关键词：电力变压器；故障诊断；方法
在电力系统中，变压器主要担负着改变电压、传输电能的职责，其最重要的参数就是容量。电力变压器主要应用在电力系统中的发电厂和变电站中，电力变压器的工作过程究其实质相当于一个转换装置，它通过改变电压来达到降低电能损耗的目的，对提高供电企业的经济效益以及改善生态环境等都具有积极意义。
一、电力变压器故障种类
常见的电力变压器故障类型可以分为以下几种：（1）绝缘故障。变压器的绝缘主要包括绝缘板、绝缘垫、变压器油。在高温、高压、水分的侵蚀下，这些绝缘材料可能会加速老化，进而可能导致局部温度过高或局部发生放电，严重时就会使变压器发生跳闸故障；（2）相间短路故障。这种故障会造成流过绕组的故障电流提升，其提升值甚至可能达到正常流过绕组电流的数十倍，从而造成变压器内部过热。同时，故障电流产生的电应力也会作用在绕组上，严重的就可能造成绕组发生变形，进而导致短路和绝缘损坏故障的发生；（3）铁芯多点接地。在正常情况下，变压器的铁芯不允许多点接地，一旦出现两个接地点，那么就会导致铁芯涡流出现，进而使得变压器的绕组温度和油温都明显提高，而这会加速变压器油的分解，进而导致故障发生；（4）断线故障。变压器因为安装施工不合理等因素的影响，可能会造成接头松动、引线脱落等情况，而这些故障可能会导致变压器发生断线故障。一旦电力变压器发生断线故障，三相电压就无法实现平衡，此时会提高变压器的空载损耗，严重的甚至可能在断口处引发放电现象。（5）变压器渗油故障。在电力变压器的故障当中最为常见的是其渗油故障。电力变压器渗油本身就会为空气造成污染，也会造成能源的浪费，更是加大了公司的成本增加，为公司增加了更多的经济压力。在安全隐患方面，变压器的渗油现象会影响其在运行过程中的正常运作，有时会造成机器设备的停止运行或者设备造成严重的损毁。该种现象的发生为环境增加了污染，也为用电的客户带来了很多的不便。
二、电力变压器故障分析与诊断技术
1、电力变压器故障诊断的传统检测技术
传统检测技术包括变压器油中溶解气体分析、直流电阻检测、极化指数检测、油质检测等等。其中油中溶解气体分析(DGA)在电力变压器的早期故障期是应用最多的也是最重要的。DGA在全世界也是公认的，使用最广泛的一项故障诊断检测技术。DGA通过分析变压器油中溶解气体来对电力变压器的故障进行判断，国内外的电力研究者使用了三种判断方法来对变压器油色谱绝缘故障进行判断，这三种方法是特征气体法、模糊诊断法、比例法(TCG)。DGA也使用了两种方法来判断故障，是特征气体法和IEC推荐的三比值法。这些方法是一些经验的总结，具有针对性，不能解决所有的故障诊断。IEC推荐的三比值法还有可能诊断失败，因为其编码不全，在多重故障下，故障气体比值编码没有相对应的比值组合。
2、电力变压器的故障诊断的新检测技术
（1）红外线诊断技术
除了溶解气体技术以外，在变电器的维护工作当中，对于红外线技术的使用也非常普遍。在红外线的原理当中，有许多相关的技术可以被利用在对电力设备的检查当中。根据相关研究者的调查分析，结果发现红外线技术可以有效的对电力变压器的故障进行检测，其主要是通过红外线的波长，对变压器的整体温度进行探测。根据红外线波长的不同，可以实现对变压器温度变化的实时监测，并在第一时间内对电力变压器进行故障排查和检修，确保变压器的稳定运行。目前，国内外的部分相关学者根据此类方法设计出了红外线诊断仪器，电力企业内部的工作人员通过对仪器的安装和使用，就可以实现对电力变压器当前状态的监测，这种方式被应用于我国的许多电力企业当中。
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（2）电力变压器绕组变形检测技术
