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摘要：电力变压器在电力系统承担着电压变换、电能分配和转移的重任，变压器的正常运行是电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。本文笔者阐述了电力变压器故障常见诊断方法，探讨了变压器电气试验流程。
关键词：电力变压器；故障诊断；试验流程
引言
变压器在长期运行中，故障和事故是不可能完全避免的；引发变压器故障和事故的原因繁多。如外部的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害等，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中留下的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行后造成绝缘老化、材质劣化等等，己成为故障发生的主要因素，同时，客观上存在的部分工作人员素质不高、技术水平不够等，也会造成变压器损坏。变压器的损坏往往造成大面积停电，而且修复时间比较长。所以及早发现和处理变压器的故障就具有重要的意义。
1 电力变压器故障常见诊断方法
1.1电力变压器过热故障
变压器过热故障是常见的多发性故障，对变压器的安全运行带来严重威胁，因此引起现场的广泛关注。
1.1.1变压器电回路过热故障
（1）绕组过热：在长期电磁振动下，绝缘脱落，局部露铜，形成匝间（段间）短路，导致变压器烧损事故。另外，绕组材料本身的质量不良，也会导致过热现象。
（2）分接开关动、静触头接触不良：在有载调压变压器中，特别是调压频繁、负荷电流较大的变压器，在频繁的调动中会造成触头之间的机械磨损、电腐蚀和触头污染，电流的热效应会使弹簧的弹性变弱，从而使动、静触头之间的接触压力下降。接触压力减小，会使触头之间的接触电阻增大，从而导致触头之间的发热量增太，由于发热又加速触头表面的氧化腐蚀和机械变形，形成恶性循环，如不及时处理，往往会使变压器发生损坏事故。在无载调压变压器中，分接开关接触不良，也会使其触头表面腐蚀、氧化，或触头之间的接触压力下降使接触电阻增大，而形成变压器的过热性故障。
（3）引线故障：这种故障较多，如未包任何绝缘或绝缘损坏的引线与套管铜管内壁接触，造成分流，产生热故障；或者套管的底部引线的绝缘被磨穿，与套管的铜管内壁接触。
1.1.2变压器磁回路过热故阵
（1）漏磁导致过热：在变压器中，由于漏磁密度高，所以产生的杂散损耗很大，有时可达数百千瓦，导致局部过热现象，如箱壁由于漏磁严重导致过热，或由杂散磁通在铁芯上、下夹件拉杆上的个别部位形成磁密高度集中，产生局部过热。
（2）铁芯周部短路或多点接地引起的过热：铁芯局部短路或多点接地引起的过热属于常见故障，是典型的磁回路过热故障。
变压器的铁芯多点接地后，一方面会造成铁芯局部短路过热，严重时，会造成铁芯局部烧损，酿成更换铁芯硅钢片的重大故障；另一方面由于铁芯的正常接地线产生环流，引起变压器局部过热，也可能产生放电性故障。有关统计资料表明，因铁芯多点接地造成的事故占变压器总事故中的第三位。
1.2电力变压器围屏爬电故障
围屏爬电故阵的诊断和定位，可以采用油中溶解气体色谱分析或测量局部放电：
（1）特征气体法。在围屏爬电故障爆发前，多数变压器油溶解气体有先兆反应。发生爬电故障时，氢气、乙炔和一氧化碳明显增大。换言之，可将这3种气体作为诊断围屏爬电故障的主要特征气体。若能抓住这种“征兆”，就能捕捉到围屏爬电故障。
（2）测量局部放电。测量局放的基本线路如下图1，当Cx试品存在局放时，出现的高频脉冲经耦合电容器Ck耦合到监测阻抗Zm上后，可用示波器成局放仪测量放电量Q。但当局放仪测到放电脉冲时，如何区分这是试品Cx放电，还是来自电源侧或外界干扰，需要采取有效的抑制及分辨方法：可采用桥式电路，抑制干扰；可采用脉冲鉴别系统；可采用小波分析等滤波技术；可采用电-超声联合的方法，当油箱内发生局放时，会同时出现电气和超声信号。
图1：测量局部放电的原理图
1.3电力变压器绕组变形
绕组变形的综合诊断：
（1）变压器油中溶解气体色谱分析：用于判断变压器内是否发生过热或者放电性故障。实践中，油中溶解气体色谱分析对变压器绕组变形并不敏感，除非由于绕组变形导致了过热或者放电故障。
（2）绝缘电阻试验：变压器各绕组、铁心、夹铁、外壳相互之间的绝缘电阻和直流泄漏是否正常，是常用的简易检查项目。绕组变形后往往导致绝缘距离变化，严重时出现绕组和铁芯相碰等情况，通过绝缘电阻和直流泄漏就能够发现。
（3）绕组直阻试验：直阻试验检查导电回路中分接开关接触是否良好、引线接头焊接或接触是否良好、绕组是否断股、匝间有无短路等缺陷，可配合多种试验共同确定缺陷。由于电网短路容量越来越大，短路事故在直阻方面的反映往往很明显。
（4）绕组变形试验：它是通过各线圈在高频下的响应特性来判断其结构和周围状况是否发生明显变化的新型试验项目。变压器绕组变形的诊断方法主要有低庄脉冲法、频率响应法和短路阻抗法等。
2变压器电气试验流程
2.1带电采油样进行色谱分析
（1）通过变压器油的色谱分析可以有效的检定出油中溶解气体特征气体含量、含水量及糠醛含量，利用三比值法或改进的三比值法来判断变压器可能存在的内部故障。
色谱分析可以按照电压等级按不同试验周期进行如表1，如果发现色谱异常可缩短试验周期或停电进行高压试验。
（2）通过变压器油中糠醛含量检测，可以利用糠醛含量的对数与绝缘老化的聚合度之间的线性关系，又因为变压器油老化不会产出糠醛，因此以糠醛来分析绝缘老化情况比较准确。
2.2红外线监测
通过红外线热像仪夜问对运行的变压器进行监测，可以有效的监测出：（1）变压器套管及储油柜的真实油位；（2）变压器是否存在套管、外部过热情况；（3）变压器散热系统和
油路是否正常；（4）变压器散热等系统端子箱接点是否有接触不良过热情况。红外线监测可以按照电压等级按不同试验周期进行，如表2。
2.3避雷器阻性电流试验
通过变压器中性点避雷器阻性电流试验，可以带电检测出避雷器是否完好，提高短路、雷电对变压器中性点的威胁。如果发现异常可缩短检测周期或安排停电进行更换。
2.4其它带电检测手段
铁心接地电流检测，通过对铁心接地电流检测来判断铁心的接地情况般应<100mA。
结束语
总之，变压器是电力系统中最关键的设备，它也是整个变电站中最昂贵的设备，变压器能否安全、稳定、全寿命运行直接关系到电力企业的经济效益和社会责任。我们只有对电力设备故障的诊断技术要更加准确、完善、简便，才能为社会主义现代化建设提供强而有力的电力保障。
参考文献
[1]李中，苑津莎，张利伟. 基于自组织抗体网络的电力变压器故障诊断[J].电工技术学报， 2010， 25（10）
[2]杜文霞，吕锋. 基于BP神经网络的电力变压器故障诊断[J].变压器， 2007， 44（3）
论文作者:李越,李建宇,胡小强
论文发表刊物:《电力技术》2017年第2期
论文发表时间:2017/6/28
标签：变压器论文; 故障论文; 绕组论文; 局部论文; 围屏论文; 色谱论文; 气体论文; 《电力技术》2017年第2期论文;