（浏阳市地方电力有限公司 湖南浏阳 410300）
摘要：随着经济的不断发展，人民群众对电力的可靠性要求越来越高，变压器作为电力系统主设备之一，其运行状态受到高度重视。为了确保供电，对电力变压器的故障进行快速诊断与分析就显得及其重要。本文对电力变压器的常见故障特征规律进行了研究；提出了电力变压器故障综合诊断程序和具体判定方法，采用综合诊断的方法对一起实际案例进行了深入的分析和研究，取得了良好效果。
关键词：电力变压器；故障类型；故障诊断
变压器作为电力系统主设备之一，它的稳定运行对电网运行起着极其重要的作用。随着科学技术的发展，制造工艺和质量上已经有了很大的提高，设备寿命及管理越来越科学化。但是，作为一个具有超大规模保有量和使用量的设备，发生故障的频率仍然很高。
1.电力变压器故障的特征曲线
当油浸式电力变压器发生故障时，由于影响因素很多，具有模糊性、随机性以及边界的亦此亦彼性，通过不同的分析方法会得出各种不同的结论，使得变压器故障的诊断变得十分复杂。
在变压器的整个寿命周期内，故障发生的次数和时间长短还是存在一定的关系。IEC把变压器故障发生概率用“浴盆曲线"来表示，其形状是两边高（磨合期、损耗老化期、注意期），中问低凹平坦（有效寿命期）[1]，如图1所示。
在磨合期，设备刚刚出厂，虽然做了各种实验，但是未经不断的磨合，随着不断的运行，设计、制造、安装中存在的瑕疵慢慢暴露出来，造成故障率偏高，并且快递的降低。
图1 变压器故障发展规律曲线
过了磨合期以后，变压器经过充分的磨合，各种问题已经充分暴露，在这一阶段故障率低且稳定，是变压器的黄金时期，即使发生故障，也仅仅是各种偶然因素造成的，当然也有运行维护不良，各种误操作等原因造成故障。
过了有效磨合期以后，变压器进行老年期，使用的各种材料不断的老化，慢慢的达不到设计时的各项要求，故障容易多发，应做好相关的应急预案，随时予以淘汰更换。
2.电力变压器故障综合诊断的程序及依据
电力变压器故障原因的确定一般包含以下几个步骤[2]：
（1）确定是否存在故障
主要是通过油中气体色谱分析（DGA）来进行诊断，判断的依据主要是两个方面，一个是主要指标，将预防性试验和日常实验的数据结果的主要指标（总烃、氢气、CO、CO2等的含量）与《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（DL/T 722）中的注意值作比较。如果有数据超过注意值时，可以调取以往的实验数据进行对比，进行长时间持续跟踪分析。
另外一个是是产气速率，产气速率分为各气体组分的绝对产气速率和相对产气速率。《导则》推荐变压器和电抗器总烃产气速率的注意值：开放式为6mL／d，隔膜式为12mL／d。当产气速率达到注意值时，应缩短检测周期，进行跟踪分析。当总烃的相对产气速率大于10％时，应引起注意。如果主要指标超标和产气速率两个指标中只是一次检测或者一个指标超出正常值，均应该持续跟踪，和导则规定的数值做比较。只有当两个判断条件都不符合时，才判定是故障。
（2）故障性质的判断。
主要是依照《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（DL/T 722）来进行判断，主要有二种方法：
一是按照特征气体法，变压器中油中溶解气体主要有以下四种来源：变压器油的分解、固体绝缘材料的分解、其他来源、气体在油中的溶解和扩散。通过气体来源的基本原理，不同的故障类型产生不同的主要特征气体和次要特征气体，由此可推断设备的故障类型。
表1 不同故障类型产生的气体
二是在IEC 60599推荐的三比值法的基础上，根据国内的实践经验，利用五种气体（CH4、C2H4、C2H6、C2H2、H2 ）的三对比值的编码组合来进行故障类型判断，一般在特征气体超过注意值后进行判断。
表2 故障类型判断方法
3.电力变压器故障综合诊断的实例
2017年6月，某公司110kV 1#主变进行年度预试，其型号为SZ10-31500/110、有载调压、三侧电压为110±3×2.5％／10.5kV的二绕组变压器，接线组别为YN，d11。6月9日结束预试后，当天恢复运行。投运后第五天（6月14日），变压器发生轻瓦斯动作，立即进行色谱跟踪，6月20日又发生一次轻瓦斯动作，有气体不断产生。从气体继电器直观测得，每15min气体增加约60mL。晚上10点，主变停运。
3.1色谱分析判断故障性质
（1）故障判断。根据油色谱分析数据可见，投运后数据正常，6月9日的总烃值比规定的注意值（150）低，但与投运相比增加了62.11，快速增长，应予以持续观察，在6月20日的第二次轻瓦斯动作候，监测的总烃值仍然快速增长，且增速明显，应认定为有明显故障。
