备安全,应该及时将防爆管拆除,将其改成压力释放阀。

2.2 铁芯引起的电力变压器故障诊断方法

一般情况下,当铁芯多点接地时就会出现故障问题。为了更好地解决变压器故障问题,应该根据实际需求,采取直流电流冲击法或是开箱检查法进行诊断。在使用直流电流冲击法的时候,应该先将变压器铁芯和油箱之间的直流电压进行短时间的大电流冲击,直到能将多余的接节点烧掉为止。也可以通过开箱检查的方法消除多点接地。在使用这种方法的时候,应该先准备一些符合绝缘要求并有一定厚度的新纸板,用来替换夹件垫脚与轭间破坏、脱落的板纸。当铁芯与夹件纸板之间的距离太近的时候,翘起的叠片就会与铁芯相撞。在这种情况下,就应该将翘起的叠片弄直,使两者的间距与规定的间距相一致,以减少因铁芯故障而使变压器无法正常运行的几率。当变压器用的油中出现金属物质的时候,应尽量用真空干燥的方法对变压器进行干燥,以避免因铁芯故障而使变压器无法正常运行。

2.3 接头过热引起的电力电压器故障诊断方法

电力变压器的接头一般都是铜制成的,一旦接头在屋外或是在比较潮湿的地方,其就不能和铝接头有效地连接起来。出现这种现象的原因是铜和铝接触的时候,常会有盐离子附在其表面,一旦有水分,就会使铝和盐离子发生反应,在电耦的作用下,产生电解,这样铝就会被腐蚀。出现这种现象后,不能及时处理,就会使电力变压器出现故障。为了避免电力事故发生,在安装变压器之前就应该对这类型的故障进行预防,电力变压器接头一端应该用铝材料,而另一端则应用铜材料进行过渡,以避免电解现象发生,保证用电安全。

3 诊断电力变压器故障常见的检测技术

3.1 振动分析法

所谓的振动分析法就是一种可以利用变压器的振动信号对故障进行监测并检测引线是否偏离的方法,其通过绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变,来达到监测变压器的目的。就目前来看,这种振动分析法在变压器故障监测中应用得比较广泛,同时其也是变压器故障监测中比较有效的方法。

3.2 溶解性气体法

电力变压器发生故障后,其会产生不同的气体。为了减少变压器渗油故障,可以利用溶解性气体法来解决该问题。在此种方法中,可以对渗出的油散发出的相应气味进行分析,即对其成分、含量、产气率及相对百分比进行相应分析,以便更好地解决变压器绝缘问题。检测的时候可以与一般情况作对比,通常H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2是电力变压器故障中出现比较多的气体,可以对这些气体进行相应的分析,并在此基础上采取比值法,从而对电力变压器内部出现的故障进行相应的判断。

3.3 绕组温度指示法和红外测温法

绕组温度指示法就是利用绕组温度指示器对变压器的绕组进行相应的监视,一旦出现问题会自动进行越线警报和跳闸保护。随着时代的变化,电力变压器应用的发展,绕组温度指示法也在不断地变化。目前,只要将光纤嵌入变压器绕组中,就可以对变压器绕组进行实时测量,使变压器的建模技术得以改进,以达到实时监测变压器绕组温度的目的。

此外,利用红外线对温度进行测试也是测量温度的有效方法。红外测温法即利用红外线探测器接收的被测红外线辐射信号,用相应的方法将其放大出来,并将其转化成标准的视频信号,在此基础上以电视或是监视器的形式将红外线热像图在相应屏幕上显示出来。通过相应的图像显示,能分析出变压器接触不良、超负荷运行等状况。通过此种方法,能够更好地解决导电局部过热现象,特别是能更好地解决铁芯多点接地引起的铁芯过热故障。

4 结语

随着电力事业的发展,电力变压器作为电网中的关键设备,其在人们生产生活中作用越来越明显。其不仅能对电能进行转换,同时也能将电能传送到人们生产生活中所需要的地方。然而在现实生活中,变压器总会出现一些故障,这些故障不仅会使变压器自身受到破坏,也会影响电力供应,严重时甚至会造成电力供应中断。可以说,变压器一旦出现相应问题,就会给人们的生产生活带来巨大的损失。因此,必须重视变压器故障问题,对变压器故障进行及时诊断,并在此基础上采取相应的措施进行维护。

参考文献

[1]胡青.基于电力变压器故障特征气体分层特性的诊断与预测方法研究[D].重庆大学,2010

[2]陈晖.变压器状态维修及故障诊断[D].燕山大学,2010

[3]杨平.电力变压器常见故障及诊断预防措施[J].科技致富向导, 2011(15)

[4]黎萍.浅谈电力变压器故障的原因及维护方法[J].黑龙江科技信息,2009(35)

