电力变压器常见故障分析及故障检测技术

电力变压器常见故障分析及故障检测技术

袁雪

国家电网蒙东检修公司兴安检修分部内蒙古乌兰浩特市137400

摘要：电力变压器是电力系统的枢纽，在电力系统中处于核心部分，变压器的频繁故障会对电力系统稳定运行造成重大影响。本文分析了电力变压器常见故障，探讨了电力变压器故障检测技术。

关键词：电力变压器；常见故障；检测技术

电力变压器是输变电系统的重要电气设备，运行状况的好坏直接决定了整个电力输变电系统的稳定与否。按照变压器运行维护管理技术规范的有关要求，必须对电力变压器进行定期的技术检查，以便及时了解、掌握变压器的实时运行状况，针对性采取相应的处理措施，从而消除变压器的故障隐患，确保变压器的安全高效运行。

1、电力变压器常见故障分析

1.1电力变压器跳闸故障。其故障模式主要分为轻瓦斯发信报警和重瓦斯动作两种。轻瓦斯发信报警主要原因是变压器有残留气体，或变压器内部有轻微放电及过热性故障，使变压器油发生分解产生少量气体。重瓦斯动作主要原因是内部有严重放电性故障短时间产生大量气体。

1.2电力变压器引线故障。引线故障按照故障位置分为内引线故障和外引线故障。外引线因为接触不良，发生故障的几率较高。内引线是变压器内部绕组与外部接线之间的连接，接头的工艺水平与故障发生率相关。主要故障原因有引线短路、断路及接触不良。引线短路可能会导致绕组相间短路，造成更严重的问题；引线断路会使变压器失电或甩负荷，立即停运；最常见的引线故障是接触不良，会造成短时间内温度急剧上升烧断或烧坏引线接头。

1.3电力变压器套管故障。套管是将变压器内部的高低压引线从油箱的内部引出，起到对地绝缘和固定引线的作用。其故障原因有如下几个方面：套管的密封不严或密封件老化损坏，造成渗漏油、绝缘受潮等故障；套管表面瓷套受风雨、灰尘等影响，有脏污沉积，会引发套管污闪；套管漏油导致套管缺油而过热等原因。

1.4电力变压器铁心故障。铁心提供变压器的磁通路径，其故障主要发生在铁心、铁扼及夹件上。故障发生原因有如下几点：铁扼处夹件和螺栓之间、夹件和铁心叠片之间的环流，造成低温过热故障；铁心叠片之间的绝缘发生损坏，造成短路发生高温过热故障。故障主要与制造工艺有关，日常运行中，变压器如发生多点接地情况，则在铁心内各接地点间产生环流，铁心局部过热，严重时变压器烧毁。

1.5电力变压器绕组故障。在线圈、线圈匝间和引线接线处等地方易发生绕组故障。其原因主要有以下几点：潮气渗入或制造过程中渗入水分导致绕组受潮，大大降低绝缘性；线圈铜导线表面有尖端，在运行时易出现短路会产生较大的电动力致使匝间短路或绕组改变；绕组及引线与套管导电杆的焊接点及连接处接线不稳使运行中导致绝缘老化，严重情况可发生击穿。

1.6电力变压器有载分接开关故障。有载分接开关包含压力释放装置、切换开关、油室、选择开关、操作机构，其故障发生的原因有如下几点：切换开关表面因为油膜、过渡电阻断路等因素造成切换异常，可能发生触头发热负载电流中断等故障；选择开关表面氧化膜或触头紧固件松动导致接触电阻过大，造成过热故障。

2、电力变压器故障检测技术

2.1变压器频率响应检测技术。变压器内部线路和绕组如果发生了移动和偏离，便可以通过变压器频率响应检测技术进行检查。其原理为当变压器的线路或绕组偏离、移动时，其电荷会发生微弱的改变，变压器频率响应检测法便利用此原理，通过检验是否存在电容或电荷的微弱不同来判断变压器线路是否正常使用。当前我国的变压器频率相应检测技术已较为成熟，即在变压器线路中加入一根光缆，便可以较好的掌控变压器绕组的状态偏移与否。不仅如此，变压器频率响应检测法还可以分析线路发生变化的趋势，以便尽早发现线路变化情况，减少风险的发生。

