电力变压器故障诊断及检修研究

卢辉

广州轨道交通建设监理有限公司510010

摘要：作为电网能量转换和传输中的重要设备，电力变压器的运行质量对于提高整个输电系统的安全、系统化工作及经济效益具有至关重要的作用。然而，长期以来电力系统对于电力变压器的维护和诊断都存在不同程度的问题，这对电力变压器的运行造成了非常不利的影响。因此，加强有关电力变压器的维护与故障诊断的分析研究，对于提高电力变压器的可靠运行具有重要的现实意义。

关键词：变压器；故障；检修

引言

电力变压器的正常运行是电力系统安全运行的保障，是提供可靠、优质、经济电能的重要保证，其健康状态和运行状况直接影响着整个电力系统的运行安全，电力变压器的故障不仅影响电力系统的输电能力，甚至可能造成电力系统的大规模停电以及人身事故，给电力系统和居民经济带来重大损失。因此提高变压器运行维护和技术管理水平，减少电力变压器故障的发生，是电力系统迫切需要解决的重要问题。

电力变压器的现代化对变压器的故障诊断及检修体制提出了变革性的要求，电力变压器运行的高可靠性和检修的经济性已成为电力系统降低运行成本的关键。因此，建立一种更好的电力变压器维护方式，由“到期必修”转变为“当修必修”势在必行。

1电力变压器故障类型

电力变压器故障的划分可以有以下几种：按电力变压器回路划分，可以分为电路故障、磁路故障和油路故障。按电力变压器的主体结构划分，可分为铁芯故障、绕组故障、油质故障和附件故障几种。但习惯上对电力变压器故障的分类是根据常见的故障易发区位来划分的，如铁芯故障、绝缘故障、分接开关故障等。同时还存在电力变压器渗漏故障、保护误动作故障等等。上述这些不同类型的故障，有的反映的是热故障，有的反映的是电故障，有的既反映热故障同时又存在电故障，而电力变压器渗漏故障在一般情况下不存在热或电故障的特征。

油浸电力变压器的故障通常分为内部故障和外部故障两种。内部故障为电力变压器油箱内发生的故障，例如各相绕组的相间短路、绕组或引出线的接地故障等。外部故障为电力变压器油箱外部发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎引起的接地短路，引出线发生相间故障等。

2电力变压器故障产生的原因

电力变压器故障主要是由于绝缘材料的劣化产生的，其原因主要包括正常及过负荷下的热劣化以及水分和氧气对热劣化的促进作用。其他电力变压器故障原因可能有以下几种：

（1）选用规格不当。主要包括电力变压器绝缘等级选择错误；以及所选规格未满足环境条件要求。

（2）安装不当和保护设备选用不合适。

（3）电力系统的异常电压。

（4）电力变压器的长期自然老化。

3变压器的综合故障诊断检测措施

综合以上分析可知，当变压器保护继电器动作、外部检查发现异常、压力释放装置动作、预试时发现异常或绝缘油中特征气体含量异常等情况，首先进行外部检查，检查内容包括：喷油程度、响声大小及部位、继电器动作状态、负衙情况和系统运行工况情况作为参考，同时对变压器进行电气试验，取油箱或套管中绝缘油油样和瓦斯继电器中气样进行气体分析，通过综合分析对故障的部位和程度作出判断。这对于故障检查和修复并使其及时恢复运行是极为重要的。如果故障特征不够明显且不能判定故障原因时，可暂时将变压器投入运行，在运行过程中加强跟踪监督。及时掌握变化趋势，进一步确定故障的部位和程度，判明故障性质后或故障特征显著，可能无法继续运行时，应及时停电检修。

