电力变压器范文

导语：如何才能写好一篇电力变压器，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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电力变压器的主要结构是由铁芯、绕组、油箱、附件等这几部分组成。其中铁芯和绕组装在一起构成的整体叫器身。在当今市场中，运用高端技术造就的复杂结构的变压器具有容量大、电压高、重量受到严格限制等优点，这是设计师在数年成功制造电力变压器积累了丰富经验的基础上，对那些不合理的落后的结构进行了改进同时采用新型技术的结晶，使得现在的变压器在结构上更加趋于合理，经济，耐用。现就组成电力变压器的各部分结构进行详细论述：

（1）铁芯

铁芯是电力变压器的磁路部分，也是器身的骨架，由铁芯柱（柱上套装绕组）、铁轭（连接铁芯以形成闭合磁路）组成。为了减小涡流和磁滞损耗，提高磁路的导磁性，铁芯采用0.35mm～0.5mm厚的硅钢片涂绝缘漆后交错叠成。小型变压器铁芯截面为矩形或方形，大型变压器铁芯截面为阶梯形，这是为了充分利用空间。

为缩短绝缘距离，降低局部放电量，在铁芯外面置一层由金属膜复合纸条黏制而成的金属围屏。金属膜本身厚度很薄，宽度也仅有50mm而已，因此，一方面不会在自身中形成较大的涡流，另一方面对铁芯的尖角产生了较好的屏蔽作用。与此同时，在铁芯的旁轭内侧也置有金属膜围屏，用以保护高压线圈。

夹件则多采用大板式腹板和鱼刺状支板结构，这在很大程度上降低了金属构件垂直线圈顶部的漏磁面积。再配上纸板结构，将大大降低杂散损耗。线圈引线的引出结构也在不断被简化，不仅省去了夹件加强板，还方便中低压引线的排布，从而可将强油导向循环的导油管和下夹件连为一体。这也促进了杂散损耗值的降低，对大型电力变压器来讲意义更为重大。因为杂散损耗在变压器总损耗中所占比例会随着容量的增大而增大。因此，有效提高了线圈的电流密度，减轻电力变压器的重量。

上铁轭下部用楔形绝缘撑紧，进一步加强器身短路的机械强度；下铁轭垫块分块制造分块安装，在器身装配完成以后，仍能方便地固定在铁轭上均匀分布的夹紧钢带螺栓。

铁芯油道共4层，为提高散热效率，使用6mm厚纸板直接黏在铁芯片上，并在铁芯每隔100mm放置一层0.5mm的纸板，防止铁芯片的相对滑动。

（2）绕组

绕组是电力变压器的电路部分，采用绝缘铜线或铝线绕制而成，一般有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈（或原绕组），其余的绕组叫次级线圈（或副绕组），原、副绕组同心套在铁芯柱上。为便于绝缘，一般低压绕组在里，高压绕组在外，但大容量的低压大电流变压器，考虑到引出线工艺困难，往往把低压绕组套在高压绕组的外面。线圈以及匝绝缘高压线圈使用高密度的电缆纸包导线：中压线圈和低压线圈分别采用绝缘强度较好的高密度电缆纸包换位导线、丹尼森纸包换位导线。线圈配置了内外导向隔板，目的是提升油的冷却效率。高压线圈的两端以及中压线圈的首端都安装了30mm厚、馒头状均压环，这极大地改善了端部的电场分布。并且所有的线圈端部出头和第二饼之间都垫有扇形绝缘块，加强出线端部的绝缘效果。

（3）油箱

油箱是装器身和变压器油的，它保护铁芯和绕组不受潮，又有绝缘和散热的作用。电力变压器运行时器身发出的热量由变压器油传给油箱壁和箱体外侧的散热管（片）。为了便于散热，有的箱壁上焊有散热管。变压器油的作用是绝缘和冷却。为了减轻油箱重量以及节省钢材和变压器油，在保证符合绝缘距离的条件下，上节油箱采用梯形，下节为梯形适形油箱。

电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。变压器作为电力系统的一个重要设备，一旦发生故障，将直接影响供电。发生严重故障的情况下甚至会造成除维修费用之外的重大经济损失。因此，变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。但由于变压器长期运行，故障和事故总不可能完全避免，且引发故障和事故又出于众多方面的原因。如外力的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留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的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。现就以下几点对其常见故障进行分析：

（1）响声异常

若变压器响声大而嘈杂，则需要检查铁芯是否出现问题。比如压紧铁芯的螺丝发生松动，而仪表的指示却正常，绝缘油的温度、颜色等属性亦无变化，此时就要停止运行，细致地检查变压器的夹件或压紧铁芯的螺丝。

若能听到水沸腾的声音，可能绕组发生了严重的故障，导致其周围的零件发热，使油发生气化；可能是分接开关接触不良，局部过热；也可能是变压器发生了砸间短路。这种情况下，应该立即停止运行变压器，进行检修。

若听到放电的声音，很可能是器身或者套管表面局部放电。倘若是套管发生了问题，夜间还可见蓝紫色小火花。此时，停止运行，清理套管表面污渍，并涂上硅油硅脂涂料。

若夹杂爆炸声，可能是器身绝缘被击穿，需要立即停止运行，检查维修。

如果响声中夹杂连续规律性的摩擦或撞击声，就要检查变压 器铁芯部件是否发生振动，是否是静电放电的结果。此类响声虽然危害不大，但要及时排除。

（2）温度异常

若变压器在大致相同的负荷、散热条件和环境温度下温度异常升高，就需要及时采取措施降温。温度异常诱因有多种，常见如下：长期超负荷运行；散热条件恶化；铁芯局部发生短路；漏磁或涡流导致；变压器内部故障等等。

（3）放电故障

放电故障类型大致有3种：火花放电、局部放电、高能量放电。火花放电因为油中掺有杂质；局部放电情况比较复杂；高能量放电常在绕组匝间层绝缘被击穿时发生。

（4）发生短路

变压器短路故障的情况比较常见，包括变压器出口短路、内部引线或者绕组间对地短路等。

（5）绝缘故障

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关键词：变压器 故障 解决方法

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（c）-0081-01

电力变压器具有很多优点，如安装方便、价格比较便宜、保护设置简便易行，还可以根据不同用户需要的容量不同而设置等等。在实际的运行过程中，由于其内部结构复杂、电场及热场不均等诸多因素，变压器故障也时有发生，我们需要较好了解它的故障类型及原因，有效避免变压器事故发生。

1 变压器故障类型

根据变压器结构来分，可以将变压器故障划分为短路故障、绕组故障、铁芯故障和绝缘故障四种故障类型[1]。

1.1 短路故障

在变压器的三种短路故障中，发生概率最高的是变压器出口短路故障。如果变压器出口短路故障突然发生，相当额定值的数十倍的短路电流会同时通过高、低压绕组，产生的热量会使变压器严重发热。如果变压器热稳定性不足、承受短路电流的能力差，会损坏变压器绝缘材料，造成变压器击穿及损毁事故的发生。

1.2 绕组故障

变压器的绕组是由带绝缘层的绕组导线按一定排列规律和绕向，经绕制、整形、浸烘、套装而成。因外界因素影响，变压器受到短路冲击时，若短路电流较小，继电保护能正确动作，此时绕组变形将是轻微的。如果短路电流很大，而继电保护延时动作或者拒动，绕组变形将会非常严重，绕组绝缘会开始损伤，老化和劣化，甚至可能造成绕组损坏，发生短路、断路和变形等故障，引起变压器内出现局部放电、过热、电弧放电等现象。即便是对于较轻微的变形，如果不及时进行检修，在经历多次的短路冲击后，长期的累积效应也会使变压器损坏[2]。

1.3 绝缘故障

变压器正常运行的根本是绝缘系统，变压器的使用寿命与绝缘材料的寿命直接相关。实践证明，大多变压器的损坏和故障都源于绝缘系统的损坏。据统计，变压器全部事故的85%都是绝缘事故。影响变压器绝缘性能的主要因素包括温度、湿度、油保护方式、过电压等等。进一步看，变压器整体温度的高低和变压器内绝缘油的微水含量成正比；湿度过大，水分过多，会导致绝缘油的火花放电电压降低，介质损耗因数增大，加速绝缘油老化。

1.4 铁芯故障

传递和交换电磁能量的主要部件就是变压器的铁芯，变压器的正常运行要求铁芯质量好且单点接地。当铁芯出现多点接地的问题时，会使铁芯中产生祸流，增加铁耗，引起铁芯局部过热，遇到这种情况，要及时进行处理，如果处理不及时，变压器油将会劣化分解，产生可燃性气体，引起气体继电器动作，造成停电事故。