变压器在线监测与故障诊断技术研究 第11篇

摘要：在电力系统的各种电气设备中，变压器是其重要的组成部分。采用油中溶解气体分析（DGA）技术对变压器故障进行早期故障诊断，可减少变压器不必要的事故停用，对保证电力系统安全可靠运行有较大的作用。文章针对变压器离线监测的不足，提出了变压器在线监测的方法，并介绍了变压器气相色谱分析法原理，通过实例阐明了如何根据监测到的数据来诊断设备故障。

关键词：变压器油；在线监测；故障诊断；色谱分析

0引言

设备维修的概念起源于20世纪50年代，当时电网电压等级较低，容量也不大，电气设备出现问题时造成的影响和损失也较小，事故后再维修成为当时电力设备的普遍选择，但由于传统的离线监测与定期停运实验等方式属于间断性评估，难以将故障遏制在初期阶段，增加了设备运行的风险。近年来，随着传感器和光纤等相关技术的发展和应用，出现了一种能够动态监测被测设备相关数据的在线监测方法，反映变压器当前的运行状态，结合以往的运行经验与相关标准进行全面分析，明显提高了成功发现变压器缺陷的效率与准确性，并能够及时地进行报警，让运行及班组人员采取相应措施，缩短故障存在的时间，限制故障的进一步发展，以确保电网的安全稳定运行。

运行中的变压器，发生外部故障时，我们可以观察到，但其内部发生故障、病变，就很难监控，但变压器内部的油，是可以采集到的。绝缘油老化、变质会分解出一氧化碳CO、二氧化碳CO2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、氢气H2等，通过对变压器的绝缘油进行定期取样、分析，并与历年的分析数据进行对比，在变压器正常供电的情况下，判别变压器的运行状况，有助于及早发现和消除存在的安全隐患，确保变压器的安全运行。

1变压器油色谱分析的原理

在新绝缘油的溶解气体中，除了含有氮气（约70%）和氧气（约30%）以及二氧化碳（0.3%左右）氣体外，并不含有C1 C2之类的低分子烃，在经过油的处理之后，由于一些油的加热处理设备存在死角，可能出现微量的乙烯甚至极微量的乙炔。正常运行状况下，由于变压器绝缘油油和绝缘材料的缓慢分解和氧化，会产生少量的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和微量的低分子烃气体。当变压器的内部出现放电和过热故障时，变压器绝缘油和内部固体绝缘材料中放电效应和受热性效应作用，油中的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）等烃类气体产生速度和数量就会显著地增加。而在故障的初期，这些气体的增加并不足以引起瓦斯继电器的动作，此时，根据油中溶解气体含量及其增长速度，能够及早发现变压器内部故障，消除隐患，确保变压器的安全运行。

2变压器内部的常见故障及原因

变压器内部故障一般分为三类：即放电短路故障和过热故障及设备进入外部空气和水分的潜伏性故障。

2.1 变压器放电故障产生的原因

变压器放电分为火花放电、弧光放电及局部放电。（1）火花放电，放电能量较低，多由接触不良所造成的，如电流互感器内部引线对外壳放电和铁芯接地片接触不良造成的悬浮电位放电。（2）弧光放电，又称为高能量放电，原因通常是线卷匝、层间绝缘击穿，过电压引起的内部闪络。（3）局部放电，在变压器引线、端部绝缘结构及突出的金属电极表面，如油箱内壁的焊缝及附在其上的焊渣；造成了绝缘结构中电场分布不均匀，极易产生局放。

2.2 变压器过热故障产生的原因

变压器过热故障可以分为高温过热、中温过热、低温过热。主要原因是：（1）铁心两点或多点接地；（2）引线连接不良；（3）分接开关接触不良；（4）铁芯间短路或被异物短路；（5）部分绕组短路或不同电压比并列运行，引起的循环电流发热。

3气相色谱数据的综合判断

三比值法是目前我国主要采用的方法，经过经验总结，该方法采用五种特征气体相比构成五个比值，然后依据经验确定了比值的范围与大小对应的意义，从而对其进行编码，实现不同类型故障的诊断。该方法已被国际电工委员会（IEC）组织推荐使用，得到广泛认可。

3.1 气体产气速率的注意值

气体产气速率是除气体容量和种类之外分析变压器内部故障的又一参考指标，产气速率分为相对产气速率和绝对产气速率两种，而相对产气速率有一个参考基准，当基准本身浓度较小时，误差较大，故相对产气速率可靠性不太高，使用较少。绝对产气速率使用较多，多在气体浓度接近设定标准值或者超过时，进行密切关注。

