电力变压器故障分析与技术改进

基于保障电力变压器安全、稳定运行的目的，本文在简要分析电力变压器常见故障的基础上，具体探讨了电力变压器故障的诊断技术改进策略。

【关键词】电力变压器 故障 类型 诊断技术

随着日常生产生活中电力资源需求量的持续增加，电力系统运行的安全性、稳定性越来越受国家的重视。作为电力系统的重要组成设备之一，变压器运行的持续性、安全性，决定着电力系统是否能正常安全的运行，关系着人们对电力资源的需求是否能够得到满足。在电力系统长时间运行过程中，变压器容易因外力破坏、元件老化等原因而产生故障，造成电力变压器无法正常工作，并影响到电力系统的运行，极易造成严重的安全事故，而这也对变压器故障诊断提出了更高的要求。

1 电力变压器常见故障分析

根据电力变压器的故障部位、故障现象及回路，可将电力变压器故障划分为多种不同类型，有助于更快、更准确地诊断变压器出现的故障，从而为变压器故障的及时排除提供保障。

1.1 按回路划分的常见故障类型

回路故障是变压器较常遇到的故障之一，而根据变压器中回路的差异，电力变压器的常见回路故障主要包括三种类型，分别是油路故障、磁路故障与电路故障。在变压器长时间运行中，热故障、点故障的产生都易导致电力变压器出现上述三种回路故障，从而影响到变压器及整个电力系统的正常安全运行。

1.2 按故障部位划分的常见故障类型

在电力变压器长时间运行过程中，根据变压器发生故障的不同部位，可将变压器常见的故障划分为绝缘故障、引线故障、绕组故障与套管故障四种类型。其中，绝缘故障包括两种，一种是液体绝缘故障，另一种是固体绝缘故障。引线故障是指变压器引出线间产生的故障。绕组故障是指因不同绕组线匝间发生短路而造成的变压器故障。套管故障是指变压器内部绝缘套管出现破损、闪络等问题，导致内部发生短路，进而造成变压器故障。

1.3 按故障现象划分的常见故障类型

过热故障也是变压器常见的一个故障，而变压器出现过热故障，常常伴随着H2、CH4、C2H4、C2H2等气体的释放。因此，在判断变压器是否出现过热故障时，可将上述气体的释放作为判断依据之一。根据过热严重轻度的不同，可将变压器常见的过热故障划分为四种类型，包括高温过热、中温过热、低温过热及轻度过热。若变压器出现过热故障的原因与内部的绝缘材料有关，那么伴随着过热故障的产生，变压器也会释放大量的CO、CO2等气体，而这也是判断变压器出现过热故障原因的一个重要依据。

2 电力变压器故障的诊断技术改进策略

针对变压器的常见故障类型，结合先进科学技术的应用，通过改进变压器故障诊断技术，有助于准确判断变压器出现的故障类型及其原因，并及时排除变压器故障，对保障电力系统及变压器的安全、稳定运行具有重要意义。

2.1 红外诊断技术

科技水平的不断提高，对电力故障诊断及检修技术的创新具有重要的推动作用。基于电力变压器故障诊断的需求，作为一种先进的故障诊断技术，变压器红外诊断技术在电力领域得到广泛应用。从技术原理分析，变压器故障红外诊断技术主要是遵循红外线的相关原理。在采用变压器故障红外诊断技术对电力变压器出现的故障进行检测和判断时，需要借助专业的红外检测仪器对出现故障的变压器内部进行探测，依据探测出的红外波长，判断变压器各部位或元件的温度，综合分析变压器出现的故障现象、元件温度和内部探测结果，以便实现对变压器故障类型及原因的准确判断，为变压器维修方案的制定提供科学依据。红外线波长与物体温度之间的关系见表1。

利用红外诊断技术判断变压器故障的方法包括多种，如图像特征分析法、温差判断法等，主要适应于探测变压器出现的外部热故障和内部热故障。当变压器出现热故障时，可利用红外诊断技术对变压器进行探测，借助红外热成像判断变压器外部出现的热故障及其原因，如漏磁引起涡流造成的故障、绝缘层损与外部接头接触不良等引发的故障等，通过分析探测结果，制定相应的解决或维修方案，有助于及时、准确排除变压器出现的故障。对变压器内部出现的热故障，可利用红外热成像初步判断变压器内部出现故障的位置，结合对变压器所出现故障现象的分析，以及常见变压器内部故障部位的判断，找出变压器内部出现故障的类型及原因，科学设计维修方案，促使变压器故障能够及时解决，从而保障电力系统的安全、稳定运行。

2.2 变压器油中溶解气体分析

不同类型变压器油中溶解气体的数值有一个限定标准，如果变压器油中溶解气体的数值超过设定值，则表示变压器内部出现问题。因此，可将变压器油中溶解气体的实际数值作为判断依据，判断变压器内部出现的故障，并为故障排除提供保障，促使变压器能够正常安全的運行。电力变压器油中溶解气体的注意值与正常极限值见表2。

在诊断变压器内部故障时，可依据变压器油中溶解气体的相关特征，结合故障现象分析，对变压器故障部位的能量密度、烃类气体大小等变化情况进行判定，据此判断变压器内部出现的故障及其原因。如果开放状态下变压器内部烃类气体总和的产生速率超过0.25ml/h，或是封闭状态下烃类气体总和的产生速率超过0.5ml/h，则表示变压器内部出现故障，可采用三比值法对故障原因进行判断，制定针对性方案予以及时解决，以便保障电力系统的稳定、安全运行。

3 结束语

基于电力变压器故障对电力系统运行造成的重要影响，为保障电力系统运行的安全性和稳定性，可针对变压器常见的外部和内部热故障，采取红外诊断技术，或是通过分析油中溶解气体，结合三比值法的应用，及时、准确判断变压器出现的故障，确保变压器故障能够得到及时解决，避免因变压器故障而发生严重的安全事故，以便满足人们对电力资源的需求。

参考文献

[1]何首贤，孙晨祺.电力变压器故障分析及诊断技术研究[J].农村电气化，2015（01）.

[2]杨胜谊.电力变压器常见故障分析与处理[J].通讯世界，2014（04）.

[3]张浩，李军伟.电力变压器套管的故障分析及处理[J].电子世界，2013（08）.

作者单位

国网冀北电力有限公司检修分公司 北京市 102488