摘要：电力变压器是电力系统中起到电能转换和电能传输的关键设备，其安全稳定运行是确保电力系统稳定运行的前提，本文介绍电力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：电力变压器；故障；检修与维护
1引言
随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，现代化的生产生活方式对电力系统的安全稳定性提出了更高的要求。电力设备是保证电力系统正常运行的关键，其中电力变压器是将不同数值的交流电压转变为频率相同和所需数值电压的设备，是电力系统的核心。由于变压器构造复杂且运行环境恶劣，通常需要长时间的大负载运转，所以容易导致其发生各种故障，而变压器发生故障则会导致电力系统的瘫痪，严重运行人们的正常生产和生活，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
2.1电力变压器运行过程的常见故障分类
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
2.2电力变压器运行过程中的典型故障
在电力变压器的常见故障种类中，典型的故障有以下几种：首先是铁芯故障。铁芯故障主要是由热故障引起的，变压器内部发热量过大而没有及时的进行冷却或排出，导致铁芯及导电材料表面的温度过高，从而引起绝缘层的老化加剧或损坏，而且造成铁芯发生漏磁问题，导致变压器内部元器件和线路的短路等故障；其次是绕组故障。变压器的绕组线圈是变压器的主要组成部分，如果在线圈制作时存在制作工艺不合理或者线圈绝缘层有破损等问题，就会使绕组发生匝间短路、相间短路和绕组股间短路等故障；再次是放电故障。电力变压器的放电故障有局部放电、火花放电和高电弧放电三种，放电故障会破坏变压器的绝缘层，导致变压器内部元器件发生短路，还会引起变压器温度升高，导致绝缘层老化加剧甚至损坏，造成短路等故障；最后是分接开关故障。如果在分接开关安装时位置不精确或者接线存在接触不良等问题，会导致变压器内部放电、过热等问题的发生，导致内部短路等故障。
3电力变压器常见故障的表现
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：
3.1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]。
3.2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[3]。
3.3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。
3.4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。
4 电力变压器常见故障的原因分析
4.1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。
4.2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。
4.3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。
5电力变压器运行过程中的检修与维护措施分析
5.1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。
5.2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。
5.3采取正确的变压器故障处理措施
5.3.1变压器温升异常的处理措施
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。
5.3.2变压器油位异常的处理措施
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。
5.3.3绝缘层老化的处理措施
首先避免变压器和绝缘层的超期服役现象，变压器和绝缘层都是有一定的使用寿命的，一旦超过其使用寿命就应该进行淘汰和更换；其次要控制变压器的运行时间，变压器长时间运转会使其温度升高，
加速绝缘层的老化，所以应对变压器进行交替工作管理，并应控制其运行容量不能超过其额定容量；最后应对变压器和绝缘层进行定期检查，检查绝缘层的外观及其绝缘性能，在线监测变压器表面、散热器表面、变压器油的温度，一旦温度过高就要采取冷却处理，必要时可以停机并启动备用变压器进行交替工作，避免因为温度过高而造成绝缘层老化加剧甚至是破坏的现象。
5.3.4油质劣化的处理措施
一是应做好变压器的密封和日常清扫管理，防止外界环境中的杂质进入，对变压器进行日常清扫，防止灰尘附着造成绝缘层的腐蚀破坏而引起短路等故障；二是应定期用专业仪器检测变压器油的消弧性能，在其性能不能满足标准要求时应立即进行更换。
5.3.5其他异常的处理措施
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。
6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.
[3]马叔阳.变压器运行过程中的检修与维护分析[J].现代制造,2017(9):51-51.
论文作者:张雨雷
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/26
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