电力变压器的故障诊断及可靠性解析

摘要：随着国家对电力的大力发展，电力变压器的安全稳定的运行是电力的根本保障，本文从电力变压器的常见故障、变压器的综合故障诊断检测措施，以及变压器的可靠性分析这三个方面对电力变压器的故障诊断及可靠性解析进行阐述。

关键词：变压器；故障；诊断；可靠性

一、前言

电力是目前主要的能源供给方式之一，电力供应的稳定与可靠与否将直接影响着国家的经济的发展，而变压器是电力供给的稳定与可靠，因此我们需要对变压器进行详细的诊断，以及可靠性的分析。

二、电力变压器的常见故障

1.绕组故障

主要表现有：（1）绕组匝间短路：由于散热不良或长期过负荷使匝间绝缘损坏；由于变压器出现短路，或其他故障使绕组受短路电流的冲击产生振动与变形而损坏匝间绝缘；绕组绕制时未发现缺陷或绕匝排列与换位、绕组压装不正确等，使匝问绝缘受到损坏。（2）绕组相间短路：绕组匝间短路或接地故障时，由于电弧及熔化的铜（铅）粒子四散飞溅使事故蔓延扩大，发展成相问短路。（3）绕组和引线断线：由于连接不良或短路应力使导线断裂；导线内部焊接不良，匝间短路使线匝烧断，断线处发生电弧会引起绕组接地和相间短路。（4）绕组接地：由于变压器油受潮后绝缘强度降低，油面下降或绝缘老化；雷电大气电压及操作过电压，绕组受短路电流的冲击发生变形，主要绝缘老化破裂、折断等缺陷；绕组内有杂物落入等。

2.铁芯故障

主要表现有：（1）铁芯损坏：铁芯硅钢片间绝缘损坏引起铁芯局部过热，使临近的铁芯绝缘遭到损坏。（2）铁芯接地片断：变压器运行中，其内部金属部件会因感应产生悬浮电位，如果接地不良或接地片断开，就会产生断续的放电，从而损坏片间绝缘。

3.套管故障

主要表现有：炸毁、闪络和漏油：由于密封不良，绝缘受潮劣化或有漏油现象；呼吸器配置不当或吸入水分未及时处理；变压器高压侧（110KV及以上）使用的电容套管由于瓷质不良故而有沙眼或裂纹；电容芯子制造上有缺陷，内部有游离放电；套管积垢严重等。

4.变压器渗油

主要表现有：（1）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。（2）高压套管升高座：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。（3）低压侧套管渗油：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。（4）防爆管渗油：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。

5.接头过热

主要表现有：（1）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，当铜与铝的接触面间渗入含有溶解盐的水分时，在电耦的作用下，会产生电解反应，铝被强烈电腐蚀以致触头遭到破坏。（2）普通连接：在变压器上用的最普遍，也是过热的重点部位。对平面接头，对接面应加工成平面并清除平面上的杂质，均匀地涂上导电膏，确保连接良好。

6.变压器内部声音异常

变压器正常运行时，应有均匀的“嗡嗡”电磁交流声，如果发出不均匀的声音或声音异常，说明变压器运行不正常。主要原因有：（1）过负荷运行会使变压器内部发出的声音很沉重。（2）变压器内部的接触不良或击穿有可能引起放电打火，使变压器发出“吱吱”的放电声。（3）变压器内部过电压时，会造成一二次绕组对外壳闪络放电，或铁芯接地线路断，使铁芯和外壳感应出高电压，引起变压器内部发出“吱吱”噪声。

三、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。

四、变压器的可靠性分析

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。

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

3.提高变压器可靠性的措施如下：

第一、合理选择变压嚣

一般可根据用户用电负荷来选择变压器容量，避免因选择过小不能正常使用，造成配电变压器烧坏。

第二、完善技术标准

现状电力变压器技术标准中的有关技术要求，是吸取变压器设备事故教训，并充分考虑设备制造技术的发展现状而确定的。

第三、加大检修力度

在变压器投入运行前，应当加强对各项工作的检修力度，进行全面、细致的检查。

第四、提高产品制造工艺

第五、提高材料、组件及附件的要求

第六、定期做好清扫工作

五、结语

在电力系统的组成设备中，电力变压器是电网的重要设备之一，由于变压器是由多种构件共同构成，变压器的故障发生的种类也会各不相同，只有全面的对变压器进行了解，才能够尽量的减少变压器故障的发生，减少由电压器发生事故造成的不稳定因素，提高电力系统的稳定性。

参考文献：

[1]张超 大型电力变压器的故障诊断探讨 [J] 《科技信息》 -2008年25期-

[2]郑焕城 运行中电力变压器的故障诊断与处理浅析 [J] 《科技资讯》 -2008年20期-

[3]董志超 电力变压器的可靠性分析 [J] 《山西建筑》 -2003年15期-

[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-