2 变压器故障分析

2.1 短路故障

变压器出口短路发生概率最高，其故障原因与结构设计、原材料的质量、制造工艺水平、日常运行工况等因数有关，但最为关键的是电磁线的选用，原因分析如下：（1）绕组绕制较松，换位处理不当，比较单薄，造成电磁线悬空。从事故损坏位置来看，变形多见换位处，尤其是换位导线的换位处。（2）变压器的漏磁场很难做到均匀分布，基本上铁轭部分相对集中，该区域的电磁线实际受到机械力也较大。换位导线在换位处因为爬坡可能改变力的传递方向，从而产生扭矩。基于垫块弹性模量的因数，轴向垫块不等距分布因素，会使交变漏磁场所产生的交变力延时共振，导致处在铁心轭部、换位处、有调压分接的对应部位的线饼首先变形[3]。（3）此外，绕组的预紧力控制不当造成普通换位导线的导线间相互错位、采用软导线导致抗短路能力差等也是短路故障的重要原因。

2.2 绕组故障

主要表现为匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊等[4]。产生这些故障的原因总结起来大致如下：（1）制造工艺欠佳，压制不够紧，机械强度难以经受短路冲击，导致绕组变形绝缘损坏；（2）变压器绕组受潮，引起绝缘膨胀，堵塞油道，致使局部过热；（3）绝缘油混入水分，引起油质劣化；或者与空气的接触面积过大，造成油的酸价过高，绝缘水平下降；或者油面过低，部分绕组较长时间露在空气中，未能及时处理；（4）在制造过程中，亦或者是日常检修时，局部绝缘受到不同程度的损害，遗留下缺陷；（5）在运行中过程中散热不良，变压器长期过载，或者绕组内有杂物落入，使温度过高引起绝缘老化。

2.3 绝缘故障

（1）设计不合理，比如绝缘材料较薄、油道过窄，导致变压器投入不久就会产生故障。（2）变压器各相之间绝缘裕度不够，容易产生相间短路的故障。（3）变压器表面和变压器线圈之上有金属杂质覆盖，导致变压器运行过程中产生局部放电。（4）绝缘成型件在制造过程中受到污染，导致局部放电，降低了绝缘件的绝缘效果。（5）油箱的密封效果不好，水分进入变压器内部，造成变压器的局部绝缘强度降低，导致线圈对油箱的击穿。（6）变压器长时间超负荷运行，导致变压器油老化。

2.4 铁芯故障

最为常见的原因是铁芯柱的穿心螺杆或者铁轮的夹紧螺杆的绝缘受到损坏，其后果可能造成穿心螺杆与铁芯迭片两点连接，出现环流从而引起局部发热，最坏引起铁芯的局部熔毁。也有可能造成铁芯迭片的局部短路，继而产生涡流过热，将引起迭片间绝缘层损坏，导致变压器空载损耗增大，绝缘油劣化。

3 结语

变压器作为电力系统中最重要的设备，是全站设备运行的中心枢纽，一旦发生故障，要求运行人员能根据变压器的异常，及时迅速地分析出电力变压器故障的原因，并作出正确的检修，从而有效避免重大事故的发生。

参考文献

[1] 刘静.变压器的故障分析及处理[J].西北职教，2008（12）：48.

[2] 毛润年，杨勇.变压器的运行维护和事故处理[J].恩施职业技术学院学报，2006（4）：73-74.

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关键词 电力变压器；保护装置；方法

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）87-0030-02

变压器的故障主要是变压器绕组及其引出线的相间短路、绕组匝间短路和中性点接地侧单相接地短路，不正常运行状态主要是变压器过负荷、油面降低、温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。根据上述可能发生的故障及不正常运行状态，变压器一般要装设一些保护装置。

1 变压器的保护装置

变压器的常有保护装置一般包括：电流速断保护、过电流保护、纵联差动保护、瓦斯保护、过负荷保护、单相接地短路保护等。电流速断保护用来防御变压器内部故障及电源侧引出线套管的故障，是变压器的主保护之一，瞬时动作于电源侧断路器跳闸，并发出信号，但变压器内部某些位置故障及负荷侧引出线套管故障时电流速断保护不动作。过电流保护用来防御变压器内部和外部故障。纵联差动保护用来防御变压器内部故障及引出线套管的故障。瓦斯保护用来防御油浸式电力变压器的内部故障。过负荷保护用来通告变压器过负荷运行状态。当变压器的实际运行负荷超过其额定容量一定比例时，过负荷保护一般延时动作于信号，也可以延时跳闸，或延时自动减负荷。

2 变压器的电流速断保护、过电流保护和过负荷保护

2.1变压器的电流速断保护

变压器的电流速断保护，其组成、原理与线路的电流速断保护完全相同，对于企业供电采用的降压变压器的继电保护装置，其电流互感器安装在变压器的高压电源侧。变压器电流速断保护动作电流（速断电流）的整定计算也与线路电流速断保护基本相同。变压器的电流速断保护与线路电流速断保护一样，存有“死区”，如变压器内部某些位置两相短路故障、靠近中性点绕组三相短路故障及低压负荷侧引出线套管三相短路故障时电流速断保护不动作。弥补死区的措施，也是配备带时限的过电流保护，而瓦斯保护也能弥补电流速断保护在变压器内部的保护死区。

变压器在空载投入或短路切除后电压突然恢复时将出现一个冲击性的励磁涌流，为了避免电流速断保护误动作，通常在速断电流整定后，在变压器开始运行时，应将变压器空载试投若干次，以检查速断保护是否误动作，如果动作，应将速断保护的动作电流适当增大，直到使速断保护不动作。运行经验证实，速断保护的动作电流只要大于变压器一次额定电流的3～5倍，即可避免流过励磁涌流时错误地断开变压器。变压器电流速断保护具有接线简单、动作迅速等优点，但它不能保护变压器的全部，因此不能单独作为变压器的主保护。

2.2变压器的过电流保护

变压器的过电流保护，用来作为变压器瓦斯保护和电流速断保护或差动保护的近后备保护，同时又可作为变压器低压出线或设备的远后备保护，同样可称其为未设保护的低压母线及变压器电流速断保护死区的基本保护。无论采用电流继电器还是采用脱扣器，也无论是定时限还是反时限，变压器过电流保护的组成、原理与线路过电流保护的组成、原理完全相同。

变压器过电流保护的动作时限亦按“阶梯原则”整定，与线路过电流保护完全相同。但是对车间变电所（电力系统的终端变电所），其动作时间可整定为最小值（0.5～0.7s），这样可省去电流速断保护。变压器过电流保护的灵敏度，应按变压器低压侧母线在系统最小运行方式下发生两相短路时，高压侧流经保护装置安装处的电流互感器的穿越电流值来校验。

2.3变压器的过负荷保护

对于油浸式电力变压器，在维持变压器规定的使用年限不变的情况下，允许变压器适当过负荷运行。但是，当变压器实际负荷超过其额定容量20%（室内）或30%（室外）时，过负荷保护应延时10s～15s动作于信号，以便运行人员及时查找原因。变压器过负荷保护的动作电流应按躲过变压器正常过负荷电流来整定。变压器过负荷保护的动作时限一般取10s～15s，以躲过尖峰电流，避免误发信号。

3 变压器低压侧的单相短路保护

对变压器低压侧的单相（接地）短路，可采取下列有效保护措施之一。

3.1在变压器低压侧装设三相都带过流脱扣器的低压断路器

小型企业变电所或车间变电所变压器低压侧一般装设容量较大的低压断路器，作为控制低压母线上所有负荷的总开关。这种低压断路器，不仅装有三相过流脱扣器，能够实现低压侧的相间短路和单相短路保护；而且装有失压脱扣器和热脱扣器，能够实现失压、欠压（低电压）保护和过负荷保护；同时还装有分励脱扣器和司服电动机，能够实现电动分，合闸及变压器保护联动跳闸。所以，这项措施应用最广。

3.2在变压器低压侧装设熔断器

低压熔断器也可以用来作低压侧的相间短路和单相短路保护，但熔断器不能作控制开关使用，而且它熔断后需更换熔体才能恢复供电，因此仅限于用在给不重要负荷供电的变压器。

3.3在变压器低压侧中性点引出线上装设零序电流保护

这种零序电流保护是将一只零序电流互感器装在变压器低压侧中性点引出线上，互感器二次侧接一只电流继电器，反应低压侧的单相短路电流。根据变压器运行规程要求，某些连接的变压器二次侧单相不平衡负荷不得超过额定容量的25%。因此，变压器零序电流保护的动作电流按躲过变压器低压侧最大不平衡电流来整定。这项措施大大提高了变压器低压侧的单相短路保护的灵敏度。但缺点是要单独装设一套零序电流保护装置，投资较多。

