摘要：近年来，我国电力行业取得了较快的发展，电力变压器作为电力系统中非常重要的设备，其承担着电压转换的重要任务，能够更好的满足不同客户对电压的需求。所以需要确保电力变压器运行的安全性，这就需要做好电力变压器的运行维护工作，降低其故障发生率，确保电力变压器使用寿命的提高。
关键词：变压器；运行；故障；维护
近年来，随着国民经济和社会生产力的不断发展以及人民生活水平的逐步提高，各行各业对电能的需求量持续增加，这就要求电力系统增大电能的供应量和提高电能供应的可靠性。而电力变压器是能量转换和传输的核心，是整个电网设备的重中之重。变压器的事故不仅会给变压器自身造成极大的损害，也会危及到电能的供应安全，给生产和经济造成巨大的损失。
1 变压器常见故障的成因
1.1 变压器的放电故障
变压器的电故障根据放电能量密度大小由高到低可以分为高能量放电、火花放电和局部放电。无论哪种形式的电故障，都会对变压器的绝缘造成损坏。究其损坏的原因，大致可以分为两点：其一为直接损坏，绝缘被放电质点直接轰击并慢慢被击穿；其二为间接损坏，放电产生的热会提高很多酸性气体的活性，诸如氧化氮、臭氧之类气体的腐蚀性会变强，慢慢腐蚀绝缘，最后造成绝缘被热击穿。变压器放电的成因表面看有两点：一是电压高，二是绝缘强度低，但本质只有一点，电场强度超过允许值。下面我们具体分析一下放电故障的成因。
1）变压器电弧放电故障。
电弧放电是一种高能量放电，其造成的事故往往是突发性的，没有任何明显征兆，令人始料不及。电弧故障大多以电子崩的形式对绝缘进行冲击，由于其巨大的放电能量密度，往往会伴随着大量气体的产生，并会造成绝缘纸的穿孔、烧焦甚至碳化。对于金属材料，其往往会造成金属材料的变形、熔化烧毁甚至爆炸，给人们的生命以及财产安全造成很大的危害。由于电弧故障发生时会产生大量的气体，在事故发生之后，变压器的气体继电器中H2和C2H2等气体组分会猛增，还会混有C2H6和CH4等气体，并且变压器油会碳化变黑。
2）变压器局部放电故障。
所谓局部放电，是指变压器的绝缘结构中的导体边缘、油膜或内部气隙在电压作用下发生的非贯穿性放电。变压器局部放电最常见，放电能量较小时一般不构成故障。
当变压器发生局部放电时，其内部出现的情况往往很复杂，而且根据不同的分类方式，变压器的局部放电可以分为不同的类型。根据绝缘部位的不同，可将局部放电分为电极尖端、油角间隙与绝缘板中的油隙、固体绝缘中空穴和油中沿固体绝缘表面等处的局部放电；而根据绝缘介质的不同，又可将局部放电分为油液中局部放电和气泡局部放电。并且变压器的局部放电起始时往往都是低能量放电。
1.2 变压器的热故障
正常运行下的变压器热源来自于绕组和铁心，就是大家所熟知的“铜损”和“铁损”。而变压器的热故障是指变压器的局部过热，它和我们常说变压器正常运行下的发热是有区别的。造成变压器热故障的原因很多，有时一个裸金属热点都会烧毁铁芯、螺栓等部件，甚至造成变压器的永久性损坏。由此可见，如何预防和处理变压器的过热性故障是变压器绝缘监督的重中之重，下面我们具体分析一下变压器过热性故障的成因。
1）变压器油循环通道不畅。在变压器运行过程中，诸如硅胶漏入变压器内部或者是垫块、夹件的脱落，堵塞了油循环通道，致使变压器油无法很好的循环，造成变压器温度过高。
2）引线发热。主要有引线断股引起的过热现象，引线分流引起的发热故障以及引线接头发热故障，而且此类故障大多发生在套管上。
3）冷却装置异常。最常见的导致变压器内部过热的原因就是风冷装置风路被堵塞，此外当风扇启动值设置错误、风扇反转、风扇电源失去也会导致变压器温度过高。
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4）异物引起局部过热。残留在变压器内部的异物不仅可能形成环流，甚至造成绕组匝间短路，引起局部过热。
1.3 变压器的绝缘故障
