摘要：变压器是风电场一种重要的电气设备，做好变压器的检修与维护，对风电场安全经济运行具有重要意义。本文介绍风电场变压器运行过程中常见的故障及表现，分析故障产生的原因，并针对这些原因提出电力变压器检修、维护、故障诊断与处理的措施。
关键词：风电场变压器；故障；检修与维护
1引言
变压器是一种静止的电机，它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变压器就是实现电能在不同电压等级之间进行转换（电-磁-电）。 在风电场中，变压器的地位十分重要，不仅所需数量多，而且要求性能好，运行安全可靠。但是变压器在运行中，由于各种原因将会导致变压器故障，变压器一旦发生故障，就会引起风电机组受累停机，对系统安全和经济运行产生重要影响，所以需要分析变压器的故障类型和原因，采取有效的检修和维护措施，保证变压器的正常运行。
2 电力变压器运行过程中的故障及表现
2.1电力变压器运行过程的常见故障
由于电力变压器的构造复杂，电气部件较多，加之工作环境复杂，所以常见的故障种类很多，引起故障的原因也是多种多样，通过对公司电力变压器常见故障的统计和汇总，得出其常见的故障及分类如下表所示[1]：
表1 电力变压器的常见故障分类
分类依据故障类型
故障性质热故障、电故障
主体结构绕组故障、铁芯故障、油质故障、附件故障
变压器本体内部故障、外部故障
回路电路故障、磁路故障、油路故障
2.2电力变压器故障的表现
电力变压器在电力系统中的作用是进行交流电能的转换，其主要组成部分有本体、油箱、出线装置、调压装置、冷却装置和保护装置等。由不同的原因引起的故障，其表现形式也不同，主要表现在以下几点：
2.2.1温升异常
在电力变压器的运行过程中，热量是不可避免会产生的，热能主要是因为变压器内部的铁损和铜损转化而来的，而变压器内有多种散热方式，主要通过油循环和设备自身的热辐射，使热量由内而外扩散，使内部温度维持在正常的范围之内。变压器上层油温和高、低绕组温度由现场温度计以及在线检测系统的控制中心显示屏上可以观测，当变压器发生故障时，容易引起油温及其他部件的温度升高，所以温升异常通常作为检测电力变压器发生故障的表现之一[2]。
2.2.2振动和响声异常
在电力变压器的正常运行过程中，轻微的振动和声响是属于正常现象，是因为交流电通过绕组的铁芯中产生周期性的交变磁通，引起铁芯片的磁致收缩，造成铁芯叠片之间的磁力和线圈之间的电磁应力因相互作用而发生振动，同时会产生声响，一旦变压器的振动或声响增大，或者其中掺杂有杂音，就可能预示着变压器发生故障。
2.2.3油位异常
电力变压器中的油起到散热冷却、绝缘保护和消弧作用，通常变压器中油量的多少由油位表显示，在油位表正常工作的前提下，一旦出现油位表显示异常出先油位过低等问题，说明变压器中的油量发生异常，容易导致设备发生严重的损坏。
2.2.4外观和气味异常
电力变压器内部构件过热容易引起变压器外观颜色的变化和气味的变化，而变压器压力释放阀、套管和本体出现破损、裂纹或放电等异常现象，也是变压器发生故障的征兆之一。
3电力变压器常见故障的原因分析
3.1变压器绝缘材料老化
变压器所用的绝缘材料通常有一定的使用寿命，但是由于使用环境恶劣或者变压器过负载运行等情况，往往会造成绝缘材料的老化速度加剧，绝缘材料老化会引起短路故障，造成设备和油温升高，甚至会造成变压器烧毁引发火灾等严重的事故。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2变压器绝缘油劣化
在变压器运行过程中，由于周围环境的影响以及设备自身特点的制约，不可避免的会发生绝缘油中进入水分、空气和其他杂质的现象，如果进入具有腐蚀性的氧化物，会使得油质劣化，影响绝缘油的性能，容易导致变压器发生闪络和击穿等事故。
3.3变压器过电压
