摘要：近年来，在电力工程的建设过程中，变压器是一种静止的电气设备。它利用电磁感应原理，把输入的交流电压升高或降低为同频率的交流电压输出，以满足高压送电、低压配电及其他用途的需要。变压器为众多的重要场所提供了足够的电力，比如工厂、大型高层建筑、商务中心、剧院、医院、宾馆、隧道、地铁、地下电站、试验室、车站、码头、机场等，保证其正常运转。所以说在现在生活中变压器变得越来越重要，已成为我们生活中不可或缺的一部分，一旦变压器出现跳闸、漏电、线路老化等故障，就会严重的影响到我们的正常生活秩序，比如厂房里的生产设备突然停止工作、大楼灯光突然全部熄灭、电梯被悬在楼层之间、甚至发生电力系统崩溃、发生大面积停电等，因此在变压器的使用期间一定要注意变压器的维护与保养，如果出现故障，应快速排除，确保变压器的正常使用以及变压器的安全可靠。
关键词：电力变压器；故障类型；处理方法
引言
电力变压器是电力系统主要的设备之一，主要用于输配电(即升降压)，在电力长途传输中，变压器担当着重要的角色。根据运行维护规程，电力变压器需要定期进行检查维护，掌握变压器的运行情况，采取有效措施，把故障消除在初始状态，保障变压器的安全经济运行。
1 电力变压器常见的内部故障
1.1 磁路故障
一般变压器磁路出现的故障有以下几种原因：（1）穿芯螺栓的组成部件绝缘管被其他物体击穿、位移、破碎或不够长，会造成铁芯硅钢片短路，继而产生局部涡流；一旦两个以上的穿心螺栓发生这样的状况，就会产生短路，并产生严重的发热情况，整个铁芯都可能被烧毁。过热的状况也可能将绝缘的线段烧毁，使相邻的线路短路；（2）铁芯硅钢片发生损坏、老化，也会产生循环涡流，在这种情况下会过热，威胁绕组以及铁芯的安全；（3）当位于铁芯上的铁轭连接方式是对接时，一旦铁轭与铁芯柱之间的连接出现裂缝，就会有涡流产生而导致过热；（4）位于铁芯内部的接地片太长，容易与铁芯硅钢发生衔接，导致局部短路，局部温度过高，严重时会将接地的铜片熔断，产生放电;（5）在变压器发生压板钉的移动或绝缘体的破损时，金属开口会因为另一侧压板钉而闭合，造成短路环流，引起严重的过热。
1.2 绝缘系统的故障损坏
对于发生故障的绝缘体，其绝缘部分发生损坏的原因、形式也是很复杂的，一般有下列几种形式：（1）变压器绝缘部件破损的重要因素之一就是绝缘受潮；（2）当变压器长时间处于负荷过长的时间时，因为缺少对绝缘系统的保护。容易引起绝缘油的老化。变压器的绝缘系统会加速老化。同时线上会附有油泥，容易引起电气的击穿；（3）因为变压器的结构密封不好而引起渗漏；（4）受到振动频率、周围温度、材料性质的影响，造成渗漏油[1]。
1.3 过热故障
由于变压器在运行过程中，绕组会产生能量损耗，这些损耗产生的热量会使得变压器的绝缘油等区域出现明显的温度提升。但是温度提升如果超过规定的范围，那么就需要考虑是否会因为温度太高导致过热故障。一般情况下，过热性故障发生的部位是在分接开关、载流导线系统等，如果因为接触不良或是焊接过程中出现问题，都会导致短路，产生额外电流。过热故障虽然在发生程度上不如放电性故障，但需要注意的一点在于，由于热点会导致固体绝缘区域出现裂化，并逐步形成电弧性热点，也是电力变压器出现损坏的主要原因，如果温度不断提升，大面积绝缘材料会出现碳化情况，产生一氧化碳和二氧化碳，甚至出现永久性的损坏。而通过对过热故障的分析，其具体包括导体故障和接触不良。如何能对过热故障的性质进行判断，然后分析变压器内部的故障情况是非常关键的。此外，铁芯回路当中也会出现过热故障。
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2 变压器的故障处理
2.1 绕组和匝间绝缘故障的处理
该故障出现的主要原因是变压器的长时间超负荷运行，导致热量无法及时发散，使得绕组变形或被击穿；或者是变压器油中进水也会影响到绝缘强度，进而导致绝缘被击穿。对于该故障，需要电厂在日常的运行工作中，控制好变压器的运行，根据电厂的日常发电和工作情况选择变压器，对变压器的数量和规格进行选择，保证变压器在额定的功率范围内进行运转，不会出现超负荷情况，或者对变压器做好散热工作，控制好变压器周围的环境温度，防止变压器出现异常高温的情况。