4 变压器的瓦斯保护

瓦斯保护主要是利用变压器油等受热产生气体而动作的一种保护，又称气体继电保护，是反应油浸式电力变压器油箱内部绕组故障的一种基本保护装置。瓦斯保护的主要元件是气体继电器，在变压器出厂时就已装设在变压器的油箱与油枕之间的联通管上。当变压器油箱内部发生故障时，可使气流通过气体继电器进入油枕，并能防止气泡聚积在变压器的顶盖内。瓦斯保护动作迅速、灵敏度高、接线和安装简单、能反应变压器油箱内部各种类型的故障。但是瓦斯保护不能反应变压器油箱外的套管和断路器之间连接线上的故障。因此，它不能作为防御变压器各种故障的唯一保护。

参考文献

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关键词 电力变压器；短路故障；分析

中图分类号TM4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）110-0189-02

0引言

电力变压器是电网中很重要的设备之一，它的可靠直接关系到电网能否安全经济的运行。提高电网的经济收益可从减少变压器的故障开始。

变压器故障的引发因素很多：从外部来说大致是有以下几种，绝缘套管的老化或是破裂引起的故障，引出线之间发生的一系列故障，绕组变形，绕组绝缘受潮，变压器内部些许杂质等等。而从内部来说，各相绕组发生短路，变压器过负荷，匝线短路，变压器接地故障等等。

本文主要讨论引起变压器故障原因与解决措施做相关的分析。

1 变压器故障原因分析

通常将变压器短路故障划分为：短路电动力或外部机械力引起的绕组变形故障，短路电流引起的绝缘过热故障，各相之间发生的短路故障，内部引线或是绕组对地的短路故障。

当变压器出现严重发热的现象，通常判断变压器发生了短路现象。这时高、低压绕组可能一起通过为额定值数十倍的短路电流。这时，高压侧要确保主磁通的稳定，那么会产生较大的电流对低压侧短路电流进行抵销以实现去磁作用，线圈的内部也会存在较大的机械应力，使线圈压缩，在解除短路故障后，应力也会跟随着消失。在机械应力重复作用线圈后，垫板与绝缘垫会出现松动脱落，铁芯夹板也跟随松动，高压线圈紧接着崩裂或畸变。由此产生的巨大热量将使变压器绝缘材料严重受损，从而导致变压器被击穿或是损毁。

内部电动力和外部机械力会使变压器绕组变形：1）因为两个轴向垫块之间的导线受电磁力作用，产生过大的弯矩导致其永久的变形，在正常情况，两饼间呈现变形对称；2）由于导线的情况下在轴向力作用下，相互挤压或撞击，导致倾斜变形，严重的倾斜变形可能会出现倒塌；3）因为过大的套装间隙，进而出现电磁线受的支撑力不够情况，这削减了变压器的抗短路能力；4）因为频繁的外部短路事故，在受短路电流的多次冲击后，电磁线受积累点动力效益引起内部相对转移或软化，最终击穿绝缘。

阻抗压降的不对称、三相电流的不对称、低压三相电压的不平衡等可由不均匀的配电变压器三相负载分配引起，这对用电设备构成安全隐患。其实，如果存在不确定负荷大小因素多、不同时用电多的情况，是难以平衡配电变压器低压供电负荷分配要求的，这时可考虑用大一级的配电变压器进行配电，尽量减少变压器单相长期长时间过负荷，导致温度高损坏变压器。

2 关于电力变压器故障的诊断方法

变压器油化验法，如果充油电气设备存在潜在性的故障，那么其会产生可燃气体并溶解于油，所以，以监测仪器检测变压器的故障气体，不间断的测定变压器故障产生的气体含量，对气体含量与类别做判断，进而明确变压器故障。

比如，某电力企业对110kV变电站的#1主变分析油样品的气相色谱，发现了油中含气量比较高，在后续的测量跟踪显示，总烃量较多。超过了GB7252―1987规定的极限值150uL/L，含量最高的是甲烷与乙烯，最低为乙炔，小于规定值，最终判定为超过700℃的过热高温故障，在后续的跟踪测试发现，一氧化碳与二氧化碳增长不明显，所以，固体绝缘材料引发的故障可以排除。综合研究分析，考虑为铁心多点接地故障。后检查主变吊芯，测试发现为多点铁芯接地故障。针对具体的故障情况，采取了放电冲击法消除故障。

变压器绝缘实验，有变压器的绝缘电阻、介质损失、交流耐压、泄露电流、吸收比与感应耐压等实验。绝缘部分的穿透性缺陷与引线套管缺陷可由泄露电流实验得知，在分析判断泄露电流的实验结果时，方法为比较法，与往年的相同类型线圈、变压器等比较，参数应该变化不显著。测量工具为兆欧表，对各线圈对地级线圈的绝缘电阻做测量。

例如，某电力企业大修变电站#1主变，在做绝缘实验时，发现110kV侧B相套管存在超标介损，选取套管油样做耐压实验发现不合格油耐压。对其进行干燥处理再做绝缘实验，指标达到标准，排除了故障。

另外，可以观察法对变压器的故障进行诊断，观察的对象主要是气味、声音、企业颜色和油温，所以，可通过听、看、闻、摸等方法诊断变压器故障。比如，某电力局进行#1主变的检查，发现套管将军帽存在发热现象。后停电做进一步检查，是引线与将军帽的铜螺母反上与松动烧损了引线丝扣。

3 减少短路事故的措施

1）选型要求的优化。变压器的选择应该满足短路试验的顺利通过，合理选择变压器短路抗阻与容量；

2）优化运行方式。在对短路电流核算后，应明确运行方式，制约短路电流的影响。为减少短路时的电流和简化保护配置，可以采取装备用电源自投装置后开环运行；对发生故障频繁的非重要出现，可进行退出重合闸保护；提升速切的保护能力，缩短保护时间，对负荷合理分配，避免三相或单相的长期过负荷，规程规定，配电变压器的不平衡中性线电流不应超过低压侧额定电流25%；

3）运行条件的优化。防止变压器过电压引起故障。通常要求装设避雷器在变压器的一、二次侧，对于具备大容量主变压器的场所，比如变电所、冶金类工厂，应安装过电压二次回路监控系统装置。增加电路线路与变压器出现的绝缘能力，重视安装检修电缆的质量。另外，还要提升线路的安全距离与安全走廊标准，减少近区故障的发生频率与危害；应全封闭重要的变电站中低压母线；提高开关质量选择，预防拒分情况发生。

4)提高运行管理的水平，第一，要预防因误操作带来的短路冲击情况；为对变压器的变形强度及时发现，可不定时的检测变压器运行并检修，确保将危害扼杀在萌芽中；第二，进行变压器的空载损耗与短路实验，明确变压器能否安全的运行。第三，预防分解开关事故，比较测试变压器的各挡位压的直流电阻与电压比。

参考文献

[1]王世阁，钟洪壁电力变压器故障分析与技术改进．电力出版社，2004.

[2]孙守海变压器匝间短路保护理论分析.变压器技术，2003，7.

[3]蔡育明.配电变压器故障及预防措施探讨.沿海企业与科技，2010(2)：141-144.

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关键词：电力变压器；故障；诊断

1引言

在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏，还会中断电力供应，给社会造成巨大的经济损失。

2常见故障及其诊断措施

2.1变压器渗油

变压器渗漏油不仅会给电力企业带来较大的经济损失、环境污染，还会影响变压器的安全运行，可能造成不必要的停运甚至变压器的损毁事故，给电力客户带来生产上的损失和生活上的不便。

因此，有必要解决变压器渗漏油问题。

油箱焊缝渗油。对于平面接缝处渗油可直接进行焊接，对于拐角及加强筋连接处渗油则往往渗漏点查找不准，或补焊后由于内应力的原因再次渗漏。对于这样的渗点可加用铁板进行补焊，两面连接处，可将铁板裁成纺锤状进行补焊；三面连接处可根据实际位置将铁板裁成三角形进行补焊；该法也适用于套管电流互感器二次引线盒拐角焊缝渗漏焊接。

高压套管升高座或进人孔法兰渗油。这些部位主要是由于胶垫安装不合适，运行中可对法兰进行施胶密封。封堵前用堵漏胶将法兰之间缝隙堵好，待堵漏胶完全固化后，退出一个法兰紧固螺丝，将施胶枪嘴拧入该螺丝孔，然后用高压将密封胶注入法兰间隙，直至各法兰螺丝帽有胶挤出为止。

低压侧套管渗漏。其原因是受母线拉伸和低压侧引线引出偏短，胶珠压在螺纹上。受母线拉伸时，可按规定对母线用伸缩节连接；如引线偏短，可重新调整引线引出长度；对调整引线有困难的，可在安装胶珠的各密封面加密封胶；为增大压紧力可将瓷质压帽换成铜质压帽。