无论是变压器的放电故障还是热故障，往往都是变压器的绝缘系统遭到了破坏。根据相关资料显示，变压器的事故有85%以上都是变压器的绝缘故障造成的。因此对变压器绝缘系统进行预防性和预知性的维护不仅可以极大的延长绝缘系统的寿命，更是在提高变压器使用周期上发挥了至关重要的作用。
1）液体油绝缘故障。
液体绝缘就是人们所常说的变压器油绝缘。1887年由美国科学家汤姆逊发明，1892年由美国通用公司推广应用于电力变压器。油浸变压器有其他变压器所无法比拟的优点，其良好的抗氧化性、较高的冷却降温能力、相比于其他变压器更轻的质量和更小的体积以及更强的绝缘能力，使得其至今仍在全世界范围内被广泛地使用。
2）固体纸绝缘故障。
变压器的寿命很大程度上依赖于绝缘材料的寿命，而固体纸绝缘又是变压器绝缘的主要组成部分。因此，这就要求固体绝缘材料不仅要有良好的电绝缘性能和机械特性，也要具有良好的抗老化特性。固体纸绝缘组成部分包括绝缘纸、绝缘板、绝缘垫、绝缘卷以及绝缘绑扎带，主要成分为纤维素（（C6H10O6）n）。纤维素的聚合度往往代表了绝缘纸的老化程度，一般新纸的聚合度为1300左右，极度老化致使生命终止的绝缘纸的聚合度大致为150-200。绝缘纸的老化不仅降低了其抗拉张强度，还会生成水、CO、CO2以及呋喃甲醛等对电气设备有害的物质。绝缘纸的体积电阻率和击穿电压会因为这些物质的生成而降低，就连设备中的金属材料也会被这些物质腐蚀，而且这些物质造成的损害往往是不可修复的。因此选择绝缘材料首要考虑的几个因素就是电绝缘特性、机械特性以及抗老化特性。
此外，变压器绝缘的老化程度还和温度有关，若变压器超载运行，温度升高，会造成变压器寿命的缩短。
2变压器故障的解决措施
做好变压器的检查与维护工作，防患于未然是极其重要的。分析完变压器常见故障及其成因后，我们有针对性地提出一些预防和解决变压器故障的具体措施。
2.1防止变压器套管受潮以及破损。变压器的绝缘套管在检查和维修吊芯的时候往往容易受到无意中的损害，因此应当格外注意和保护。若套管受潮应该及早的进行干燥，若套管破损应该及早更换新的套管。此外，加封弹性好、气密性强的耐油件也是必不可少的工作，等一切检验合格后方可投入运行。
2.2防止变压器磁路故障。变压器的磁路故障往往体现在器芯内部绕组和铁芯之间。当铁芯内部绝缘老化或加紧螺栓套管损坏，会使铁芯产生很大的涡流，引起铁芯长期发热造成老化。此外，要确保铁芯、夹板与穿心螺丝之间的距离保持适中，铁芯钢硅片之间的空隙要尽可能的小，铁芯与大地之间应该有个安全的连接。
2.3防止变压器过载运行。如果变压器长时间处于过载运行状态，发热的线圈会造成变压器绝缘慢慢老化，此时不仅会造成变压器油的分解，也会使得变压器对地、匝间以及相间的短路。但是很多时候影响负荷大小的不确定性因素较多，使得供电分配平衡难以达到要求，此时要尽量减少变压器单相长期过载，并且可以考虑使用大一级的配电变压器进行配电。
3结束语
综上所述，随着国民经济的不断发展，电力系统的装机容量和电网规模也在迅速扩大。而大变压器是整个电力系统的核心，是电力系统将电能输送到千家万户的必经之路，是整个电网的心脏。一旦变压器发生故障，整个供电区域内将面临大面积的电网瘫痪。我们唯有查清各类故障的成因，积极做好检查维护工作，消除设备的缺陷和隐患，才能杜绝变压器故障的发生，才能维护电网的稳定，才能为国民经济的发展做出贡献。
参考文献：
[1]孙绪臣.油浸式电力变压器内部放电故障分析[J].煤矿机电，2010.
[2]谢志雄.常用变压器日常维护方法讨论[J].现代商贸工业，2011.
[3]杨天军.变压器故障原因分析[J].科技论坛，2008（4）：30-31.
论文作者:王强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
标签：变压器论文; 故障论文; 局部论文; 套管论文; 成因论文; 气体论文; 固体论文; 《电力设备》2019年第5期论文;