电力变压器绝缘故障的分析与诊断

电力变压器绝缘故障的分析与诊断

在经济不断发展过程中，能源的消耗量也出现了不但增长的情况，在这种情况下，我国的电力系统正在实施着大范围输电的任务，在电能调度过程中，电力变压器是非常重要的电力设备，同时也是保证电网安全稳定运行的重要设备。电力变压器中主要的绝缘材料是绝缘油和绝缘纸，在长时间使用的情况下会出现老化情况，这样就非常容易出现电力变压器运行故障，导致更大的电力事故发生。为了避免电力变压器故障对绝缘事故的出现原因要进行必要的分析，这样能够更好的找到解决的措施。

标签：电力变压器；绝缘故障；故障诊断

在经济不断发展的情况下，电能的消耗量出现了越来越大的情况，在这种情况下，输电的电压等级也出现了不断提高的情况，变压器的容量和电压等级也要进行相应的升高，这样才能更好的保证变压器的可靠运行。为了更好的确保变压器的安全运行，对变压器的故障进行诊断是非常重要的，这样能够及时的对出现的潜在问题进行解决，避免出现更大的安全事故，保证电力系统的安全稳定运行。

1 电力变压器故障诊断的意义

近年来，我国的电力系统在经济不断发展的情况下，电压等级也在不断的提高，实现了大电网和电网自动化的发展情况，为了更好的保证电能的供应，我国新建了很多的变电站，电力工业的快速发展使得越来越多的电气设备投入使用，这样能够更好的保证电力系统的运行安全性和稳定性，同时也能对电力系统运行过程中的各个状态进行监测，对电气设备的故障诊断也要进行重视。发电机的单机容量出现了不断增加的情况，电力变压器在等级方面也要进行不断的增大，这样才能更好的保证电力系统的运行可靠性。在电气设备中，电力变压器是非常重要的组成部分，也是经常容易出现事故的部分，对电力系统的运行有非常大的影响，因此，对电力变压器出现事故的原因要进行更好的分析，这样能够保证电力系统的运行安全。电力变压器在使用过程中一旦出现不正常运行的情况会导致电网出现停电情况，在这种情况下对电力设备进行修复是非常困难的。我国的很多变电站在建设年限上都是比较久远的，这样就使得很多的电力变压器在使用的时候已经出现了报废使用的情况，在报废的情况下继续使用，会导致电力变压器的绝缘性能出现下降，同时，在故障承受方面也非常薄弱，因此，对电力变压器进行故障诊断是非常重要的。

2 电力变压器绝缘故障产生的原因

不同的变压器在绝缘材料组成方面也有一定的不同，因此，在变压器运行的过程中受到的影响因素也存在着不同，变压器在使用过程中会受到环境以及机械设备使用产生的热量影响，因此，在绝缘材料出现不断恶化的情况下，变压器也会出现故障，很多的变压器出现故障都是由于绝缘系统引起的。绝缘材料的性能对变压器的使用寿命有很大影响，变压器的绝缘系统出现故障，主要和以下几个

方面有很大的关系。电力变压器在进行设计的时候存在着一些问题，通常在设计的时候采用薄绝缘材料，这样是会导致出现油道较小情况的，这样变压器在投入使用以后经常会出现工作寿命过短的情况，在电力系统运行过程中，变压器很快会出现故障。电力变压器在进行使用的时候对内部的清洁度有很高的要求，在其运行过程中一旦内部出现少量的金属杂质会出现局部放电情况，这样会导致更多的问题。电力变压器在各相之间存在着一定的绝缘裕度，这样才能避免出现相间短路的情况，在变压器中的各个相间之间加入绝缘板，这样会导致短路故障，同时也能引起相间电场强度出现改变，出现更加复杂的情况。在进行变压器生产制作的过程中，要避免绝缘成型件在制造的时候受到内部导电质的影响，这样在电压器使用的时候非常容易出现局部放电情况，而且，绝缘效果也不会得到发挥。在对电力变压器进行设计的时候，油道的设计非常重要，在进行设计的时候一旦出现不合理的情况就会导致绝缘油流动过快，会导致出现带电的情况。变压器在进行使用的时候经常会受到绝缘油的污染，在这种情况下，对整个变压器的绝缘强度都是会带来很大影响的，变压器在进行设计的时候油箱的设计通常都是局部密封的，但是，在这种情况下一旦出现密封失效的情况会导致变压器的内部绝缘强度受到很大的影响，这样在长时间运行的情况下会出现更大的问题，在情况比较严重的时候会导致整个电网处于停电的状态。