3.2 对二氧化碳及一氧化碳的判断

正常情况下，对于开放式变压器而言，由于变压器油与空气接触，油中会溶解一定量的空气，但其饱和度不超过10%，所以设备内CO2含量不超过300μL/L，但当变压器固体和绝缘老化或者油长期氧化时，可能会造成CO2及CO含量的明显增长。当检测计算发现（CO2/CO）>7时，要关注固体绝缘材料是否老化。当（CO2/CO）<3，则可能是故障高于200℃涉及到固体绝缘材料时，更精确的做法是，应将最后两次检测的数据相减，计算差值，然后计算差值比值重新计算（CO2变/CO变）<3，来判断故障是否与固体绝缘有关。

3.3 乙炔含量分析及注意值

乙炔是我们日常监控中最重要的一个指标，变压器无故障时，油内不会出现乙炔，乙炔是变压器内部出现放电的特征气体，当总烃内乙炔含量较小时，通常意味着故障还在形成阶段，但乙炔出现明显增长时，则很有可能是因为发生了击穿事故，而乙炔含量的多少与故障缺陷的严重程度与紧迫程度没有必然的联系，反而与产气的速度有较大的关系，方便用来判断故障位置。

4实例分析

4.1故障变压器参数及运行情况

某变电站主变，型号为SFPSZ-150000/220，油重41.5吨。该主变自2000年7月投运以来一直运行状况良好，其运行负荷均在允许范围内，未直接受到过短路冲击，历史试验数据均正常。

4.2故障发生过程

2010年12月19日，该主变色谱在线检测系统数据显示氢气、总烃含量有明显增长。12月20日，该主变总烃含量达已达到192.95μL/L，超过一级报警值，在线色谱出现总烃报警信号。12月21日取样分析各组分含量，分析结果为272.21μL/L，数据较之前均有明显增长，其中总烃含量由3月份的10.06μL/L增长到272.21μL/L，超过注意值（150μL/L）。22日跟踪分析，氢气、总烃都有上升趋势。28日对该设备进行了取样验证分析，发现总烃含量增至402.19μL/L。

4.3故障情况分析判断

利用三比值法对12月28日油色谱数据进行了分析，判断其编码为022，对应故障应为：高于700℃高温过热故障；

按日本月冈、大江等人推算的经验公式估算，12月28日该主变的热点温度见式（1）：

T=322lg（C2H4/C2H6）+525（1）

即T=322lg（223.28/35.11）+525℃=783.70℃≈784℃

估算温度与IEC三比值法判断温度相符，可以判断变压器内部存在高温过热故障。

根据12月21日至28日油色谱分析数据，得出该时段内该主变总烃绝对产气速率见式（2）。

ra=（Ci2-Ci1）/Δt ×（m/ρ）（2）

电力变压器绝缘故障的分析与诊断 第12篇

伴随着输电电压级别的持续提升, 变压设备的含量以及电压级别也随之有所提升, 对变压设备的安全稳定性要求也越来越高。为了保证变压设备能够安全稳定的工作, 对变压设备的事故判断就显得十分重要。实践表明, 变压设备的事故很多都是因为绝缘物质造成的, 经过变压设备的绝缘事故判断, 可以及时精准的清楚变压设备中潜在的危险, 进而避免重大事故的出现, 对电力体系的正常安全工作有着关键的作用。

2 电力变压器故障诊断的意义

最近几年, 国内的电力体系电压级别的持续提升, 现在最根本的工作就是完成电网以及电网智能化, 一年内进行改革亦或是开发建立新变电所差不多有一千多座, 电力工业的飞速前进带领着更多的电力电器的发展, 为了能够确保电力体系的正常工作, 要对每一个项目状态都要进行监督检测, 对于电器绝缘状态的判断也一定要多加注意。发电设备单机的能量越来越高, 电力变压设备在电压级别上也随之有所增加, 这对稳定性的要求也随之提升, 我们都清楚, 电力变压设备在各个类型的电器中都很关键的作用, 根据调查得知, 电力变压设备发生事故的次数也是最多, 对电力体系的正常安全运行有着影响, 假如电力变压设备不能够正常工作, 整个电网就瘫痪不能工作, 并且维修难度高。在国内许多的变电所中的电力变压设备已经到了要更换的年限, 但因为资金的原因, 还是在使用着应该更换掉的设备, 仍在继续作业, 这些差不多将近报废的设备, 其绝缘性也几乎起不到任何绝缘效果, 发生事故率的危险性极高。我们能够清楚, 对于这些电力变压设备开展必要的事故判断具有关键的作用。