防爆管渗油。防爆管是变压器内部发生故障导致变压器内部压力过大，避免变压器油箱破裂的安全措施。但防爆管的玻璃膜在变压器运行中由于振动容易破裂，又无法及时更换玻璃，潮气因此进入油箱，使绝缘油受潮，绝缘水平降低，危及设备的安全。为此，把防爆管拆除，改装压力释放阀即可。

2.2铁心多点接地

变压器铁心有且只能有一点接地，出现两点及以上的接地，为多点接地。变压器铁心多点接地运行将导致铁心出现故障，危及变压器的安全运行，应及时进行处理。

直流电流冲击法。拆除变压器铁心接地线，在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击，冲击3～5次，常能烧掉铁心的多余接地点，起到很好的消除铁心多点接地的效果。

开箱检查。对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的，应将定位销翻转过来或除掉。

夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损者，应按绝缘规范要求，更换一定厚度的新纸板。

因夹件肢板距铁心太近，使翘起的叠片与其相碰，则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片，使两者间距离符合绝缘间隙标准。

清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质，清除油箱各部的油泥，有条件则对变压器油进行真空干燥处理，清除水分。

2.3接头过热

载流接头是变压器本身及其联系电网的重要组成部分，接头连接不好，将引起发热甚至烧断，严重影响变压器的正常运行和电网的安全供电。因此，接头过热问题一定要及时解决。

铜铝连接。变压器的引出端头都是铜制的，在屋外和潮湿的场所中，不能将铝导体用螺栓与铜端头连接。当铜与铝的接触面间渗入含有溶解盐的水分，即电解液时，在电耦的作用下，会产生电解反应，铝被强烈电腐蚀。结果，触头很快遭到破坏，以致发热甚至可能造成重大事故。为了预防这种现象，在上述装置中需要将铝导体与铜导体连接时，采用一头为铝，另一头为铜的特殊过渡触头。

普通连接。普通连接在变压器上是相当多的，它们都是过热的重点部位，对平面接头，对接面加工成平面，清除平面上的杂质，最好均匀地涂上导电膏，确保连接良好。

油浸电容式套管过热。处理的办法可以用定位套固定方式的发热套管，先拆开将军帽，若将军帽、引线接头丝扣有烧损，应用牙攻进行修理，确保丝扣配合良好，然后在定位套和将军帽之间垫一个和定位套截面大小一致、厚度适宜的薄垫片，重新安装将军帽，使将军帽在拧紧情况下，正好可以固定在套管顶部法兰上。

引线接头和将军帽丝扣公差配合应良好，否则应予以更换，以确保在拧紧的情况下，丝扣之间有足够的压力，减小接触电阻。

3变压器在线监测技术

变压器在线监测的目的，就是通过对变压器特征信号的采集和分析，判别出变压器的状态，以期检测出变压器的初期故障，并监测故障状态的发展趋势。目前，电力变压器的在线监测是国际上研究最多的对象之一，提出了很多不同的方法。

油中溶解性气体分析技术。由于变压器内部不同的故障会产生不同的气体，因此通过分析油中气体的成分、含量、产气率和相对百分比，就可达到对变压器绝缘诊断的目的。几种典型的油中溶解气体，如H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2，常被用作分析的特征气体。在检测出各气体成分及含量后，用特征气体法或比值法等方法判断变压器的内部故障。

局部放电在线监测技术。变压器在内部出现故障或运行条件恶劣时，会由于局部场强过高而产生局部放电（PD）。PD水平及其增长速率的明显变化，能够指示变压器内部正在发生的变化或反映绝缘中由于某些缺陷状态而产生的固体绝缘的空洞、金属粒子和气泡等。

振动分析法。振动分析法就是一种广泛用于监测这种变压器故障的有效方法。通过对变压器振动信号的监测和分析，从而达到对变压器状态监测的目的。

红外测温技术。红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号，经放大处理，转换成标准视频信号，然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、过负荷运行等情况时都会引起导电回路局部过热，铁芯多点接地也会引起铁芯过热。新晨

频率响应分析法。频率响应分析法是一种用于判断变压器绕组或引线结构是否偏移的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变，而频率响应法正是通过测量这种细微的改变来达到监测变压器绕组状态的目的。

绕组温度指示。绕组温度指示器就是用于监测变压器绕组的温度，给出越限报警，并在需要时启动保护跳闸。目前已开发出一种用于大型变压器绕组温度监测的新技术，即将一条光纤嵌入变压器绕组以便直接测量绕组的实时温度，从而改进变压器的预测建模技术，并达到实时监测变压器绕组温度状态的目的。

其他状态监测方法。低压脉冲响应测试（LowVoltageImpulseResponse，LVIR）也是一种有效的变压器状态监测测方法，并且已经是一种用于确定变压器是否能通过短路试验的公认方法。此外，绕组间的漏感测试、油的相对湿度测试、绝缘电阻测试等也是变压器状态监测的常用方法。

结语

进入21世纪电力行业将有更大的发展，电力变压器的故障诊断与状态检修作为我国电力系统实现体制转变、提高电力设备的科学管理水平的有力措施，是今后在电力生产中努力和发展的方向。

参考文献

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【关键词】电力变压器；高压试验；研究；分析

中图分类号：TM41文献标识码： A

一、高压试验的意义和目的

由于材料或工艺存在瑕疵或由于操作人员误操作、湿度和温度等原因，在电器设备内部留下潜伏性的缺陷，如将原有的缺陷设备投入电力系统运行，有的当时就会发生事故，有的虽暂时不发生事故，但运行一段时间后，也会发生事故，甚至会引起严重后果，如设备损坏，线路跳闸等。为了防止电气设备在投入运行时或运行中发生事故，及时发现设备中潜伏的缺陷，必须对电气设备进行高压试验，保障电网和变电站的安全可靠运行。高压试验根据使用情况可分为交接试验和预防性试验。对电气设备按规定开展检测试验工作，是防患于未然，保证电力系统安全经济运行的重要措施之一，“预防性试验”由此得名。对于新安装和大修的电气设备进行的试验，称为交接验收试验，其目的是鉴定电气设备本身及其安装和大修的质量。交接验收试验和预防性试验的目的是一致的。

交接试验目的：（1）检验制造单位生产的电气设备质量是否合格。（2）检验电气设备在安装施工过程中是否受到损坏，安装质量 是否符合要求。（3）检验新安装的电气设备是否满足投入运行的技术要求。

预防性试验目的： 电气设备运行一段时间后，由于受电压、电流、温度和湿度等因素，在电气设备中可能产生潜伏性缺陷，通过试验能及时发现电气设备在运行中出现的各种潜伏性缺陷严重程度， 以便对不合格的电气设备运行检修或更换。

二、电力变压器的原理

在电气设备中，电力变压器是一种将交流电压变成频率一致的一种或几种不同数值的重要设备。其原理是由一次绕组的交流电产生的交变磁通通过铁芯导磁，二次绕组就会产生感应电动势。

选择电力变压器时，要注意其额定容量等相关参数，空载损耗值越小，就会越节能。目前常用的电力变压器主要有干式变压器、非晶态合金铁芯变压器等。而非晶态合金铁芯变压器是目前最受欢迎的变压器之一，其节能效果较其他变压器相比，可减少75％的空载损耗值，既节能又环保，是不可缺少的电力设备。

变压器主要应用于交流电压、电流等交换，主要是交流电流通入后产生磁通，进而产生感应电压。在输电的过程中，电力行业要减少输电线路的消耗，从而达到节约和最大的经济效益。因此，高电压远距离才会使输电线路的电流尽可能达到最小值。从安全角度和节约成本角度出发，电力变压器必须要走向输电行业的“征途”。当正常供电后，变压器还要负责“降压”，从而维护正常电力设备的运行，以免因电压过高造成设备事故。

三、.电气高压试验的原理

电气设备的绝缘性能是否良好，功能是否正常，直接关系到设备能否安全运行，因此要做相关的试验来确保电气设备的安全。许多电气设备都需要做高压试验，如开关、变压器、避雷器、传感器等。其中，电力变压器的高压试验是本文重点所研究的。

局部放电试验是电气高压试验中的一种非破坏性试验，其原理就是将预激磁电压降到局部放电试验电压，变压器高压试验主要就是以Um为预激磁电压的局部放电试验。这种预激磁电压所激发的放电量不会持续太久，但是却使得变压器可以正常安全的运行。

变压器的高压试验有多种，如介质损耗和电容试验、直流泄漏电流试验、空载损耗和负载损耗试验、直流电阻试验等十余种。试验过程中需要用屏蔽的方法来进行，由于环境中的温度和湿度的问题会影响试验数据的准确性，因此屏蔽之后的试验数据才会更加准确。