2.2传感器列阵检测技术。传感器列阵在线检测技术在变压器故障检测技术中该技术也起到了十分重要的作用。该项技术科学合理地运用到检测故障的工作，可以有效提高变压器的安全运行指数，使得运行的状态不受到外界干扰。并且由于这项传感器具有以下的优点：选择性高、敏感度高等优点，使用传感器进行在线检测，进而提高检测故障气体的浓度的速度，有利于含量的检测。目前，半导体气敏传感器的应用比较广泛，它是让变压器故障气体与金属氧化物产生的电导率进行反应，再在混合气体中检测到故障气体的类型和含量，可以大大提高变压器故障检测的速度，不但节省了检测时间，而且能够提高变压器故障检测技术水平，减少变压器检测故障。

2.3变压器在线监测技术。①振动分析法。振动分析是指在变压器运行过程中，对变压器的振动信号进行监测，以及对监测结果进行分析，进而可以监测到变压器的运行状态，能够及时发现异常，使故障消灭于萌芽状态。②局部放电检测方法。如果变压器在运行过程中发生内部故障，则会产生局部放电现象，而放电水平和放电增长率将会大幅度波动。在这种情况下，通过监测变压器的局部放电可以有效地判断出变压器中是否有安全隐患存在，以便能够及时进行消除并且确保其可以正常运行。

2.4红外光谱检测技术。红外光谱在线监测技术具有检测速度快、高准确度、高灵敏度、维修少等优点。目前，红外热成像检测是变压器带电状态下的有效检测手段，通过红外热成像技术能发现变压器本体、套管、储油柜、冷却器及其控制回路等不同位置不同类型的缺陷。电力检修人员可以结合不同的检测仪器将定量分析与定性分析相结合，了解电力变压器产生故障的真实原因，对不同的气体属性进行有效的监测，了解检测之后气体能量的具体变化。因此，红外光谱技术的应用十分普遍。

2.5气相色谱仪检测技术。通过气象色谱分析仪对取样油进行分析，这一方法对变压器内部的隐藏性故障及早期判断非常有效，其理论基础是由于所有烃类气体的产生速率都和温度变化成正相关的关系。气体检测技术可以利用高分子膜，灵活地将油气分离开来，并采用高分子聚合物来透过变压器油中溶解的气体，这样可以平衡变压器的故障气体和油中气体的浓度。一般来说，当变压器遇到故障问题时，常常会散发出一股氢气气体，这时就可以应用气相色谱仪技术中的气体检测技术，有效地检测变压器故障气体中的氢气。另外，如果要用变压器多种气体的检测仪器，可以采用纳米晶型半导体传感器和铂金属外加剂，这样就能够大大提高变压器故障气体扩散的速率，使变压器能够很快地恢复到正常运行的状态中。

2.6声光谱检测技术。声光谱气体检测技术对于检测氢气的含量和浓度十分有用，由于这种技术利用了光声效应和光声室内气体吸收光谱的能力，选取了一定的波长，可以定量分析、定性分析变压器故障产生的氢气气体，从而极大地提高了光声光谱的精密度和稳定性。实际上，这种检测技术也不容易受到反射光和散射光的影响，能够很好地检测到氢气的含量和浓度，不但有利于提高变压器故障检修效率，而且有利于降低变压器故障发生的几率。

3、结束语

电力变压器承担着电压升降变换、功率传输与电力分配的重要作用，电力变压器故障检测技术对实现整个供电企业的稳定运作意义重大。随着电力变压器事故检测技术的更新和发展，不仅能够减少变压器设备的损失程度，有利于促进我国电力体系发展方式的转变。在实际工作中，供电企业运维人员应认真掌握先进的故障检测技术，强化日常故障维护管理，创新故障维护模式，确保变压器故障的及时发现和排除，从而提高供电企业社会及经济效益。

参考文献：

[1]温瑞玻.电力变压器故障检测技术的现状与发展趋势分析[J].工程技术，2016（06）

[2]刘忠杰.电力变压器故障诊断方法初探[J].能源技术与管理，2017（04）