3 电力变压器绝缘故障诊断技术

3.1 绝缘油硫腐蚀的故障诊断

近年来，有很多记载案件表明，变压器的故障是由于油硫腐蚀引起的，在长时间投入运行后，变压器的线圈材料会受到硫腐蚀的作用，这一问题也逐渐引起了相关研究人员的注意，该故障表现出的特征有：在高压、大容量的变压器上出现的较为频繁，同时，它常出现在高压绕组上，在裸铜线与绝缘纸接触的部位表现得最为明显，据此，可以分析得到，这一腐蚀现象与变压器运行时温度的分布有密切关系；受到腐蚀的高压绕组上会出现浅灰色或蓝紫色的物质，经过化学验证，该物质为硫化亚铜，导电，大大降低了绝缘强度。

3.2 绝缘油中溶解气体诊断

电力变压器在运行过程中，会受到空气中氧气和水分渗入的影响，这些因素会引起绝缘材料的性能下降。在老化作用下，变压器中的绝缘油和绝缘纸在物理和化学性能上都会发生很大变化，故障时，变压器内部的烃类物质通过键断裂的形式产生大量的一氧化碳、二氧化碳等物质，随着故障的持续，这些气体会形成大量气泡，不断溶解于油中，因此，对油质进行分析，能够判断出变压器绝缘老化以及故障的程度。相关研究表明，通过对变压器中绝缘油溶解气体的气相色谱分析，可以分析出变压器存在的潜在故障。

3.3 人工智能在线变压器故障诊断

通过对电力变压器油中溶解气体的分析，可以判断出故障类型，从而准确诊断出变压器的故障是目前行之有效的方法，但这些溶解气体的形成过程复杂，加

上产生故障的因素往往不是单一的，而是多种因素相互耦合而存在，这就需要工作人员具有丰富的工作经验，需要花费大量的时间和精力，为了解决这一瓶颈，国内外开始研发各种在线监测系统，由此出现了各种人工智能诊断技术。人工智能技术，顾名思义，它能够模仿人类的思维方式，能够从电力变压器绝缘油中溶解的气体数据分析规律，找出故障，并解决各种故障之间的复杂关系，同时，它能够随着环境的变化自动调整判断依据，大大减少了工作人员的工作量。人工智能诊断技术一经出现，就得到了人们的广泛关注，目前形成的方法主要有：神经网络、模糊数学、专家诊断等，其中，神经网络模型在电力变压器绝缘故障诊断中的应用被认为是最有前景的一种方法。

4 结束语

对电力变压器的故障进行诊断具有非常重大的意义，对变压器出现的绝缘老化情况也能进行更好的诊断。电力变压器在使用的过程中出现故障并不是单一的因素引起的，是一个非常复杂的过程导致的，因此，在对电力变压器出现故障的情况进行更好的分析才能找到解决问题的措施。利用各种手段，提高变压器故障的识别效率能够保证电力系统的运行安全，同时也能避免出现更大的事故，电力系统的安全稳定运行具有非常的意义。

参考文献

[1]冯运.电力变压器油纸绝缘老化特性及机理研究[D].重庆：重庆大学，2007.

[2]贾辉，李大伟，杨明洙.油浸电力变压器受潮故障分析与处理[J].中国电力.

[3]杨启明.电力变压器的状态维修与在线监测[J].上海电力学院学报，2008.