变压器内部故障类型及判断方法

变压器内部故障类型及判断方法

发表时间：2018-06-25T15:58:05.013Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：李鹏姚松涛

[导读] 摘要：在社会快速发展的背景下，使得社会各界加强了对电力能源的需求，从而提升了电力变压器的工作量，再加上电力变压器的运行环境较为恶劣，导致其常常出现各种类型的故障，最终影响了整个电力系统正常的运行，无法为社会提供充足的电力能力。

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摘要：在社会快速发展的背景下，使得社会各界加强了对电力能源的需求，从而提升了电力变压器的工作量，再加上电力变压器的运行环境较为恶劣，导致其常常出现各种类型的故障，最终影响了整个电力系统正常的运行，无法为社会提供充足的电力能力。所以，为了确保电力系统能够安全、稳定的运行，必须在整个运行的过程中，持续不断的对电力变压器进行维修与维护，通过维修与维护第一时间将故障挖掘出来，并采用合理的方式进行处理。本文对变压器内部故障类型及判断方法进行了相关的分析。

关键词：变压器内部；故障类型；判断方法

1变压器内部的故障类型及主要原因

电力变压器的主要故障类型及造成该故障的原因一般有:（1）电力变压器在生产、出厂时就没有控制好质量。（2）使用不合理导致的电力变压器加速老化。变压器的平均使用寿命在18年左右，远低于变压器的标准年份(35-40年)。（3）线路设置不当产生的干扰。线路干扰是导致变压器故障的主要原因，其中以天气造成的故障是最为常见的。（4）超负荷运行。变压器在长时间内以远远高于正常电压的功率持续运行导致的变压器寿命降低、变压器元器件老化速度加快。（5）没有定期对变压器开展运行维护管理工作。（6）变压器周围环境的影响。

2变压器内部故障诊断

变压器的类型包含了油浸式变压器等，在电力工业系统中被广泛应用，主要构造包括了油箱、冷却装置等，由于结构较为复杂，因此出现故障的概率较大，一旦发生故障，可以通过对声音、气味和检测实验数据进行维修方式的判别。

（1）油浸式变压器的故障，可以分为主体结构的故障（绕组、铁芯、油质、附件）、回路故障（电路、磁路、油路）等。其中铁芯、分接开关、绕组等故障属于一般常见故障。变压器的内部故障还可以按照出现的原因分为电气回路缺陷，绝缘损伤等潜伏性故障。变压器的最危险，故障率也最高的当属变压器的出口短路的故障，一旦发生会出现变压器的渗漏、保护误动等。不同类型的故障，产生的危害也不同，有的是过热，有的是渗漏，有的是放电。

（2）出口短路故障位于变压器的出口部位，受到短路故障的影响，变压器的热量导致绝缘的发热损害。受到短路冲击的时候，由于电流过小，保护技术动作带来了绕组的变形，变压器如果继续运行，就会发生故障和事故。

绕组故障位于变压器的核心部位，变压器的输入和输出，带来了电气回路的故障模式，如绝缘老化、绕组受潮，短路、短路的情况发生，绕组的松动和变形发生，相间的变形短路情况的发生等等。变压器的绕组发生了松动和变形，导致了绝缘在损伤的情况下，虽然还能够运行，但是实质上却已经出现出现了内部的损伤，导线被损伤，抗短路的冲击能力被降低。

铁芯的故障，主要是铁芯的质量的问题造成的。故障的模式包括铁芯的多点接地，接地不良、芯片的短路等等，故障发生的原因主要是由于铁质的夹件发生了松动，铁芯被碰接，出现了松动后，接地不良，绝缘老化，安装不正等，最终导致铁芯发热，损伤增大。铁芯故障以短路和多点接地为主，在多点接地中，铁芯的局部会发热，过热导致了铁芯接地引线的烧断，强磁场中形成的涡流使得铁芯的局部过热，呈现介质损坏和超标的情况，局部的过热烧坏了铁芯的绝缘，出现铁芯的故障。

分接头开关的故障是绝缘的距离不足导致的材料上堆积了油泥受潮引起的。触头的接触不良使得电阻增大，带来过电压下的相间短路，使得绝缘支架的紧固金属出现了悬浮放电的故障。由于油浸式变压器的内部结构较为复杂，因此当故障出现的时候，因密封不严导致的绝缘性能降低，使得电阻在切换的时候容易出现击穿或者烧断的情况，因为滚轮卡死造成过渡位置短路的情况更是时有发生。

绝缘故障一般发生在大型的强迫油循环冷却的大型变压器中，由于变压器经过油泵的加速传递到冷却油道，在油与固体的绝缘界面形成了静电电荷的分离，积累起正负电荷，电荷在积累到一定的场强的时候，会发生放电，导致固体的绝缘受到损伤。

3变压器内部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。

3.1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。。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。

3.2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运行。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