摘要：变压器作为一种电力转换设备，是电力系统中的一个特殊的重要组成部分，在电网中得到了广泛的应用，因此对电器设备中变压器的常见故障进行分析诊断及检修非常重要。
关键词：电气设备；变压器；故障诊断；检修
前言
变压器作为生活中比较常见的电力系统元器件，是电力系统的重要组成部分，对整个电力系统能否稳定运行具有直接的影响，一旦出现故障，将会直接影响电能的传输以及电能的分配，严重影响企业的生产规划以及居民用电，长时间停电甚至会造成巨额的直接经济损失以及人身伤亡事故。因此，提前预判变压器可能发生的故障，并且保证一定的准确性，提高实时监测水平以及应急故障处理技术显得尤为重要。
1变压器常见故障类型
1.1电性故障
电性故障是指在电应力作用下变压器绝缘劣化而引发的故障。根据能量密度的大小，可以将电性故障细分为分成局部放电、低能放电以及高能放电等。变压器局部放电故障常出现于变压器内部空腔、电极、绝缘介质空隙等处，其能量密度通常较小，但可能恶化为高能放电故障；低能放电故障是指阻抗的分压作用下，变压器内部接触不良的金属部件在电压各异的电极间生成悬浮电位，其具有能量密度非常小、间歇性等特性；高能放电故障具有突发性，极易引起绕组间和层间击穿等严重故障，同时在较短时间内产生大量故障气体。
1.2过热故障
变压器过热故障是指在热应力作用下变压器绝缘部件老化而引发的过热现象，以故障产生的温度高低可以进一步将其细分为低温过热、中温过热以及高温过热等三种类型，低温过热与中温过热、中温过热与高温过热之间的划分标准分别为300℃和700摄氏度。具相关统计显示，约有近半比例的变压器过热故障是因分接开关接触不良问题而导致的。此外，铁芯多点接地、局部短路以及漏磁环流等也是引发变压器过热故障的常见因素。
2变压器的故障诊断方法研究
2.1变压器故障油中气体色谱检测
变压器的故障类型具有易变性，经过实验验证，油中气体色谱检测是结合化学分析方法，在变压器故障诊断中准确性很高，能够检测出隐藏的故障，这对解决变压器隐藏故障带来的安全隐患有重大意义。油中气体色谱分析法的原理是利用特定的烃类气体的速率变化受温度变化的影响而建立的。据此人们可以依据温度的变化直观地判断变压器是否正常运行。一般来说，温度变化主要是因为放电、放热和电弧造成的。在故障产生时很多气体都会消解在绝缘油中，只有少部分的气体会以油质表面为载体到继电器中，因此必须定时检测变压器油中的气体含量，以此来判断变压器是正常运行还是存在潜伏故障，避免事故的发生。经优化的变压器气相色谱分析法在故障诊断时其优点显而易见。实践中使其应用得到不断推广，技术也变得更加完善和成熟。根据上述分析和总结，在使用变压器故障诊断色谱分析法时需要注意以下方面：
要严格分析生成气体的相对含量，寻找源头实施优化。判断存在故障与否并确定故障类型。例如是否属于短路故障、热故障、电故障等。分析掌握故障实时情况。例如温度是否不断上涨、安全阀保护功能是否正常、故障现状及可能的发展方向等。依据情况实施处理方案。例如是否应该及时停止运行，需要检修的部位，是否还需要继续监测，是否要更换器件，检修时间及造成的损失最小化等。
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2.2变压器绝缘故障的色谱分析和在线监测方法
气体色谱分析法目的是希望能够通过分析变压器油中溶解气体比重和生成速度来预测变压器是否正常运转，若存在安全隐患则要找出故障部位和类型。变压器色谱在线监测的优点在于能够及时检测出潜伏的故障，相比于定期检测技术更安全，因此在线监测技术广泛运用于检测系统，是准确检测和维修的基础条件，也为稳定运行提供了技术保障。
2.3变压器故障的综合分析与诊断
在变压器正常运行的时候，各类气体含量相对较小，可是一旦发生故障后就会生成大量的特征气体（如CO和烃类），各类气体不同的变化趋势比重都会反映某种或某几种故障，综合分析技术就是根据气体变化量来判别故障：
