电力变压器状态评估及故障诊断方法

茅海东　刘鹏魁　孙韬

摘 要：电力变压器是我国电力系统中的核心设备，其运行状态直接影响了整个电力系统的运行，是居民和工业用电的可靠保障。因此在建设电力系统时，一定要采购质量过硬，运行可靠的变压器，同时还要对变压器的运行状态参数进行检测，及时发现和预测变压器可能出现的故障，提前采取措施，避免发生事故。本文就电力变压器的运行状态评估和故障诊断方法进行了分析研究，希望能给电力从业者在电力变压器的日常维护带来一定的积极意义。

关键词：电力变压器；状态评估；故障诊断方法

中图分类号：TM41 文献标识码：A

改革开放以来，我国的国民经济得到了飞速地发展，国家发展对电力水平的需要提出了更高的要求，这也促进了我国的电力供电水平的快速发展。我国的国家电网使用的单台高压变压器及大容量变压器等设备的数量越来越多，国家电网提供的用电服务在数量和质量上都有了长足的进步。变压器作为国家电网中安全稳定运行的主要设备，如果其出现故障，将会给居民生活和工业生产带来巨大的危害及经济损失。因此对电力系统变压器的状态评估以及故障诊断进行研究就显得意义重大。

一、电力变压器评估需要的状态参量

电力系统的变压器运行状态的正常与否，可以通过变压器的运行状态参数来判断，因此研究变压器的运行状态参数，就非常有必要。通过研究分析变压器的运行状态参数，不仅可以判断其运行状态，还能预测变压器的使用寿命，以便于提早做计划。下面介绍几种分析判断变压器运行状态参数的方法：

1.电力变压器的电气试验项目。通过电气试验可以获得系统中变压器的一些绝缘及电气参数，通过这些参数可以判断出设备的运行状态包括电流、电阻、发热量、功耗等。

2.油气中溶解的气体。变压器都是工作在油箱中，被导热油淹没。通过放射性映射功能来检测油的挥发气体可以判断变压器的运行状态，主要是通过空气中油气的比重根据相关的公式来获得变压器参数。

3.其他因素。前面两种方式是监控变压器状态的主要手段，其他的方法都可以归结为其他因素，主要包括设备的备件属性、设备运行记录、设备工作环境记录等。通过对这些参数和数据的收集分析，可以得到变压器的运行状态，预测其可以发生的潜在隐患。

二、电力变压器状态评估方法

1.分析油中的色谱图。通过分析变压器导热油的色谱信息，可以及时发现变压器是否存在局部热量过高或者存在局部放电的现象。

2.水分检测、分析。通过对水分的检测，来判断变压器的工作状态，是否需要干燥设备。

3.温度检测。通过对变压器本身及辅助设备的温度进行监测，可以及时发现变压器的工作状态是否稳定。变压器的温度最直接可以通过检测导热油色谱来判断。

4.变压器的位移和形变的检测。通过检测变压器的形变值，来判断其运行状态。检测形变的方式有检测绕阻值和短路放电时间及电流值关系曲线两种方式。

5.测量局部放电量实验。变压器的局部放电量实验主要有两种方式：带电监测和停电监测。不停电监测所采用的方法有超声法和电测法，这两种方法可以在不影响变压器正常运行的情况下进行，超声波法就是通过监测局部放电产生的超声波信号，电测法监测的是局部放电产生的电脉冲信号。停电监测的方法就非常容易理解了，具体方式跟前面提到的试验相似。测量局部放电量实验只能从定性角度进行监测，在定量方面还无法做到足够的准确性。

三、电力变压器故障的诊断方法

1.变压器漏油。变压器漏油是一个对变压器安全运行造成巨大影响的事故，如果发生漏油，将直接导致变压器运行瘫痪，产生环境污染，给企业带来巨大的经济损失，影响国民经济生活。变压器漏油根据大量的经验总结，主要发生在两个位置，一个是油箱的焊接处，一个是油箱的防爆管。防爆管由于结构中存在一个玻璃膜，在变压器运行时产生震动，震动会将玻璃膜震破碎，如果不能及时发现，就会造成漏油的后果。因此后期可以通过加装调压阀来取消安装防爆管所带来的隐患。焊接处漏油往往是因为焊接质量不过关造成，因此一方面要加强焊接工艺，另一方面要加强巡检，及时发现及时处理。

2.变压器铁芯多处接地。根据国家标准规定，电力变压器的铁芯位置，只允许有一个位置接地，如果铁芯的接地位置超过一个，就会使铁芯停止工作，导致变压器不能正常运行。针对变压器铁芯出现多处接地的现象，可以通过对铁芯和变压器油箱上施加直流电冲击，将接地线全部烧断，为了确保接地线完全烧断，可以多次电冲击。另外就是停机，打开油箱检测，发现多余的接地线，剪除多余的接地线。

3.变压器接头过热。变压器在设计时就按照接头过热，自动熔断的机制进行设计，这是一种保护变压器不被烧坏的方式。但是为了让变压器在发生接头过热后，能继续恢复工作，可以用下面两种方法：

（1）普通链接。虽然变压器的设计是过热熔断，但是变压器工作起来难免发热，因此需要对接头的过热熔断机制接头换成普通连接，这样就能保证过热也能连接，使变压器继续工作。

（2）铜质或铝质的电线连接

变压器的接头都是采用的铜材质，但是铜材质在潮湿的环境内会发生电解反应，所以同接头无法与铝接头相连接，所有可以通过给变压器加装一端铜接头一端铝接头的接线，就可以解决连接问题。

结论

电力变压器作为电力系统中的核心设备，其稳定可靠运行对电力系统是至关重要的，但是任何设备都不能保证永远不出故障，变压器出故障也是在所难免的，但是我们可以通过分析变压器的运行状态参数，提前预测和避免变压器可能出现的故障，提早做打算，从而保证变压器的运行。因此电力系统的工作人员应该重视变压器的运行参数研究，加强对变压器运行状态的分析和故障诊断的研究，这样才能保证电力系统的长期高效稳定地运行。

参考文献

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[2]谢龙君，李黎，程勇，等.融合集对分析和关联规则的变压器故障诊断方法[J].中国电机工程学报，2015（2）：30-31