電力變壓器故障診斷研究

王翠芳蕪湖金鷹變壓器有限公司，安徽蕪湖 241000

電力變壓器故障診斷研究

王翠芳
蕪湖金鷹變壓器有限公司，安徽蕪湖 241000

變壓器的正常運行是社會經濟可靠發展的保證，特別是電力行業的生產工作都有著至關重要的作用，但是由于其結構和日常維護有許多可變性，使得它的故障診斷就成為很復雜也很重要的事情。合理、科學的變壓器診斷方法對于變壓器的維修和維護有著關鍵作用，是變壓器正常運行的有力措施，本文主要從變壓故障類型和診斷方法進行研究，提出不同的診斷方法，根據診斷方式找到故障原因，為變壓器正常運行提供借鑒。

故障性質；開放式；電力系統

為了提高電力變壓器的可靠性，就要對變壓器故障有所針對性的分析，變壓器故障診斷是個很復雜的問題，分為故障性質診斷和故障部位診斷。如果在電力變壓器發生問題后能夠準確分析出故障性質和故障部位，然后快速找出解決對策，及時進行維修，縮短電壓器維修時間提高供電可靠性，對實際工作有很大的指導意義。但是，目前，關于故障部位診斷的研究還處在探索階段，沒有故障性質的研究深入和便捷，對于維修和維護變壓器造成了不小的阻礙，所以關于變壓器的故障診斷研究還是很有必要的。

1 電力變壓器故障診斷研究現狀

電力變壓器中的熱故障和電氣故障時主要的兩種故障類型，但是變壓器的故障并不單一而是多種多樣的，原因和現象直接的關系十分復雜，變壓器多年的發展其故障和原因多為以下幾個方面，機械故障、電氣故障以及熱故障是變壓器內部故障的3種主要類型。其中，由于機械故障的產生往往表現為伴隨著電氣故障或熱故障發生，所以針對變壓器內部故障的研究主要以電氣故障和熱故障為主來進行分析。另外，電力變壓器故障產生的成因與表象之間的關系是復雜非線性耦合的，因此對于故障診斷的研究方法應當基于一定經驗與典型案例分析之上，主要表現為：第一，局部性放電；第二，低能量狀態下放電，因不良接觸導致形成不等電位或懸浮電位在變壓器屏蔽環處可形成電弧放電或火花放電，此外在核心閉環內箱壁與套管等夾件、導體與附件開環的部位或者繞組相鄰行之間，線圈在低壓端與高壓端之間木質絕緣或繞組墊塊處放電；第三，低溫狀態下過熱，變壓器在緊急狀態下超銘牌違章操作，繞組內部液流阻塞，導致磁通受阻雜散分布；第四，高溫狀態下過熱，油箱與鐵芯上形成大面積環流，箱壁處未經補償的磁場。

1.1 鐵芯故障

除了繞組的質量關系到變壓器的可靠運行，鐵芯也是變壓器進行傳遞和交換電磁能量的主要部件，鐵芯的好壞決定著變壓器是否能正常運行。鐵芯多點接地、接地不良和鐵芯片間短路時關于鐵芯常見的故障模式。據相關數據統計，鐵芯出現上述故障的原因主要有鐵質夾松動、壓鐵松動引起鐵芯噪聲，鐵芯片間絕緣老化，鐵芯安裝位置不準確造成空洞聲，鐵芯片間疊裝不良造成鐵芯發熱。

1.2 放電故障

放電故障顧名思義是在變壓器正常運行下內部絕緣體受到損壞或影響，一般分為3類，局部放電、火花放電和電弧放電。正常情況下放電的部位通常在固體絕緣內的空穴、電極尖端或油中沿固體絕緣的表面等處。局部放電的另一個特點就是它的能量密度沒有想象中大，也正是因為如此，一旦發生就會造成高能量的放電，高能量放電的最大危害就是將絕緣體破壞，進而影響變壓器運行。

2 變壓器故障的診斷方法

2.1 三比值法

三比值法在變壓器故障診斷中發揮了重要作用，它是IEC推薦的一種方法，實際上是羅杰斯比值法的一種改進。根據己知的編碼規則和分類方法，查表確定故障性質，如圖1、圖2所示。

但是應用三比值法也有不足的地方，例如，只有到達各組分含量的注意值或者產氣速率的注意值，才有理由判斷可能存在的故障，才能進一步根據三比值法判斷

故障性質，對于氣體含量正常的情況，其比值是沒有意義的。

2.2 特征氣體法

特征氣體法是根據不同氣體的指數判斷故障性質，例如，過熱故障中只有熱源處絕緣分解時，CH4和H2兩者之和會占總烴的八成以上，而且隨著溫度改變氣體指數和比例還會改變。如果H2占氫烴總量的30%以下就說明變壓器的高中溫過熱，并且溫度越高，H2的絕對含量就越高。但其所占比例卻相對下降。一般過熱的故障特征氣體的表現為總烴較高一般會C2H2小于5，嚴重過熱的故障其氣體描述則為總烴高，C2H2大于5，但是C2H2未構成總烴主要成分，H2含量比較高。此外還有火花放電、電弧放電時候的特征氣體總烴高，H2含量也比較高，C2H2大于10，局部放電時候特征氣體總烴不高，CH4是總烴的主要成分，H2的成分也要大于100。這些都是通過特征氣體的指數來判斷故障的方法。

此外還有基于計算智能的方法進行診斷，如基于模糊邏輯的方法、基于神經網絡的故障診斷方法等都是能夠進行故障診斷的。

3 結論

通過以上論述，對于變壓器故障的診斷可以通過以上方法進行，但是基于不同的環境和不同的內部因素，還是要注重因地制宜，合理選擇診斷方法，得到有效的監測結果。作為電力變壓器不僅作用至關重要，而且還是電力系統中最昂貴的設備之一，它的容量較大、同時故障發生頻率較高，電力變壓器的運行狀態直接影響整個電力系統運行的安全性和經濟性。能夠保證變壓器的正常運行，這對社會生產、居民生活和國家建設順利發展的保障，更是為國民經濟迅速發展保駕護航。

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1674-6708（2016）168-0216-01

王翠芳，工程師，蕪湖金鷹變壓器有限公司，研究方向為機械制造，重點變壓器生產與維修。