变压器绕组受外力冲击或者电力冲击引起局部变形和整体位移，其内部的电感、电容等参数的分布就会有一些变化，利用频率响应分析法就可以分析是否变形。正常没变形时，三相频谱特性相关性好，曲线基本重合，一旦发生变形，事故前后的三相频谱特性相关性变差，曲线偏离原坐标，出现新的频响曲线，对比这两条线就可以分析评估整体变形情况。需要注意的是，近年来频频发生电力变压器近区(或出口)短路故障，对变压器绕组造成电力冲击，所以此新技术应使广大电力工作者知悉。
三、电力变压器故障分析与诊断技术案例分析
(一) 故障及处理过程
某110 kV变电站1#主变压器型号为SZ9-31500/110，5月19日某日供电公司检修工区试验油务班根椐工作计划安排，对该1#主变压器本体进行周期性色谱分析，发现氢气含量超过标准值(实测值325.72,标准值为150)，其余气体均符合规程要求。为此，试验人员对该1#主变进行跟踪测量，5月19日下午试验人员复取油样进行色谱分析，从分析数据看，氢气含量有明显升高，并有乙炔含量(0.18)。为了确保试验结果的准确性，当日将油样送往淮安供电公司再次进行色谱分析，结果同样是氢气超标，乙炔含量为(0.9)。供电公司迅速与制造厂取得联系，经双方技术人员分析讨论，初步判断为#1主变压器有载分接开关油串入本体，不影响主变压器运行，同时继续加强监测。
5月22日、24日再次对1#主变压器本体进行取油样色谱分析，结果氢气、乙炔仍在继续上升，5月27日再次取油样送往地区公司复测。复测结论：编码110电弧放电、氢气产气量超出150。
5月28日，及时对110 kV变压器10 kV负荷进行了调整，将1#主变压器停运。首先检查是否存在本体与有载分接开关串油，检修人员先从有载分接开关注油孔放油，直至有载开关油枕放不出油，有载开关油位表指示仍没有变化，分析可能是有载分接开关油位表损坏，接着对有载开关分接头做了直流电阻试验，结查试验数值正常。为此检修人员又将有载开关吊出，放尽有载开关油桶内的油，过一段时间后，检查桶内无油渗出，排除了本体与有载分接开关串油的可能，并更换了有载开关油位计。
5月29日，供电公司和制造厂相关技术负责人，就1#主变压器色谱分析异常重新确定了处理方案，决定对1#主变压器进行放油，打开主变压器本体人孔，进入本体内部进行检查。5月30日，经对本体放油后，检修人员打开人孔，进入本体内，经检查发现，有载调压3档B相分接头与本体连接处有明显放电现象，并有焦味，同时发现该螺丝有松动，连接处不平滑。其它内部检查均正常。现场对3档分接头用砂纸打磨，除去放电痕迹，拧紧螺丝，并对其它螺丝进行检查、紧固，对主变本体油进行滤油脱气处理。
6月1日对主变本体直流电阻(高、低压)、泄漏电流、介质损(含套管)、有载开关等试验，数值正常，同日下午恢复运行。投运前对本体进行色谱取样作为原始值，并在投运后四天内色谱跟踪监视，无数值变化后又适当延长周期，一个月内无变化后恢复了正常周期。
（二）故障分析及启示
从对110 kV1#主变压器本体内检查发现，有载调压3档B相分接头处有明显放电现象，并有放电气味。主要原因是该处螺丝松动且接触面不太平滑，接触电阻增大，引起放电，导致主变本体绝缘油中氢气含量超标并有乙炔气体。
此次发生的异常，主要原因为主变压器本体3档与有载开关连接处螺丝松动及平面不光滑所致，而其它相螺丝检查都不松动，因此出厂时未拧紧可能性很大，由于出厂未紧固，运行中有载调压操作时振动，导致该处螺丝进一步松动，最终导致放电。从这次故障可以看出，与历史数据的比较也是非常重要。
参考文献：
[1]何首贤,孙晨祺.电力变压器故障分析及诊断技术研究[J].农村电气化,2015,01:20-21.
[2]王俊宁,姚莉.电力变压器常见故障及在线监测技术分析[J].科技创新与应用,2014,09(13):141.
论文作者:王志强
论文发表刊物:《中国电业》2019年16期
论文发表时间:2019/11/29
标签：变压器论文; 故障论文; 电力变压器论文; 本体论文; 绕组论文; 色谱论文; 发生论文; 《中国电业》2019年16期论文;