检测绕组故障和绝缘老化的试验一般有：绝缘电阻及吸收比、绕组直流电阻、变压比、介质损耗因数及电容量、绝缘油色谱分析等。从以下情况可以看出，为预防变压器运行中事故或故障后确定故障程度和部位，进行绝缘油中含气分析有极其重要的作用。当变压器内部发生故障而引起局部异常过热时，油和绝缘纸等绝缘材料会受热老化、分解，从而产生H2、CO、CO2和低分子量的烃类，这些气体在绝缘油中溶解度很大，有相当数量的气体溶于绝缘油中，特别是变压器的早期故障产生气体量少，不致造成轻瓦斯保护动作，因而不易引起注意。但由于绝缘油在油箱巾循环流动，使油中气体均匀溶解，采用分析油中含气成份的方法，就足用质谱仪和气相色谱仪之类仪器分析油中的气体，根据气体的组份和各种气体的含气量及其逐年的变化情况，以判断故障的种类、部位和程度。这种方法能有效地判断出电气试验不易确定的轻度故障、铁芯的局部故障之类的缺陷，还可以在初期阶段就发现正在缓缓发展的故障.但不能预测绝缘击穿之类突发性事故。由于色谱分析存在周期性。近年来在此方面有许多新技术和设备出现，特别是各类在线式仪器的推广和应用。使我们能够迅速掌握设备内部状况。

4变压器的可靠性分析

4.1可靠性分为固有可靠性与使用可靠性

同有可靠性，是制造厂在生产过程中所确定的可靠性，它和原材料、零部件的选择、设计、制造、试验直到产品生产为止的各个阶段都有密切关系，它是制造厂在模拟实际工作条件的标准环境下进行测定并必须予以保证的可靠性。使用可靠性，是与产品使用有关的一些因素所确定的可靠性，产品从制造生产出来后，要经包装、运输、贮存及安装等过程，才能投入实际使用，产品在实际使用过程中受到环境、操作情况、人员素质、维修方式及维修技术等诸多因素的影响，在实际使用中人为因素对产品可靠性的影响也很大。

一个固有可靠性很高的产品如使用不当，其使用可靠性也不高，则该产品的工作可靠性也不理想；相反，一个固有可靠性并不很高的产品，如使用得当，其使用可靠性很高，则该产品的工作可靠性也还不错。

4.2电力系统的可靠性分析

可靠性分析主要集中于电网和发电设备的可靠性评估，变压器的可靠性评估主要是依据设备的运行统计数据进行相关可靠性指标的分析，其评估结果不能准确反映某台变压器的可靠性水平。目前针对某台变压器，通过对设备自身的结构、功能、故障模式进行分析并评估可靠性的研究还处于起步阶段。

可靠度R（t）与不可靠度F（t）之间的关系为：R（t）+F（t）=1

5电力变压器的检修

电力变压器检修是一个涉及到调度、生技、安监、运行、修试厂等各主要生产管理部门，涉及到的系统有生产MIS、调度。电力变压器的检修主要包括以下几点：

5.1电力变压器管理

变压器管理是规范设备从变电所、变压器间隔到相关技术参数之间的层次关系，通过不同权限的设定明确了变压器新增、更换、调度命名变更、设备更换、移位等动态维护业务职能的分配。

5.2电力变压器的运行管理

电力变压器的运行管理是实现电力变压器运行日常管理工作功能，并为电力变压器检修分析提供了开关跳闸、避雷器动、电力变压器有载开关调压次数等相关数据记录。

5.3电力变压器的检修

电力变压器检修是在完成电力变压器状态评估后，根据相关知识库中的判据和相关标准制定维修策略。维修策略主要指维修周期，包括电力变压器的试验、检修等。维修策略分传统维修部分（规定的电气设备的预试、检修周期等）以及依据电力变压器状态对维修策略进行调整的部分（包括立即维修或更换、限期维修或更换、缩短周期、正常周期、延长周期）。

5.4检修档案

检修档案包括检修以及检修完成后的相关报表，检修档案是为规范电力变压器的检修行为，提高其检修质量，确保检修安全并为以后的检修提供相关信息而制定一项检修工作措施。

6结束语

随着科学技术的不断地进步与变压器状态检修的实施，并将成为电力状态检修技术开扣新的领域，不断地提高电力系统的安全/经济/稳定运行水平，并对电力企业经济效益和社会效益产生深远的影响探析。

参考文献：

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[4]牟岳提高电力变压器可靠性的措施分析[J]《中国科技博览》-2011年21期-