3 电力变压器绝缘故障产生的原因

将多年的运行经验进行总结, 发现电力变压器绝缘故障产生的原因主要有以下方面: (1) 有一些电力变压器在设计时, 采用的是薄绝缘, 油道较小, 它们的工作寿命很短, 将其投入电力系统运行的时间不宜过长, 很快就会出现故障; (2) 电力变压器要求其内部具有较高的清洁度, 运行中发现, 即使是在里面参杂有极少量的金属杂质, 都会影响到爬电距离, 在运行的过程中形成局部放电, 造成不良后果; (3) 电力变压器的各相之间需要具有足够的绝缘裕度, 否则很容易造成相间短路, 此时, 如果将绝缘隔板加入到各相间, 短路故障将引起相间电场强度的改变, 最终导致隔板产生树状放电; (4) 绝缘成型件在制造的过程中, 如其表面或者是内部受到了导电质的污染, 在投入运行时, 其内部会发生局部放电现象, 从而造成绝缘件的表面放电, 使得绝缘作用失去效果; (5) 在设计电力变压器的过程中, 油道的设计是十分关键的, 如果设计不合理导致绝缘油的流速太快, 会引起流油带电的现象; (6) 投入运行的变压器在运行中经常会引起绝缘油的污染, 大大降低了其绝缘强度, 从而降低了整体的绝缘性能; (7) 变压器的邮箱通常设计为局部密封, 一旦这种密封失效, 导致水分进入到变压器的内部, 将严重影响变压器的绝缘强度, 甚至会引起铁芯构件的击穿; (8) 长时间的投入运行, 绝缘油会出现老化现象, 绝缘油的温度长时间处于过高状态, 会加速油泥的形成。

4 电力变压器绝缘故障诊断技术

4.1 绝缘油硫腐蚀的故障诊断

近年来, 根据相关资源得知, 变压设备的事故是因为油硫腐蚀造成的, 在长时间的工作后, 变压设备中的线圈会因为和硫接触出现被腐蚀的现象, 这个已经慢慢的引起有关工作者的注意, 这种事故主要表现的特点有:在电压高、容量大的变压设备上形成的次数较多, 并且, 还会在高压绕组中产生, 这种腐蚀与变压设备在工作中设备各个位置的温度有着紧密的关系;被硫腐蚀的高压绕组会有蓝紫色亦或者浅灰色的物质形成, 对其进行研究表明这些物质是硫化亚铜, 这种物质具有导电性, 在很大程度上对绝缘体的绝缘性产生了不良的影响。

4.2 绝缘油中溶解气体诊断

电力变压器在运行过程中, 会受到空气中氧气和水分渗入的影响, 这些因素会引起绝缘材料的性能下降。在老化作用下, 变压器中的绝缘油和绝缘纸在物理和化学性能上都会发生很大变化, 故障时, 变压器内部的烃类物质通过键断裂的形式产生大量的一氧化碳、二氧化碳等物质, 随着故障的持续, 这些气体会形成大量气泡, 不断溶解于油中, 因此, 对油质进行分析, 能够判断出变压器绝缘老化以及故障的严重程度。相关研究表明, 通过对变压器中绝缘油溶解气体的气相色谱分析, 可以分析出变压器存在的潜在故障。

4.3 人工智能在线变压器中的故障诊断

经过对电力变压设备油中融化气体的解析, 能够推断出事故的种类, 进而精确的判断出变压设备事故是现在最常见的一种, 不过溶解气体过程是很繁琐的, 并且形成事故的原因也并不是单一的一种, 是由很多的原因而产生的, 这就需要工作者要有很丰富的实践经验, 花费足够的时间以及精力, 去处理这一困难, 国际以及国内开始对设备的在线工作情况进行监督检测, 所以建立了很多人工智能化的判断措施。人工智能措施, 看名字就能够知道, 它是模拟人类的思考判断形势, 把电力变压设备的绝缘油溶解气体得到的数据进行解析, 找到问题所在, 同时处理每种事故之间繁琐的关系, 并且, 还可以随着环境的改变主动的调整诊断, 在很大程度上节省了人力。人工智能判断措施的研究开发, 获得了广大人们的关注, 其主要措施是:神经网络、专家判断、模糊数字等, 这里, 神经网络措施是现在电力变压设备绝缘事故检查判断使用中最被看好的一种措施。

5 结束语

文章主要说明了电力变压设备事故判断的主要方法, 对于其绝缘物质老化情况, 建议出了相关的具体措施, 我们应该清楚, 在实际操作工作中, 电力变压设备出现事故不仅仅是因为一种原因造成的, 而是一个很繁琐的程序, 所以, 要对多个数据进行解析, 在横向以及纵向上综合进行分析。并且, 要采用多种措施与方法, 提升事故的判断率以及精确率。总而言之, 电力变压设备的绝缘事故判断现在依旧是我们探索研究的学科, 要人们更加努力的去完成, 持续的探究开发出新的判断措施, 为电力体系的正常安全工作提供保障。

参考文献

[1]冯运.电力变压器油纸绝缘老化特性及机理研究[D].重庆:重庆大学, 2007.

[2]贾辉, 李大伟, 杨明洙.油浸电力变压器受潮故障分析与处理[J].中国电力.