四、高压试验的管理措施

1、加强试验仪器管理，增强试验手段。（1）建立健全试验仪器台帐，做到帐物相符，信息齐全。（2）制定试验仪器管理制度，明确各级管理职责，责任到人，管理到位。（3）及时更新、补充试验仪器，保障试验工作的有序开展，积极推广新技术应用。

2、加强设备管理，掌握设备运行状况。（1）建立、健全设备台帐。对所管辖的设备应建立一个完善的台帐，包括设备的出厂年月、试验情况、绝缘劣化情况等各种信息。（2）制定设备试验计划，根据季节特点、规程、规定等要求，结合试验完成情况，编制年度设备试验计划。（3）开展设备安评检查和动热稳定校验。

3、加强制度管理，试验工作常态化、规范化。（1）编写标准化作业指导书，抓好安全管理。（2）规范现场试验记录填写，编制好试验报告模板。（3）做好工作总结，进一步提高工作水平。（4）制定设备试验周期、试验制度，规范设备试验方案。（5）制定试验仪器管理制度，试验岗位责任制、安全责任制等。

4、积极开展技术培训，提高试验人员技能水平。

五、.电力变压器高压试验影响因素分析

高压试验能否可行和数据准确程度与电力变压器的安全息相关，影响高压试验的因素有以下几点：

1湿度和温度

（1）湿度。变压器的高压试验必须要在屏蔽的条件下进行。空气的湿度会影响试验数据的准确性。因为测量的数据不可能通过一次试验就可以结束，需要反复测验，拿出数据跟历史数据或标准数据做比较，空气的湿度越大，测量的结果就越不准确，因此湿度是影响高压试验的一个主要原因之一。

（2）温度。温度对试验的影响主要来自变压器的材料对温度的敏感度。由于变压器的材料是绝缘性的，温度越高绝缘性能就越差，导致绝缘电阻阻值降低。其原理如下：

第一，分子和离子的无规则运动。分子的无规则运动的主要原因之一就是温度的影响，温度越高，分子运动越剧烈。同样作为微观角度的离子，在绝缘电阻中也会随着温度的升高而运动加快。电阻极性增大，阻值降低。

第二，水分溶解。绝缘电阻中存在的水分将伴随着温度的升高而溶解电阻内部物质使其电阻变小。

一般情况下，绝缘电阻的阻值与温度成反比，这也就是为什么试验中需要屏蔽的原因。另外在试验中，要保持绝缘电阻的表面清洁，否则也会导致测量误差。还要注意的是，对于干变压器而言，其绝缘电阻的阻值在温度达到40度以前是与温度的变化是成正比的。

2电压极性与泄漏电流关系

根据变压器绕组的极性不同，电阻内水分含量的变化均有所不同。如果极性是正极，那么具备正电荷的水分子会受到排斥，从而导致水分减少，内部电流就会较少，流失的电流就会相对增多；如果极性是负极，水分会增多，内部电流通过就会增大。而这一切的源头就是变压器受潮，受潮的变压器所测量的电流数据是不准确的，因此高压试验最好选用新的变压器，从而可以得到准确的数据。

33升压速度

泄漏电流是受潮后通过的电流，泄漏电流的产生是与空气温度、湿度、电压、绝缘子表面的杂质等共同作用的结果。实际上，升压速度对泄漏电流是有一定影响的。经过大量的测量研究表明，泄漏电流的实际测量在升压速度的影响下和理论值会有一定的差别，尤其是在大容量的变压器中，这种差别会更加明显。

六.高压试验变压器使用的注意事项

1接好线路

根据试验接好工作线路后，还要将变压器和操作系统外壳接地。同时高压绕组的尾端和测量绕组的尾端也要安全接地。

2升压过程

在调压器调到零后合上开关开始匀速升压，直到升到额定电压位置 同时注意观察仪表的指针位最和试验设备的现状。一旦有异常，立刻断电，再作检查。

结束语

在任何试验中，安全永远是一个不可忽视的主题。而对于高压试验来说，由于需要工作人员亲自操作，便会涉及到更多的安全因素。这就需要参与到试验中的人员必须要清楚自己所负责的范畴和试验的目的，尽职尽责，安全为主，用心检查，提高测量精确度。试验总负责人要亲自指挥，分配有度，要将试验前的准备工作、设备检查工作、试验过程中的关键环节的控制以及试验结束后的现场清理工作做到最好，这样才能测到准确的数据，更深入了解变压器的问题，提高电气设备的可靠性。

参考文献

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关键词:电力技术;变压器:高压试验

中图分类号：TM41文献标识码： A 文章编号：

0、引言

电力是现代社会生产与日常生活的重要能源，保证其安全正常的运行是电力系统最重要的工作之一。目前，国内在电力变压器高压试验中尚存在一定的弊端与问题，尤其是在试验结果的精确性、可靠性方面仍需进一步改进，本文仅就相关问题进行探讨。

1、电力变压器高压试验的方法

电力变压器高压试验的方法为:(1)按照电力变压器的接线原理图进行引线的连接，并且保证变压器与控制箱接地的安全性、可靠性;（2）在电力变压器高压试验前，认真检查各部分接线的接触是否良好，并且检查控制箱中的调压器是否调整到“零"位; (3)在电力变压器接通电源后，绿色指示灯点亮后，可以按下启动按钮;红色指不灯点亮后，等待升压:(4)试验人员顺时针、匀速旋转控制箱中调压器的手柄，缓慢进行升压，并且密切观察仪表的指示变化及试品运转情况;(5)电力变压器高压试验完成后，迅速将电压调整至零位，并且按下停止按钮和切断电源，解开试验中连接的引线。

2、电力变压器高压试验的内容

为了保证电力变压器高压试验结果的精确性、真实性，必须严格按照相关规定，合理选取试验内容。电力变压器高压试验的内容主要包括:绝缘电阻的测量、泄漏电流的测量、介质损耗因数测试、交流耐压试验等，下面进行具体的介绍。

2.1绝缘电阻的测量

在电力变压器高压试验中，绝缘电阻测量是最为方便、简单的预防性试验。在变压器的绝缘电阻测量中，绝缘的整体受潮程度、过热老化程度、污秽情况等都可以同绝缘电阻的大小反映出来。以1台高压侧电压110 kV、容量31 500 kVA变压器的绝缘电阻测量为例，绝缘的吸收比与温度变化有着密切的联系，当温度达到35℃以上时，干燥绝缘的吸收比达到极限后开始下降，而受潮绝缘的吸收比则会发生不规则变化情况。因此，在变压器的绝缘电阻测量中，一定要合理控制试验室的温度，以保证绝缘吸收比实测值的真实性。

2.2泄漏电流的测量

在电力变压器泄漏电流的测量中，主要使用数显泄漏电流测试仪进行测量，其额定工作电压一般在2.5kV以下，明显低于变压器的额定工作电压。如果使用直流兆欧表无法满足试验中对于电压的要求，可以采取加直流高压的试验方法，以确保变压器泄漏电流测量结果的精确性。在高压情况下，如果变压器的泄漏电流明显高于低压情况下的电流，则表明变压器的高压绝缘电阻小于低压绝缘电阻，即变压器本身存在质量缺陷，防泄漏功能也无法满足使用要求。

2.3局部放电试验

电力变压器的局部放电试验是常见的“非破坏性”试验项目，试验方法主要有:(1)以工频耐压作为预激磁电压，降至局部放电试验电压，持续时间10～15 min后，测量局部放电量;(2)以模拟运行中的过电压作为预激磁电压，降至局部放电试验电压，持续1～1.2h，测量局部放电量。第2种试验方法可以测量变压器在长期工作电压下，是否出现局部放电量现象，以保证电力变压器在应用中的安全运行。另外，在电力变压器的局部放电试验中，绝缘结构设计、绝缘介质的承受场强、带电与接地电极表面场、绝缘件加工与工艺处理等都要使局部放电量小于规定值来考虑，而不是以主、纵绝缘是否放电为主要依据。

在电力变压器的局部放电试验中，以工频耐压作为预激磁电压时，试验电压的持续时间约为15 min，适当延长局部放电试验的电压持续时间，对于绝缘性能测试具有一定的作用，如果变压器的绝缘性能不理想，有可能引起不同程度的破坏性损坏。以模拟运行中的过电压作为预激磁电压时，局部放电试验的电压持续时间标准要求为1h，变压器能承受多长时间的预激磁电压与绝缘结构的伏秒特性有着密切的联系。在电力变压器的局部放电试验中，局部放电量通常与带电、接地电极表面的场强有关，而与电源的频率则无关联，所以，试验地点的噪声应尽量控制，电源的局部放电量也要进行隔离。