2.2 电力变压器自动跳闸
如果高压侧有高压跌落保险可以不装高压开关,如果高压侧没保险,高压侧装一只空开,低压侧也应当装一只空开。也就是说变压器高压与低压侧都应当装断路器的，以便于保障电力变压器设备运行稳定性和安全性；电力变压器中还会安装继电保护装置。当电力变压器发生自动跳闸现象的时候，值班人员通常要快速向调度室报告情况，并准确判断出跳闸的原因，与此同时，相关工作人员可以重点检查电力变压器的火光、负荷、喷油以及短路等方面问题。如果在电力变压器内部没有发现故障，则表明二次回路误动在保护装置中的存在是导致电力变压器发生自动跳闸的主要原因[2]。而如果在电力变压器外部没有发现任何异常，工作人员则需要详细检查电力变压器的内部运行状况，主要检查内容为直流电阻和绝缘电阻；如果仍然无法确定自动跳闸的原因，应联系专业班组进行鉴定判断，再联系调度进行一次强送，促进跳闸电力变压器重新投入使用，保证供电可靠性。
2.3 铁芯绝缘故障处理
变压器的铁芯在使用的过程中，需要在每个硅钢片之间涂抹绝缘漆，导致钢片之间的紧固性不良，绝缘漆磨损，导致钢片过热，从而引发绝缘故障。想要解决该问题，需要对绝缘漆进行合理的选择，选择绝缘漆的性能，最好保证其能够起到紧固的作用，防止绝缘漆磨损，在进行钢片之间的连接时，也不要选用导热性较高的元件，防止钢片发热后，引发其他故障。
2.4 瓦斯保护故障
瓦斯保护是变压器的主保护，轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于跳闸。下面分析瓦斯保护动作的原因及处理办法：第一，轻瓦斯保护动作后发出信号。其原因是：变压器内部有轻微故障；变压器内部存在空气；二次回路故障等。运行人员应立即检查，如未发现异常现象，应进行气体取样分析。第二，瓦斯保护动作跳闸时，可能变压器内部产生严重故障，引起油分解出大量气体，也可能二次回路故障等。出现瓦斯保护动作跳闸，应先投备用变，然后进行外部检查。检查油枕防爆门，各焊接缝是否裂开，变压器外壳是否变形；最后检查气体的可燃性。
3 电力变压器故障检测的发展
科技不断进步，变压器故障检测技术也不断更新。为了保证检测技术的安全性、便捷性及准确性，变压器故障检测会逐渐实现智能化和自动化。人工智能的研究主要是通过计算机技术的应用，替代传统需要人工操作的工作。人工智能的发展有利于社会发展状态的转变以及人们生活方式、工作方式的创新，使传统机械化的工作模式被人工智能模式取代。目前，国内外对人工智能应用的研究有了进一步的发展，所以变压器故障检测也会逐渐向人工智能方面发展，如专家系统或者神经网络等。例如，专家系统是人工智能中应用比较广泛的一种技术形式。通过专家检验对故障情况进行诊断和分析，并对故障以及原因间的规则进行判断，以确定故障出现的具体位置和原因。通过专家系统的应用，提升了电力变压器的检测效果，同时节省人力、物力，但是如果变压器的故障不在专家系统的经验范围内，那么智能技术将无法解决故障，还是需要依赖于人工。
4 结语
随着社会经济的迅猛发展，我国电力行业也发展得十分迅速，人们对用电量有了更多的需求。然而，变压器在变电运行中由于受到诸多不利因素的影响，致使变压器在变电运行中经常会出现各种各样的故障问题，这既不利于满足人们的用电量需求，也不利于确保人们的用电安全。由此可见，分析变电运行中变压器的常见故障及处理方法是很有必要的，它能在一定程度上降低变压器发生故障的可能性，从而促进我国电力行业的进一步发展。
参考文献：
[1]潘凌，陈瑞，兰柏，等.电力变压器故障检测技术的现状与发展趋势[J].山东工业技术，2018，（24）：179.
[2]赵子杰.浅谈电力变压器故障检测技术的现状与发展趋势[J].百科论坛电子杂志，2018，（7）：503.
论文作者:潘宇航
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/5/6