摘要：在电能的传输和配送过程中，变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏，还会中断电力供应，给电厂造成巨大的经济损失。
关键词：变压器；常见故障诊断；在线监测技术
社会的快速发展，对电能的需求量不断增加，这就促使电力系统的容量和电压系统都在不断的增加，电力设备无论是数量还是技术含量都得以不断的提升，而且呈现复杂多变性。电力系统中其核心设备即是电力变压器，其承担着电压转换和电能分配的主要任务，所以其运行的安全性至关重要。但在实际运行过程中，电力变压器发生故障是在所难免的，所以需要我们对电力变压器的常见故障进行了解，以便于能够及时、快速的对故障进行诊断和排除。近年来，在变压器故障检测技术中，在线监测技术取得了较快的发展，实现了快速检测的需求。
1 变压器常见故障及原因分析
电力变压器运行过程中会发生一些较为常见的故障，这些故障的存在使变压器的正常运行受到不同程度的影响，所以需要针对导致这些故障的原因进行分析，从而及时清除故障，确保电力变压器的正常运行。
1.1 短路故障
短路是变压器的常见故障，一般都会发生在出口电路的位置，由于短路时会产生很大的电流，会损坏到绕组或者绝缘，连同套管以及压紧装置也会受到影响。情况严重的话，会导致火灾的发生，威胁到整个电网的安全。
1.2 放电故障
变压器在运行过程中放电故障是较为常见的故障，而故障发生的位置不同，其放电的类型也不一样，在绝缘层内的气隙及油膜发生放电时则属于局部放电，而导致火花放电情况发生时，多是由于油中有杂质渗入进去而导致的，另外当绕组匝间层的绝缘被击穿后，则会导致电弧产生高能量放电现象。
1.3 绝缘故障
变压器绝缘是变压器在正常工作、运行的基本条件。电力变压器绝缘有主绝缘和绕组纵绝缘，主绝缘一般是指辐向主绝缘（即绕组与铁心间，高、低压绕组间以及高压绕组的相间）和绕组端部主绝缘（绕组端部至接地体间和两绕组之间的端部）以及引线至接地体和其相对应部分的绝缘等，绕组纵向绝缘是指满足变压器运行中沿线段间及匝间电位梯度而采取的绝缘措施。电力变压器通常采用矿物油作为绝缘和散热的媒质，采用绝缘纸及纸板来绝缘。在长时间运行中，这些化合物由于受电场，水分、温度、机械力的作用，会逐渐劣化，引起故障，并最终导致变压器寿命的终结。
1.4 铁心多点接地故障
变压器运行过程中，如果其内部铁心有两点或是多点出现接地的情况发生，则会导致变压器内的铁心在运行过程中发生故障，使变压器受到损害，所以一旦发现有多点接地情况发生时，则需要及时进行处理。
1.4.1 实施开箱检测方法。若安装后未执行箱盖定位销彻底清除而导致多点接地，便需采取有效的应对措施，如将其定位销翻转或排除；若夹件的垫脚绝缘板受损退落，可遵照绝缘准则替换与之相等厚度的纸板。但由于夹件的肢板临近铁心会引发翘起的叠片碰撞，因此，需合理调整夹件避免发生故障。还应彻底排除油中金属的异物、杂质与金属颗粒，保持变压器油干燥。
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1.4.2 运用直流电流的冲击措施。及时的解开变压器的铁芯接地线，在变压器的铁芯和油箱间施加适当的直流电压，人为产生短时大电流冲击。通常情况下将冲击的次数控制在3至 5次，另外为有效去除铁心的多点接地效果也直接清理掉铁心其他多余的接地点。
2 变压器的在线监测技术
变压器在线监测的目的，就是通过对变压器特征信号的采集和分析，判别出变压器的状态，以期检测出变压器的初期故障，并监测故障状态的发展趋势。目前，变压器的在线监测是国际上研究最多的对象之一，提出了很多不同的方法。
2.1 油中溶解性气体分析技术
由于变压器内部不同的故障会产生不同的气体，因此通过分析油中气体的成分、含量、产气率和相对百分比，就可达到对变压器绝缘诊断的目的。几种典型的油中溶解气体，如 H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4和C2H2，常被用作分析的特征气体。在检测出各气体成分及含量后，用特征气体法或比值法等方法判断变压器的内部故障。
2.2 局部放电的在线检测技术
一般情况下，变压器运转的内部在出现故障或操作条件不适时，会导致局部放电（PD）。经大量的实践研究表明，PD 的应用水平及其增长速率若出现明显的转化，可认为变压器的内部发生的转化及反馈至绝缘中，因一些缺陷导致的固体绝缘空洞、气泡及金属粒子等。当变压器运转出现不畅及内部有故障发生时，则会导致局部场强过高而引发局部放电现象的产生。而当变压器处于正常运行状态时，则很难检测到局部放电的情况，这就需要利用传感器来进行检测，所以需要在变压器内部装设传感性，从而利用绕组运行时的特定频率范围显现出来的电路特征来对故障点进行检测。而变压器得局部放电实施在线测量及定位时，需收集每一项绕组的首末端信号实施放大、滤波与数据处理。应用多路的模拟开关准确的接入接口的电路，借助单片机实施控制及运行数据的处理，可实行依次测量定位其每个实施操作的变压器绕组中。
2.3 红外测温技术
红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号，经放大处理，转换成标准视频信号，然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、过负荷运行等情况时都会引起导电回路局部过热，铁芯多点接地也会引起铁芯过热。
2.4 绕组温度指示
绕组温度指示器就是用于监测变压器绕组的温度，给出越限报警，并在需要时启动保护跳闸。目前已开发出一种用于大型变压器绕组温度监测的新技术，即将一条光纤嵌入变压器绕组以便直接测量绕组的实时温度，从而改进变压器的预测建模技术，并达到实时监测变压器绕组温度状态的目的。
3 结语
我国变压器在线检测技术的应用正处于重点推广的关键时期，变压器作为变电站的核也部件，及时、全面掌握其运行状态、健康状况及其所处环境等要素对于变压器故障诊断乃至整个电网的安全稳定运行尤为重要。因此，在线检测及故障诊断技术在实现变皮器的化态检修对于提高设备运行可靠性、降低运行维护等费用具有重大的意义。
参考文献：
[1]仲平.探析变压器常见故障诊断及在线监测技术[J].黑龙江科技信息，2017（4）.
[2]吴慧飞.变压器常见故障及其在线检测技术的探讨[J].中国科技博览，2013（38）.
论文作者:任仲伟,王福文
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/19
标签：变压器论文; 绕组论文; 在线论文; 故障论文; 铁心论文; 多点论文; 发生论文; 《电力设备》2017年第24期论文;