2.4变压比测量

电力变压器的变压比测量方法主要有:双电压表法、变压比电桥法等，其中变压比电桥法是现场试验中常用的方法，其主要具有以下优点:不受电源稳定程度的限制;准确度和灵敏度高;误差可以直读:试验电压可以调节，比较安全。在电力变压器的变压比试验中，还可以同步完成连续组别的试验，而结线组别相同则是变压器并联运行的基本条件之一，所以.判断电力变压器的结线组别也是高压试验中不可缺少的一项。常用的试验方法有:交流电压表法、相位表法、变压比电桥法、直流感应法、组别表法等。组别表是一种常见的试验电力变压器组别、相序、极性的专用仪表，该表具有使用简便、反映直观、指示正确等优点。

2.5介质损耗因数测试

在电力变压器的高压试验中，介质损耗因数测试是基本的绝缘预防性试验项目之一，其主要试验目的是根据介质损耗因数的大小，判定变压器的绝缘性能。在变压器正常运转状态下，介质损耗因数的变化与绝缘损耗的大小有着密切的联系。在试验过程中，试验人员可以通过相关结果，掌握变压器绝缘的整体受潮与劣化变质程度，从而得出精确的试验结果。在电力变压器的介质损耗因数测试中，其结果明显优于绝缘电阻测量与泄漏电流测试，主要是因为测试过程中，与试验电压和设备大小等因素的关联性较小，试验人员可以准确地判断变压器的绝缘变化情况。

2.6交流耐压试验

电力变压器的交流耐压试验主要是应用于鉴定其绝缘强度的大小，采用这种试验方法可以直接反映出变压器的集中性性能缺陷，从而保证变压器的绝缘性能提升，避免因绝缘老化而导致严重的安全事故。在进行电力变压器的交流耐压试验前，必须仔细测量电压器的绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗因数等，在获取相关试验结果后，才能组织交流耐压试验的进行。如果相关试验结果的统计与计算不合理，将直接影响到交流耐压试验结果的精确性。

3、电力变压器高压试验的安全设计方法

在电力变压器高压试验中，由于所需的试验电压较大，如果不能采取有效的安全设计方法，将直接关系到试验结果的准确度，以及试验人员的安全。因此，在电力变压器高压试验过程中，必须注重安全设计方法的研究与应用，进而保障试验工作的顺利开展和进行。

3.1防止感应电压与放电反击

在电力变压器高压试验中，在试验设备与其他设备之间必须采取有效的防止感应电压的措施，通常是将试验设备与其他仪器、设备进行短接，并可靠接地。在高压试验室中，要根据试验要求设置专用的短路接地井、接地系统，对于试验室中闲置的各种电容设备也要按照要求进行短路接地。由于电力变压器高压试验是在一个封闭的六面屏蔽体环境中进行，在试验过程中有可能出现瞬间放电的现象，所以，对于试验室中的高压电缆必须加金属管保护，并且埋地敷设。一般情况下，金属保护管的长度应>15 m，并且每隔5m与接地极进行连接，从而严格控制放电反击现象的发生机率。

3.2可靠的接地

在电力变压器高压试验中，必须保证试验室的接地系统良好，接地电阻一般需要在0.5Ω以下，从而保障试验设备与试验人员的安全。在具备良好接地条件的情况下，还应将试验室视为一个特殊的等电位体，试验室中所有金属仪器、设备的外壳都要保持良好接地，特别是在变电器与试验设备之间必须有可靠、安全、稳定的金属性连接。在高压试验室中，应明确标注接地点的位置，以防在试验中出现人员触电的现象。

3.3防火、防爆

在电力变压器高压试验中，必须严防变压器在运行中发生过载或短路的现象，特别要注意绝缘材料、绝缘油等因高温、电火花作用等因素，而产生分解、膨胀，以致气化，导致变压器内部的压力急剧增加，有可能引起变压器外壳爆炸使大量绝缘油喷出燃烧，油流又会进一步扩大火灾的危险。因此，在电力变压器的高压试验过程中，必须注重对于安全问题的防范，以保证试验的安全性。

4、结语

总之，电力设备的高压试验是一项高技术复杂工程，在电力变压器高压试验中，一定要选取合理的试验条件、方法与内容，并且注重试验过程中的安全设计，以保证试验操作的顺利进行，获取相应的试验数据，进而科学判定变压器的综合性能。

参考文献：

[1] 揭慧萍.变压器高压试验技术(9)变压器冲击合闸试验[J].大众用电，2011.

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关键词：变压器；继电保护；电力系统故障

中图分类号： TM411 文献标识码： A 文章编号：

1.系统分析

1.1 变压器故障的类型

（1）绕组及其引出线的相间短路和中性点直接接地侧的单相接地短路 ；（2）绕组的匝间短路；（3）外部相间短路引起的过电流 ；（4）中性点直接接地电力网中，外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；（5）过负荷 ；（6）过励磁 ；（7）油面降低；（8）变压器温度及油箱压力升高和冷却水系统故障

1.2 变压器的保护

（1）气体保护

对于0.8MVA 及以上油浸式变压器和0.4MVA 及以上车间油浸式变压器， 均应装设瓦斯保护。当壳内故障产生轻瓦斯或油面下降，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，亦应装设瓦斯保护。

（2）过电流保护

对于外部相间短路引起的变压器过电流，应按下列规定，装设相应的保护作为后备保 护，保护动作后，应带时限动作于跳闸。 1）过电流保护宜用于降压变压器，保护的整定值，应考虑事故时可能出现的过负荷。 2）复合电压起动的过电流保护，宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不 符合灵敏性要求的降压变压器。 3）负序电流和单相式低电压起动的过电流保护，可用于 63MVA 及以上升压变压器。4）当复合电压起动的过电流保护或负序电流和单相式 低电压起动的过电流保护不能满座灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。

（3）零序电流保护

110KV及以上中性点直接接地的电网中，如变压器中性点直接接地运行，对外部单相 接地引起的过电流，应装设零序电流保护。5.过负荷保护 0.4MVA 及以上变压器，当数台并列运行或单独运行，并作为其他负荷的电源时，应根据可能过负荷的情况，装设过电流保护。对自耦变压器和多绕组变压器，保护应能反应公共绕组及各侧过负荷的情况。过负荷保护采用单相式，带时限动作于信号。

2.系统故障保护分析

2.1 变压器瓦斯保护

当变压器油箱内发生各种短路故障时，由于短路电流和短路点电弧的作用，变压器油 和绝缘材料受热分解，产生大量气体，从油箱流向油枕上部，故障愈严重， 产生气体越多，流向油枕的气流和油流速度也越快，利用这种气体来实现的保护称气体保护。在变压器油箱内常见的故障有绕组匝间或层间绝缘破坏造成的短路，或高压绕组对地绝缘破坏造成的单相接地。变压器油是良好的绝缘和冷却介质，在油箱里充满油，油面打到油枕的中部，因此油箱里发生任何类型的故障或不正常状态都会引起箱内油状态的变化。发生相间短路或单相接地故障时，故障点由短路电流或接地电容电流造成的电弧温度很高，使附近的变压器油及其他绝缘材料受热分解产生大量气体，从油箱流向油枕上部。发生绕组的匝间或层间短路时，局部温度升高也会使油的体积膨胀，排出溶解在油内的空气，形成上升的气；箱内发生严重渗漏时，油面会不断下降。气体继电器具有反映油箱内油、气和运行状态的功能，用它构成的瓦斯保护，能够反映轻微故障在内的油箱内的各种故障和不正常工作状态，因此瓦斯保护是变压器的主保护之一，被广泛用于油浸式变压器上。

2.2 变压器电流速断保护

当过电流保护的动作时限大于 0.5 秒时，可在电源侧装设电流速断保护， 它与瓦斯保护相配合，以反映变压器绕组及电源侧的引出线套管上的各种故障。

2.3 变压器的差动保护

2.3.1变压器纵联差动保护的基本原理 变压器的纵联差动保护用来保护反应变压器绕组、引出线及套管上的各种短路故障，是变压器的主保护。纵联差动保护是按比较被保护的变压器两侧电流的大小和相位的原理实现的。为了实现这种比较，在变压器两侧各装设一组电流互感器 TA1、TA2 ，其二次侧按环流法连接，即若 变压器两端的电流互感器一次侧的正极性端子均置于靠近母线一侧，则将它们二次侧的同名端子相连，再将差动继电器的线圈并联接入，构成纵联差动保护，保护范围为两侧电流互感器 TA1 、 TA2 之间的全部区域，包括变压器高、低压绕组、套管及其引出线等。

