状态检修技术在变压器故障诊断中的应用 解伟

状态检修技术在变压器故障诊断中的应用解伟
摘要：作为电力系统中电压转换与电能分配的重要设备，变压器的运行状态关
系着整个电网运行的安全与经济性。

近年来，随着对电力需求的快速增长，我国“东电西送”等政策下的超、特高压以及高压输电工程如雨后春笋般的展开建设，
为了满足电网建设需要，变压器也朝着大容量方向发展。

新的不同种类、容量的
变压器投入，对变压器的稳定可靠运行，尤其是能否及时发现故障并解决之提出
了更高要求。

电力工作者的关注点主要集中在电力变压器故障检测与诊断方法技术、故障类型以及解决措施等方面。

关键词：状态检修技术；变压器故障诊断；应用
引言
在电力系统中，配电变压器不仅是非常关键的一种供电设备，同时对于工农
业与居民用电也具有重大意义。

为了降低配电变压器出现故障的概率，提升配电
变压器供电的可靠性，那么对其故障诊断处理做出进一步探究则显得十分有必要。

1变压器故障诊断的研究现状
在计算机和人工智能高速发展的背景下，智能化也逐渐深入变压器故障诊断
当中，神经网络、模糊理论、支持向量机、专家系统、遗传算法、免疫算法等技
术方法在变压器故障诊断系统中的广泛应用最能体现故障诊断系统的人工智能化。

电力变压器产生故障的原因多样复杂且不易直观看出，致使判断故障性质和
故障产生部位难度大大提升。

自20世纪以来，油中溶解气体法（DGA）就是变压器故障诊断最常用的方法，它是通过分析变压器油中溶解气体的相对含量来判断
故障类型，例如一些很实用的算法三比值法等，但是这些方法都存在普遍的“编码盲点”问题．为了解决此问题，很多学者在此基础上引入了神经网络等算法来判别变压器故障。

变压器故障诊断实质就是在变压器运行时判断是正常还是存在隐患．换言之，即对变压器未来一段时间的运行状态有预见性，预测是否会发生故障；若故障已
经发生，要能够准确地判断出故障产生的原因和部位以及故障的类型和程度，并
能据此制定相应的维修对策。

2变压器故障产生原因
2.1响声异常
变压器正常运行发出的是均匀稳定的“嗡嗡”声。

当发生其它响声时，说明出
现故障，应及时查找。

如果是较高且深沉的“嗡嗡”声，可能是因为长时间过负荷
导致；如果有“吱吱”声，说明内部出现放电可能，或者绝缘老化；如果有水沸腾
声音，说明内部可能有短路等绕组严重故障导致过热或者使油气化产生气体；如
果听到大的爆裂声，这可能是由于内部绝缘击穿引起。

此时，应立即停止运行并
检查维修。

例如某电站在巡检时发现35kV箱变有放电声，经查询发现高压侧A
相接线处有电火花，及时报告停运检修，避免了安全事故的发生。

2.2绝缘及套管故障
电力设备故障一半以上都与绝缘故障有关。

变压器主要的绝缘包括内部绕组、铁芯及绝缘油，外部主要为套管，内部绝缘问题主要是由于绝缘材料老化或者机
械磨损，以及绝缘油发生反应降低绝缘性能导致；密封不严，导致绝缘受潮也会
引起此类故障。

外部套管可能由于积污发生闪络，套管破裂等导致绝缘故障出现。

绝缘问题引起的电力事故损失往往较大，如若能及早的发现并解决，可将电力事
故风险或损失降低到最小。

因此，为保证绝缘材料的性能，在日常运行维护中，
要特别注意绝缘性能方面的监测。

2.3短路及放电故障
短路故障是电力变压器使用中最常见的故障。

引起它的原因是多方面的：绝
缘材料的老化击穿、内部电磁环境影响等自身因素，材质不好、设计工艺质量差
等质量问题，接地线断路、异常电压等外部环境以及运行维护不当等人为因素。

