1、1油浸式电力变压器的故障分析和检测方法概述中图分类号：TM41 文献标识码： A 文章编号： 1 概述 随着经济的快速发展，我国的电力设施越来越完善。随着我国电力工业的迅速发展，电网规模不断扩大，电力变压器的单机容量和安装容量随之不断增加，电压等级也在不断地提高。近年来，电力变压器虽然由于材料的改进、设计方法和制造技术的提高，运行可靠率有所提高，但仍会发生料想不到的事故。造成变压器故障的原因主要包括以下几个方面： （1）设计不合理、制造质量不良、运输安装缺陷造成变压器发生故障； （2）运行和维护不当； （3）异常电压； （4）绝缘老化。这一方面是由于绝缘材料的自然老化而造成的;另一方面，当变压
2、器过负荷运行或内部出现某些异常(如局部放电、局部过热等)时，将会加速变压器绝缘材料的老化，从而引发故障； （5）自然灾害、小动物事故等。 电力变压器是电力系统中最重要的电气设备之一，而油浸电力变压器又是目前使用最多、最广的的电力变压器，它的故障对电力系统和用户造成重大的危害和影响。因此，减少和预防油浸式电力变压器故障具2有重要意义。 2 变压器故障的种类 油浸式电力变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。故障可能发生在铁芯、绕组、引线、分接开关、套管及附属设备等各个部件的不同部位。变压器故障可能是大范围的、整体性的，也可能是局部性的。就性质而言变压器故障可以分为机械故障、热故障、和电故障。
3、机械故障包括振动、导线断股、绕组变形、垫块松动、瓷套损伤等。热故障通常为变压器内部局部过热、温度升高。电故障通常指变压器内部在高电场强度的作用下，造成绝缘性能下降或劣化的故障。对变压器故障科学的分类，有助于我们对变压器故障的产生和发展的原因进行有效的分析，有助于我们对变压器故障的诊断与定位。但是变压器故障的产生和发展是一个非常复杂的过程，故障的性质和类别也不尽相同，有的表现为热故障，有的则表现为电故障，有的则反映过热故障同时又存在电故障。这些故障可能互相影响、转化使故障恶化。 3 分析变压器故障的作用和方法 3.1 分析变压器故障的作用 运行中的变压器发生不同程度的故障时，会产生异常现象或信息
4、。故障分析就是收集变压器的异常现象或信息，根据这些现象或信息进行分析，从而判断故障的类型、严重程度和部位。应视不同情况进行处理：严重的可造成恶性事故，使保护动作，将变压器从电力系统切除；有些故障虽不会使保护动作，但继续运行将可能造成严重后果，运行人员应尽快使变压器退出运行；有些故障虽不太严重，但应进行密切监视，在3必要时安排检修；有些轻微的故障，还可以继续运行，运行中应加强监视，观察故障的变化情况。从而对症下药，防止变压器的损坏，延长变压器的检修周期，提高电力系统运行可靠性，减少损失。此外，故障分析还可能发现一些运行中的问题和产品质量问题，分别为改进运行维护措施和改进设计制造工艺提供了依据。
5、3.2 检测变压器故障的方法 检测、诊断变压器故障的方法有很多，归纳起来可分为三大类: 直观检查、物理化学方法、非破坏性电气试验。 3.2.1 直观检查 包括外观检查和必要时吊罩进行内部直观检查，可以发现人们能看到或感到的故障。外观检查包括观察变压器是否有震动、异响、气味异常、变色，瓷套管表面是否出现规律、外伤和放电痕迹，油温计、绕组油温计、油位计的读数是否正常。但是当你发现这些现象时，变压器的故障往往已经发展到了比较严重的程度。需要马上安排停电检修。 3.2.2 物理化学方法 根据故障时所表现的特征，通过物理、化学分析来发现故障。例如，用油色谱分析法来发现内部发热及放电故障，用红外热成像法来
6、发现热故障等。 3.2.2.1 油色谱分析法 油色谱分析法的全称是油中气体气相色谱分析法，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有效，这已为大量故障诊断的实践所证明。 4油色谱分析的原理是基于任何一种特定的烃类气体的产生速率随温度而变化，在特定温度下，往往有某一种气体的产气率会出现最大值；随着温度升高，产气率最大的气体依次为 CH4、C2H6、C2H4、C2H2。这也证明在故障温度与溶解气体含量之间存在着对应的关系。而局部过热、电晕和电弧是导致油浸纸绝缘中产生故障特征气体的主要原因。变压器在正常运行状态下，由于油和固体绝缘会逐渐老化、变质，并分解出极少量的气体(主要包