2.3.2变压器纵联差动保护的原理

所谓变压器的纵联差动保护，是指由变压器的一次和二次电流的数值和相位进行比较而构成的保护。纵联差动保护装置，一般用来保护变压器线圈及引出线上发生的相间短路和大电流接地系统中的单相接地短路。对于变压器线圈的匝间短路等内部故障，通常只作后备保护。

纵联差动保护装置由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。因此，电流继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零，但如果在保护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到保护作用。

变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的，变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区（纵差保护区为电流互感器TA1、TA2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，保证纵差保护不动作。但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两个电流相等。

3.日常运行管理方面

3.1 加强日常巡视、维护和定期测试:

(1)进行日常维护保养,及时清扫和擦除配变油污和高低压套管上的尘埃,以防气候潮湿或阴雨时污闪放电,造成套管相间短路,高压熔断器熔断,配变不能正常运行;

(2)及时观察配变的油位和油色,定期检测油温,特别是负荷变化大、温差大、气候恶劣的天气应增加巡视次数,对油浸式的配电变压器运行中的顶层油温不得高于95℃,温升不得超过55℃,为防止绕组和油的劣化过速,顶层油的温升不宜经常超过45℃;

(3)摇测配变的绝缘电阻,检查各引线是否牢固,特别要注意的是低压出线连接处接触是否良好、温度是否异常;

(4)加强用电负荷的测量,在用电高峰期,加强对每台配变的负荷测量,必要时增加测量次数,对三相电流不平衡的配电变压器及时进行调整,防止中性线电流过大烧断引线,造成用户设备损坏,配变受损。联接组别为Yyn0的配变,三相负荷应尽量平衡,不得仅用一相或两相供电,中性线电流不应超过低压侧额定电流的25%,力求使配变不超载、不偏载运行。

3.2 防止外力破坏:

（1）合理选择配变的安装地点,配变安装既要满足用户电压的要求,又要尽量避免将其安装在荒山野岭,易被雷击,也不能安装在远离居民区的地方,以防不法分子偷盗。安装位置太偏僻也不利于运行人员的定期维护,不便于工作人员的管理;

（2）避免在配电变压器上安装低压计量箱,因长时间运行,计量箱玻璃损坏或配变低压桩头损坏不能及时进行更换,致使因雨水等原因烧坏电能表引起配变受损;

(3)不允许私自调节分接开关,以防分接开关调节不到位发生相间短路致使烧坏配电变压器;(4)定期巡视线路,砍伐线路通道,防止树枝碰在导线上引起低压短路烧坏配电变压器的事故。

4.结束语

综上所述,要使配电变压器保持长期安全可靠运行,除加强提高保护配置技术水平之外,在日常的运行管理方面同样也十分重要。作为配变运行管理人员,一定要做到勤检查、勤维护、勤测量,及时发现问题及时处理,采取各种措施来加强配电变压器的保护,防止出现故障或事故,以保证配电网安全、稳定、可靠运行。

参考文献：

[1]王维俭，张学深.田开华等.7电器设备纵差保护的进展7继电器.

篇9

关键词：电力变压器；状态检修；分析

中图分类号： F407 文献标识码： A

前言

电力变压器负担着电力传输、分配及电压转换等多种功能，其作为最关键的电力设备部件之一，为电力部门提供多种服务。保证电力系统的安全、可靠运行使电力变压器处在正常工作状态。因此，电力系统操作人员必须尽力减少电力变压器故障的概率和防止电力变压器事故。变压器的运行状态是否良好直接影响电力网络的安全性和可靠性。电网的安全运行是确保稳定可靠电力供应的基地。电网崩溃和大面积停电事故，不仅会造成巨大的经济损失，影响人们的正常生活.，还会危害公共安全，甚至造成严重的社会影响。所以，如何提高电力变压器技术管理和运行的维护水平、减少变压器故障发生的概率是电力系统亟待解决和关注的关键问题之一。

一、状态检修应具备的条件和应坚持的原则

状态检修就是应用先进的诊断技术对设备进行诊断后，根据设备运行的健康状态和存在缺陷合理地安排检修时间和有的放矢地安排检修项目。从发展上来看，状态检修不仅可以避免计划检修中存在的盲目性，而且能更好地贯彻“安全第一，预防为主”的方针；也为企业实现减人增效，进一步提高经济效益和社会效益提供保障，显而易见状态检修是一项非常行之有效的举措。

二、变压器故障类型及原因

由于变压器故障涉及面较广，具体类型的划分方式较多，如从回路划分主要有电路故障、磁路故障和油路故障。若从变压器的主体结构划分，可分为绕组故障、铁芯故障、油质故障和附件故障。习惯上对变压器故障的类型一般是根据常见的故障易发区位划分，如绝缘故障、铁芯故障、分接开关故障等。同时还存在变压器渗漏故障、油流带电故障、保护误动作故障等等。所有这些不同类型的故障，有的可能反映的是热故障，有的可能反映的是电故障，有的可能既反映过热故障同时又存在放电故障，而变压器渗漏故障在一般情况下可能不存在热或电故障的特征。因此，很难以某一范畴规范划分变压器故障的类型。

油浸电力变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障，其主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的接地短路，引出线之间发生相间故障等而引起变压器内部故障或绕组变形等。变压器的内部故障从性质上一般又分为热故障和电故障两大类。热故障通常为变压器内部过热、温度升高。电故障通常指变压器内部在高电场强度的作用下，造成绝缘性能下降或劣化的故障

三、电力变压器的状态检修

1、油中溶解气体

当变压器运行一定时间后，在故障初期可以通过变压器油进行判断。在油中会存在一些可燃性气体，它们会降低变压器油的闪点，引发故障。变压器油及其绝缘性能会受水分、氧气等因素的影响而逐渐老化，产生的气体会溶于油中。通过对变压器油征气体的监测可以发现其内部的潜伏性故障，这是一种十分有效的办法。正是因此，监测变压器油成为发现变压器内部潜伏性故障的重要手段。首先，气相色谱法是分析变压器油中可燃性气体的主要方法，这种方法包括两个过程，一是脱气，二是测量。矿物油是由多种液态碳氢化合物组成的。通常情况下，只对其中的氢气、氧气、氮气、甲烷、一氧化碳、乙烷、二氧化碳、乙烯以及乙炔等几种气体进行分析。首先将这些气体从油中脱离出来，分析它们在油中的含量，据此可以判断变压器的故障以及故障程度。在正常老化过程中，产生的主要气体是：一氧化碳和二氧化碳；当发生局部放电现象时，会产生氢气及甲烷，随着温度的继续升高，会产生乙烯和乙烷；如果是固体绝缘材料的故障，气体中的一氧化碳和氧化碳含量会升高。对于变压器油的状态监测来说，安装的在线监测装置大部分是加拿大智能型变压器早期故障在线监测系统。

2、泵/风扇运行

在变压器的冷却系统中，泵与风扇故障出现的概率较高。对泵与风扇的运行状况进行在线分析，通过测量相应的电流和控制冷却系统温度决定它们的运行状态。根据电流的水平调整泵/风扇的运行方式。导致泵轴承出现故障的原因可能是金属粒子，此时安装合适的监测传感器可以对这种故障进行在线监视，将超声传感器嵌入到泵轴承之中，可以对轴承是否出现金属磨损进行确定。在连续运行时需要考虑的问题是，控制冷却系统的温度与测得的温度不同，各初始监测参数取决于变压器的原始设计。值得注意的是，修改和升级冷却系统的程序有可能导致监测系统输出发生变化。

3、铁芯电流在线监测

铁芯电流监测能够不失真的集变压器铁芯对地的泄漏电流信号，通过对电流信号的运算和处理，副除杂波干扰信号，得到实际接地泄漏电流信息，并分析、判断、预测铁芯绝缘的健康状况。通过铁芯接地电流的监测来发现箱体内异物、内部绝缘受潮或损伤、油箱沉积油泥、铁芯多点接地等类型的故障。

4、红外测温技术

红外测温是一种集光电成像技术、计算机技术图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外辐射，然后将其热像显示出来，用户可通过热像准确判断物体表面的温度分布情况，这种检测方法具有准确、实时、快速等优点。红外诊断可以做到对故障点的准确直观检测，也可以做到预知检修，从而降低了维修成本，提高了设备的可靠性。用红外检测技术对电力诊断具有如下优点：诊断效率高、判断准确、图像直观、安全可靠、非接触探测、不受电磁干扰、探测距离远、探测速度快以及可以进行在线检测等。特别是对悬空的或者运动的带电设备，红外诊断技术更具有突出的优点。

5、局部放电

在电力变压器的绝缘监测中，局部放电监测技术是重要内容之一。在传统监测中，放电检测信号的频率在1MHz以下；近年来，数字信号处理技术以及计算机技术被广泛应用，但其技术基础依然是传统的检测理论。在放电过程中，油中的放电上升沿会较陡峭，脉冲宽度为NS级，这种脉冲可以激起IGHz以上频率的电磁信号。近年来，超高频局部放电检测技术得到了不断推广，尤其在电机、电缆等的检测中。受限于变压器复杂的绝缘结构，这种方法在变压器局部放电检测中还处于起步阶段。介质击穿是变压器的主要故障之一，其重要原因就是其内部的局部放电；局部放电的不断恶化可能会导致击穿，因此，需要进行PD参数的在线监测。从监测的角度来看，PD检测如果高出规定值，则它只能作为警示，不能作为设备故障的主要依据。

结束语

科技的发展使得人们对电力变压器设备安全运行的要求更高，传统的定期检修方式已经难以有效的检修电力设备。电力变压器的故障率与其容量、电压等级呈正比，故障率越高说明变压器容量大、电压等级高。变压器的运行状态和性能与电网的安全性有直接影响，而且其内绝缘最容易造成故障，影响电力系统的安全。因此，电力变压器的检修模式需要进行改善，重视电力系统发展的必然趋势，采用高效的状态检修可以有效预防故障，保证电力变压器安全运行，完善电力系统。

参考文献

[1]祁渝.浅析当前电力变压器的状态检修[J].中国新技术新产品,2012(08):134.