氢气含量的变化：变压器正常运行状态下，总氢烃中氢气的比重约在25%以下，当温度增加时，它在总烃量中的比重会下降，但是它的量是在上升。变压器发生热性故障和电性故障时会产生严重的后果，如损坏绝缘介质、击穿绝缘层等，这就会引起特征气体的生成。变压器在内部进入潮湿气体或水分之后长时间运行，也会导致氢气比重变大。据此在分析出氢气的比重后，如果比重特别大，而气体总量无明显变化时，首先可判定为故障是因为潮湿气体进入内部，欲想准确判定还需做微水鉴定。常用的处理水份的方法是真空滤油机，然而在实际中，固体绝缘材料中的含水量远远大于变压器油中的含水量，因此这种方法只能去除很少的水分，若是正常情况下则可以用此种方法去除水分。乙炔变化：一般来说，乙炔的生成是由于电故障的作用，特别是在电弧现象发生时，乙炔在总烃中的比重最高能超过70%，氢气在总氢烃的比重最高能超过90%。而且乙炔所占的比重会高于甲烷的比重，变压器内部的各开关或线匝之间有空隙存在时，会引起放电事故，这时伴随的现象会是乙炔的含量和比重迅速增加，其他各气体含量无明显变化。甲烷和乙烯气体的变化：甲烷和乙烯气体在正常情况下含量不是很高，但是若温度升高使绝缘油分解后，它们在总烃中的比重会达到80%，其中乙烯的含量还会因故障处的温度变化而变化，而且乙烯的比重也是最高的。同时也会产生许多甲烷，但是甲烷是由含有甲基的增塑剂等物质衍生出来的，衍生出来的量的多少和硫化条件有很大关系。一氧化碳和二氧化碳的变化：电故障的情况下产气速度会瞬间上升，而热故障相对较缓慢。变压器绝缘油能使用多长时间取决于固体材料是否正常，上述两种气体的含量也能反映固体材料的老化程度。因此在进行变压器检查与维修过程中，应增加一项检测内容，即一氧化碳和二氧化碳的含量及比重，若是含量过高，则预示着固体材料的老化程度严重，将造成严重故障。变压器运行的时间越长，内部发生的变化越大，除固体绝缘材料氧化和老化之外，也会随之生成氧气和烃类气体。变压器内部生成的一氧化碳和二氧化碳气体会加速绝缘材料的老化。需要定期检测二氧化碳的含量及变化量，将老化设备及时维修，以降低此类事故的发生几率，减小损失。
3变压器检修策略
首先，根据检修内容将变压器检修工作细分为四种类型：A类检修在停电环境下进行，主要检修内容包括变压器整体检查、吊罩及吊芯检查、部件的维修及更换、故障试验等；B类检修在停电环境下进行，主要检修内容包括油枕、调压开关、非电保护、绝缘油等变压器各主部件的检修和更换；C类检修在停电环境下进行，主要是根据《输变电设备状态检修试验规程》等有关规定，对变压器进行常规性的清洁、检修及试验等工作；D类检修在通电环境下进行，主要检修内容包括变压器带电测试、水冲洗、冷却系统部件更换、检修以及保养等工作。然后，周期性地对变压器进行C类常规性检修，了解变压器的具体运行情况，从而选择下一步检修的类型，并制定具体的变压器检修计划。变压器不同运行情况下的所适用的检修类型如下：当变压器运行正常时，适宜采用C类检修类型，即常规性检修；当变压器运行异常时，适宜采用B类检修类型，即对变压器各主部件进行检修和更换；当变压器运行出现严重故障时，适宜采用A类检修类型并尽快实施。
结束语：要想保证电力系统的正常、安全、稳定运行，就需要加强低压配电保护电器的选择工作，保证所选择的低压配电保护电器性能符合要求，从而降低电网供电过程中设备发生故障的几率。
参考文献：
[1]陈冬冬.工厂供电系统低压配电保护电器的选择研究[J].现代工业经济和信息化，2016，6（3）：53-54.
[2]谢海涵.工厂供电系统低压配电保护电器的选择[J].中国新技术新产品，2015（9）：54-54.
论文作者:苏忠东1,林佐君2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签：变压器论文; 故障论文; 气体论文; 比重论文; 含量论文; 色谱论文; 类型论文; 《基层建设》2018年第25期论文;