变压器遭到雷击时容易导致其发生外部过电压故障，而其他系统参数发生变化导致电磁振荡会导致其发生内部过电压故障，而变压器过电压会造成变压器的损坏。
3.4瓦斯继电器故障判断
瓦斯信号动作后继电器内是否有气体聚集，是区别信号动作原因的最基本原则。因为，二次回路故障和油位降低引起瓦斯信号动作不可能产生气体，所以当继电器内无气体聚集时，应逐步判断：首先检查变压器是否有严重的漏油点，如果有立即采取防漏措施。若不是，应判断是否因环境温度骤然下降引起油位降低，此时必须观察变压器油枕油位指示位置是否正常，油道是否堵塞，若不正常，采取相应措施，若不是上述原因，则二次信号回路故障的可能性较大，必须检查消除二次回路缺陷。
3.5吸湿器
3.5.1兰色硅胶是变色硅胶，受潮后变成红色，将它干燥处理后又变成兰色。可反复使用，通常用在看的到的地方，如储油柜下的吸湿器中，吸取进入变压器中空气中的水分。
3.5.2白色的硅胶是普通硅胶，受潮后仍然是白色，通常用在整台变压器的热力（自然循环）滤油器中，其用量按变压器油的总量计算。它吸取油中的水分，也可经干燥处理后反复使用。
3.5.3这两种硅胶其实是一种东西，只不过变色硅胶经过化学处理而已。
3.5.4变压器呼吸器是变压器的一个重要保护部件。一般35kV以上变压器的呼吸器都能做到定期按程进行维修，但是35kV以下的变压器，往往就有所忽略，希望各风电场能够对风机变给予高度重视，维护好呼吸器，有利于变压器的安全、经济运行。
散热器。
4电力变压器运行过程中的检修与维护措施分析
4.1加强变压器的定期检测
对变压器进行定期检测是预防变压器故障的重要手段，检测的内容包括变压器上层油温、绕组温度的现场表计显示或在线监测系统的显示；油位表的运行情况及读数、变压器油的颜色和油质；变压器的电磁噪声以及振动情况；冷却系统的运行情况；变压器的外观；一次回路接头的接触情况、避雷器的接地情况等。其中对油质的监测需要采用特定仪器检测油中杂质的含量以及油的绝缘性能等。
4.2加强变压器的日常维护
变压器的日常维护是确保变压器各部件性能的重要手段，也是延长变压器寿命，降低故障概率的重要措施。日常维护工作通常包括变压器瓷套管、绝缘子及其他部件的清洁工作；变压器油的补充及更换工作；冷却系统中冷却器油和冷却液的补充和更换，散热器的除污除锈工作；变压器各部件温度的检测与记录工作；变压器各检测项目的参数和数据记录和存档等工作。
4.3采取正确的变压器故障处理措施
首先是变压器温升异常的处理。通常变压器温度控制在60℃左右，如果检测温度超出正常温度10℃，就说明有异常情况，需要检查冷却设备以及变压器的出力、负荷和运行方式，将温度控制在正常范围之内，必要时可以采取停机检修的方式。其次是变压器油位异常的处理。油位降低通常是由于油管破损或者设备破损导致的漏油故障，需要检修油管和设备，并要补充油量，油温过低也会导致油位异常，需要检查冷却设备。最后对于变压器短路、颜色变化、气味异常、振动和响声异常，应检查相应的设备参数，按照检修规程进行操作。
5结语
电力变压器是电网的核心部件，其发生故障会影响整个电力系统的正常运行，电力变压器运行过程中的故障通常表现为温升异常、油位异常、振动与响声异常、外观与气味异常等，而引起故障的原因则是绝缘材料老化、绝缘油油质劣化、过电压等问题，所以应加强变压器的检修与维护工作，在变压器发生故障时采取正确的措施进行处理，保证电力系统的安全稳定运行。
参考文献：
[1]袁志,龙立.论电力变压器运行过程中的检修与维护[J].科技创新与应用,2012(22):177-178
[2]张丽丽.试论电力变压器运行过程中的检修与维护[J].中国高新技术企业,2016(26):124-125
论文作者:王超群
论文发表刊物:《科技新时代》2019年10期
论文发表时间:2019/12/6
标签：变压器论文; 故障论文; 异常论文; 电力变压器论文; 过电压论文; 发生论文; 过程中论文; 《科技新时代》2019年10期论文;