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【关键词】电力变压器；安装技术；送电调试；运行半负荷调试；满负荷调试

引言

电力变压器在电力供电系统中占有重要的地位，电力系统通过区域变电站的升压变压器，实现远距离输电到工业区和城市网络，多个电站联合起来组成一个系统时也要以变压器把各种电压不相等的线路联起来，形成一个系统。因此，无论是发电厂或变电所， 都可以看到各种型式、不同容量、不同电压等级的电力变压器。所以， 正确掌握电力变压器的安装与调试方法，对日后变压器的检修维护及安全运行有着重要的意义。

1 变压器的安装

1.1 设备开箱检查

1）检查人员应由建设单位、施工安装单位、供货单位代表组成，共同进行核验并做好记录。

2）根据设计图及设备技术文件的清单，检查变压器附件备件的规格型号，数量是否符合设计图要求，部件是否齐全，有无损坏丢失。

3）变压器出厂资料应齐全，所采用的设备及器材均应符合国家现行规范标准。

4）变压器主体检查：a.变压器本体外观检查无机械损伤及变型，油漆应完好无损伤。b.油箱封闭是否良好，有否漏油、渗油，油标处油面是否正常，充油套管油位应正常，无渗油，瓷体无损伤。c.各入孔、套管孔、散热器阀处的密封是否严密，螺丝是否紧固。带油运输的变压器储油箱油位是否正常。d.检查判断变压器有无受潮的可能。

1.2 轨道基础检查

1）采用基础型钢架时，其顶部宜高出地面10cm，其基础型钢安装不直度和水平度允许偏差为1mm/m，主长不大于5mm。2）钢轨，基础型钢与地线连接，焊接在钢轨或型钢的端部，扁钢焊接面为其宽度的二倍，焊三个棱边，去除氧化皮，在焊接处刷防腐漆后再刷两层灰漆。

1.3 变压器的二次搬运

为了减少运输费用，降低成本，我们采用的是一次运输到安装地点的办法，当然我们事先已做好了施工准备的施工协调工作。

1.4 变压器稳装及附件安装

1）变压器就位在由起重和电工的配合下，钢丝绳和索具检查合格并正确挂在油箱吊钩上，可以用汽车吊直接吊装。

2）吊装时不应有冲击或严重振动情况，吊装前要核对高低压侧的方向，以免安装时调换方向困难。

3）变压器基础应水平，轨距与轮距应配合，装有瓦期继电器的变压器，应使其顶盖沿瓦斯继电器的方向有1～1.5%的升高坡度。

4）变压器所有法兰连接处，应用耐油橡胶密封垫密封。密封垫应无扭曲、变形、裂纹、毛刺，法兰连接面应平整、清洁。密封垫应擦试，安放位置应准确，其搭接处的厚度应与其原厚度相同，压缩量不宜超过其厚度的1/3。

5）对安装使用的紧固件，除地脚螺栓外，均应使用镀锌螺栓，防止生锈给日后检修拆卸带来不便。

6）差压继电器、流动继电器需检验合格，且密封良好、动作可靠。安全气道的安装前内壁应清洗干净，隔膜完整，吸湿器与储油柜、连通管连接密封良好，吸湿剂干燥，油封油位应在油面上。

7）温度计安装前要进行核试验，信号接点应动作正确，导通良好，变压器顶盖的温度计座内应注变压器油，密封应良好，无渗油现象，膨胀式信号温度计的细金属软管其弯曲半径不少于50 mm，且不得有压扁或急剧扭曲。

8）气体继电器安装前要检验鉴定，安装要水平，其顶盖标志的箭头应指向储油柜，其与连接管连接密封良好，当操作电源为直流时，必须将电源的正极接到水银侧的接点上。

9）变压器一、二次引线施工，不应使变压器的套管直接承受应力。附件的控制线，应采用具有耐油性质的绝缘导线。靠近箱壁的导线应用金属软管保护，变压器安装母线用螺栓连接时，必须选用适当的镀锌螺栓，并加平垫和弹簧垫。螺栓松紧要适度。

2 电力变压器受潮的处理

在现场， 由于条件限制， 变压器存放安装过程中易出现因本体受潮而导致绝缘不合格。对于轻微受潮， 可采用热油循环法处理。对于较严重受潮， 可采用热油喷淋干燥法来处理， 简要步骤如下：

1） 用热油循环， 将器身温度均匀加热到80℃左右， 然后排油， 油箱底部留3～4 吨油用于喷淋。

2） 喷淋前加热器出口油温控制在约105℃， 连续喷淋12小时， 期间每小时记录1 次进出口油温， 作为加热器投退、控制喷淋温度的依据。2 小时测1 次绝缘电阻。

3） 停止喷淋， 抽真空至- 0.1Mpa 后， 再抽6 小时。

4） 用干燥空气破坏真空， 然后返回第（ 2） 步骤， 直至绝缘达到目标值24 小时无显著变化， 停止喷淋。

5） 全部放出喷淋油， 抽真空12 小时后， 真空注入合格变压器油（ 油温稳定在50℃） ， 直至没过铁芯为止。

6） 待器身和油温经静置降至环境温度， 复测各项绝缘参数符合主变大修标准， 即确认干燥结束。上述作业要严格注意油温控制及输油泵的运行状态， 建立

值班制度， 并做好记录。抽真空时禁止测绝缘。在作业前应联系厂家， 取得厂家的技术支持与指导。

3、变压器送电调试运行的技术要点

3.1 变压器送电调试运行

1） 变压器空载投入冲击试验。即变压器不带负荷投入，所有负荷侧开关应全部拉开。必须进行全电压冲击实验，以考核变压器的绝缘和保护装置，第一次投入时由高压侧投入，受电后持续时间不少于10min，经检查无异常情况后，再每隔5min 进行冲击一次，连续进行3～5 次全压冲击合闸，励磁涌流不应引起保护装置动作。最后一次进行空载运行24h。

2）变压器空载运行检查方法。正常时发生嗡嗡声，而异常时有以下几种情况发生：声音比较大而均匀时，可能是外力口电压比较高；声音比较大而嘈杂时，可能是芯部有松动；有吱吱放电声音，可能是芯部和套管表面有闪络；有爆裂声响，可能是芯部击穿现象。

3）在冲击试验中操作人员应注意观察冲击电流，空载电流，一、二次测电压，变压器油温度等，做好记录。如在冲击过程中轻瓦斯动作，应取油样作气色谱分析以便做出判断。

3.2 变压器空载检查

当声音比较大而均匀时，可能是外力口电压比较高；声音比较大而嘈杂时，可能是芯部有松动；有爆裂声响，可能是芯部击穿现象。

3.3 变压器半负荷调试运行

将变压器负荷测逐渐投入，直至半负荷时止，观察变压器各种保护和测量装置等投入运行情况， 并定时检查记录变压器的温升、油位、渗油、冷却器运行，一、二次测电压和负荷电流变化中情况，每隔2h 记录一次。

3.4变压器满负荷试运行

变压器满负荷调试运行48h，经再次检查变压器温升、油位、渗油、冷却器运行。一、二次测电压和满负荷电流指示正常并隔2h 记录一次。

结束语

综上所述，对于电力变压器的安装调试运行，应实实在在的遵循施工顺序和按技术标准施工，这才是设备安全运营的基础和企业健康发展的基石。

参考文献：

[1]柴亚明.探讨变电站电气设备安装应注意的问题[J].企业家天地.2012（09）