表3 气相色谱分析数据
（2）故障性质的判断
从上面的表中可知，二次轻瓦斯动作，快速增长的气体是CH4，根据按照特征气体法进行推断，可能是油过热或者是油和纸过热故障。然后用油样的三比值进行判断，通过计算，其编码组合为 “0，2，0”，对照表2，可以判断为低温过热，典型故障为分接开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接触焊接不良，涡流引起钢过热，局部短路，层间绝缘不良，铁芯多点接地等。
3.2电气试验
根据典型故障的分析，拟通过电气试验来进一步判断故障原因和部位，进行以下电气试验：1）绕组直流电阻测试；2）铁芯对地绝缘电阻测试；3）绕组绝缘电阻和吸收比。经试验，铁芯和绕组绝缘电阻都正常，绕组直流电阻测试数据如下
表4 高压侧直流电阻测试（Ω）
从表中可以看出，B相在第五档位时。不平衡极为严重，为39.04，远超规程要求，由此判断应该是B相的第五档的分接开关接触存在问题。吊罩检查后，发现该相的接触开关不能完全接触。经修理后，各项试验数据均符合要求。重新投运后，一切良好。
4.结论
本文对最普遍保存量最大的油浸式变压器的常见故障特征做了比较深入的归纳，用《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（DL/T 722）进行了综合诊断程序和具体判定方法的总结，并对一起实际案例进行了应用分析，为变压器的故障诊断提供了一个思路。
参考文献：
[1]叶卫忠．电力变压器的故障诊断与分析[D]．浙江大学电气工程学院，2009．
[2]孙杰．电力变压器故障综合诊断程序及要点分析[J]．科技视界，2012．
（上接第29页）
能够及时察觉违法用电行为，供电企业应该引进先进和专业的用电检查设备，并通过开展培训班的方式，聘请权威的专业讲师为用电工作人员讲解设备的正确使用方式和保养方式。只有做到设备与人才的完美结合，才能打造一批高质量的用电检查队伍，为供电企业保证合法权益的同时，为用电户的安全做好保障。
3.3制定灵活的检查管理方案，大幅度提高用电检查的效率
供电企业与用电户之间的矛盾日益增多。这就需要有一套完善的科学合理的检查管理机制来规范用电检查工作的合理进行，同时根据这套灵活的检查管理方案，用电检查工作人员也可以根据不同的用户采取不同的检查工作，提供不同的供电服务，从而促进供电企业与用户之间的利益调和，使双方的合法权益都能够受到保护。具体就是用电检查人员应该根据用电户的需求、信用等级等实际情况，采取差异化服务来满足用电户的需求。如：由于每个供电企业工作能力都有限，一旦供电设备出现问题，如电表出现故障导致主线跳闸，就会有部分用电户跳出来不配合供电企业的工作，进而对供电企业的企业形象造成威胁。针对这种情况，供电企业必须加强电表故障的处理，定期对电表进行检查和维修，降低故障发生的频率，努力维持好供电企业的企业形象。再如：针对高压专变客户，用电检查工作人员应该定期拜访，大力宣传用电的相关知识，为用电户提供有效的用电方案。
4结语
总而言之，用电检查是保障用电户用电安全的重要工作，用电检查可以体现出供电企业对用电户的服务质量，且用电检查可以让供电企业及时发现电网运行中存在的问题，有利于保证电网运行的安全性和稳定性。但是当前用电检查工作中存在着一系列问题，针对这一系列问题，供电企业必须找到相应的解决对策。具体来说就是，针对政府、企业职责混乱，窃电行为十分猖撅的问题，供电企业应该提高对用电检查的法律宣传力度，让政府、企业以及用电户认识到用电检查的重要性，明确政府以及企业的职责，降低窃电的频率；针对管理人员管理水平不高，违法用电现象频发的问题，供电企业应该加强对工作人员的培训力度，为企业和社会市场培养一批专业素养高、专业技能好的用电检查人才；针对供电企业与用电户之间存在利益冲突的问题，供电企业应该制定一个灵活的用电检查管理方案，削弱用电户与供电企业之间的利益矛盾，提高用电检查的效率。
参考文献：
[1]段元宇.加强供电企业用电检查工作的对策分析田.建筑工程技术与设计，2015，25（32）.
[2]李辰蕊.供电企业加强用电检查管理措施探讨叶科技创新与应用，2015，27（27）.
[3]于海英.供电企业加强用电检查工作的措施探析田.低碳世界，2016，29（2）.
论文作者:邓敏
论文发表刊物:《河南电力》2019年2期
论文发表时间:2019/10/12
标签：故障论文; 变压器论文; 气体论文; 供电企业论文; 电力变压器论文; 速率论文; 绕组论文; 《河南电力》2019年2期论文;