7、括氢 H2、甲烷 CH4、乙烷 C2H6、乙烯 C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳 CO、二氧化碳 CO2 等多种气体)。 这些气体大部分溶解在绝缘油中，油中气体的各种成分含量的多少和故障的性质及程度直接有关。因此在设备运行过程中，按周期测量溶解于油中的气体成分和含量，对于及早发现充油电力设备内部存在的潜伏性故障有非常重要的意义和现实的成效。 3.2.2.2 红外热成像法 红外热成像技术是随着近代光电技术发展而产生的一门新兴技术，其主要原理是任何高于绝对零度的物体都会因其自身的分子运动而向外辐射出红外线。当红外线从物体向外辐射时必然和能量同时发射，则必然载有物体的温度特征信息。红外热成像技术因此
8、可以测量各种被测物的温度高低和热场的分布。红外热成像法主要是通过发热点与周围、同一设备的不同相别的同一位置、同型号设备的同一位置、历史记录等对比来判断变压器是否存在过热型故障。因为变压器的结构非常复杂，附件多，产生的过热故障的种类也多种多样。 53.2.3 电气试验 通过电气试验可以发现变压器绝缘内部的缺陷和故障，也可以发现其他类型的故障。下面简单的论述一下常用的电气试验方法。 测量绕组的直流电阻 测量绕组的直流电阻在变压器的所有试验项目中是一项较为方便而有效的考核绕组纵绝缘和电流回路连接状况的试验，它能够反映绕组匝间短路、绕组断股、分接开关接触状态以及导线电阻的差异和接头接触不良等缺陷故障，
9、也是判断各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关档位是否正确的有效手段。长期以来，绕组直流电阻的测量一直被认为是考查变压器纵绝缘的主要手段之一。 测量电压比 测量电压比可以发现绕组间和匝间是否有短路故障 3空载试验 空载试验可以发现绕组的短路故障。在设备交接投运是进行该试验，可以及时发现在出厂、运输、安装中产生的缺陷。若空载电流比出厂试验有明显增加或各相的空载损耗有差别，则可判断绕组有短路故障。空载损耗增加而空载电流增加不明显，也可能存在铁芯绝缘故障。 4.测量绕组的绝缘电阻、吸收比和极化指数 测量绕组的绝缘电阻、吸收比和极化指数，能够有效地检查出变压器绝缘整体受潮，套管表面受潮或污秽，以及贯穿性的
10、集中性缺陷，如瓷件破裂、引线接壳、器身内有金属接地等缺陷。 5.测量绕组连同套管的直流泄漏电流 6泄漏电流试验的原理与绝缘电阻试验相试，只是试验电压较高，用微安表监视，测量灵敏度更高。实践证明泄漏电流试验除了可以发现绝缘受潮外还能有效的发现绝缘的局部缺陷和弱点，如变压器套管密封不好进水，高压套管有裂纹等。 6.测量绕组连同套管一起的介质损耗因数 tg 测量 tg 对于判断变压器绝缘老化、受潮等整体状况有一定作用，但对发现局部受潮等缺陷作用不明显。 7. 进行绕组连同套管的交流耐压试验 交流耐压试验是直接变压器的绝缘强度进行考验，对发现变压器主绝缘的局部缺陷十分有效。 8.测量铁芯（有外引接地线
11、的）的绝缘电阻 铁芯和夹件必须一点接地。若不接地，便产生悬浮电位，使绝缘放电。若再产生一点及以上接地，则接地点间会形成环流，产生局部过热，烧损铁芯。所以必须保证铁芯和夹件对地绝缘良好，要定期测量。 总结 由于变压器故障类型众多，原因复杂，故障类型还可能转化，对变压器故障的综合判断，还必须结合变压器的运行情况、历史数据、故障特征，通过采取针对性的色谱分析及多项电气检测手段等各种有效的方法和途径，科学而有序地对故障进行综合分析。才能准确的判断出故障的类型、程度、部位和原因，做出合适的处理。 【参考文献】 1陈敢峰主编. 变压器检修. 中国水利水电出版社，2004 72汪学勤、董其国等.电气试验与油化验.中国电力出版社,1999.5 3张志仁变压器铁心接地故障的分析判断与处理J.浙扛电力，2010 4王世阁、钟洪璧编著.电力变压器故障分析与技术改进.中国电力出版社，2004