放电现象多是由于绝缘材料老化损坏绝缘性能下降、或者接线断裂，链接不良等
等造成放电。

例如上述例子变压器就是由于高压侧未拧紧的接线螺丝掉落，导致
放电，最终导致绝缘套管破裂。

短路、放电故障还会引起其它更为严重的故障。

3状态检修技术在变压器故障诊断中的应用
变压器作为变电站内最重要的主设备之一，其运行状态对整个系统的安全运
行起着至关重要的作用。

目前随着变压器带电监测新技术的应用，对变压器的运
行状态可以进行严密监测和全过程控制，为变压器的状态检修提供了可靠的技术
保障。

从目前的形式来看带电监测技术主要包括以下几点：第一点绝缘油相气相
色谱分析；第二点局部放电检测；第三点，红外线测温技术。

变压器带电检测技
术主要包括局部放电检测、油色谱分析和红外线测温仪技术这三大类。

3.1绝缘油气相色谱分析技术
绝缘油气相色谱分析技术是目前世界上权威性较高的一种对油类电器设备检
测的方式。

这种检测技术的优点是可以及早发现变压器内部的潜伏性故障，从而
初步确定故障类型，避免重大事故。

这种方式的工作原理是当相关的设备的正常
运行或者是出现故障的情况下，绝缘油将会发生分裂而分解成不同的产物，这些
产物主要是有一些气体组织和浓度较高的化学物质组成，通过对这些产物进行分
析可以在短时间内得出充油电气设备的内部情况以及预测是否存在一些潜伏性的
问题，对于变压器中常出现的故障情况比如绝缘导线过热，分接开关接触不良，
引线夹件螺丝松动或接头焊接不良，涡流引起铜过热，铁心漏磁，局部短路，层
间绝缘不良，铁心多点接地等高、中、低过热现象；高湿度、高含气量引起油中
低能量密度的局部放电；引线对电位未固定的部件之间连续火花放电，分接抽头
引线和油隙闪络，不同电位之间的油中火花放电或悬浮电位之间的火花放电引起
的低能放电；线圈匝间、层间短路，相间闪络，分接头引线间油隙闪络，引线对
箱壳放电，线圈熔断，分接开关飞弧，因环路电流引起电弧，引线对其他接地体
放电等引起的电弧放电。

3.2高频局部放电检测技术
高频局部放电检测技术指使用3～30MHZ的系统带宽对局部放电信号进行采集、分析、判断的一种检测方法，超声波局部是一种振荡频率高于20KHZ的声波，超声波的波长较短，传播的方向性较强、故能量较集中。

局部放电检测是一种先
进的无损检测技术，能够在设备不停电的情况下对绝缘状态进行检测，及早发现
设备缺陷的征兆和隐患，有效预防设备事故的发生。

3.3红外测温仪技术
红外测温仪技术的优点主要包括，在检测的时候不用出碰到所要检测的设备，而且还可以在设备的运行当中进行检测，同时还能够做到不用取样，不用把机器
拆卸来分析等，这样的检测技术具有直观准确快速地对设备进行检测的优点，而
且还能够测量那些带电设备的温度变化情况，这样才能够对设备的正常运行进行
有科学的检测，同时确定设备在运行过程当中是否存在故障和安全隐患，通过发
现所存在的问题来制定出相关合理的解决方法和维修方案。

这样也为设备的正常
运行提供了有效科学的技术依据，也是目前最常用的一种检测状态的手段。

结语
设备状态检修工作的核心是确定设备状态，通过可靠的在线监测和带电检测能掌握设备的运行工况，发现设备存在的问题，对问题进行综合分析，找出解决问题的关键所在，对设备状态进行正确评价，制订合理的检修策略并实施，真正做到“应修必修，修必修好”，避免出现设备失修或过修情况。

参考文献：
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