二波罗蜜侯慧军
中铁电气化局集团第三工程有限公司电力变电分公司，河南郑州450015
电缆挂钩
摘要：保障电网安全运行是直接关系到国家经济发展、人们正常生活的重要举措，而保障电力设备安全运行是保证电网安全运行的基础。电力变压器是电力系统中的核心设备之一，电力系统故障中70%都是由电力变压器引起的，一旦发生故障不仅地造成巨大的经济损失，而且会严重影响到人们的日常生活及生产，因此要加强电力变压器的故障诊断及风险评估，以提高电力变压器的检修及维护水平，保障其运行的可靠性及安全性。文章就针对电力变压器常见的故障隐患进行分析，并提出风险分析方法及故障检测方法。 关键词：电力变压器；事故隐患；风险分析；故障检测
中图分类号：TM41 文献标识码：A
1 电力变压器的主要构成
电力变压器的主要构成包括铁芯、绕组及相关附件，其中铁芯是由经过处理的硅钢片叠装而成，是变压 器磁路的主体，其主要结构包括铁芯柱、铁轭，用包裹了绝缘材料铜线绕制而成的绕组装在铁芯柱上，铁轭使磁路闭合，绕组流过电流时产生磁通及感应电动势。附件则包括油箱、油枕、散热器、分接开关、压力释放器、气体继是器、绝缘套管等等。作为电力设备系统的核心设备之一，其种类繁多，分类方法也各有不同，可以按照冷却与绝缘介质将电力变压器分为油浸式、气体绝缘式、干式等；可以按归照其不同结构分为密封式、双线圈式、多线圈式、有载调压式等多种。在上述各种电力变压器中，应用最广泛的即为油浸式电力变压器。
2 电力变压器常见故障隐患
分析电力变压器结构可知，电力变压器常见故障隐患包括以下几点：
2.1 绕组故障
绕组是构成变压器输入、输出电能的电气回路的重要组成部分，是电力变压器传输与变换电能的核心，电力变压器绕组故障主要包括以下几个方面：一是距间短路，主要是由于包裹绕组的绝缘材料渗入水分或机器本身未彻底干燥引起的；二是绕组断路，主要是由于绕组引出线焊接质量不良所致，引出线未妥善连接套管导电杆，电力变压器运行时接头过热，绕组局部绝缘劣化，导致接头烧断造成绕组断路；三是绕组变形，绕组整体位移主要是由于运输不当所致，运输过程中变压器主体受到重力加速冲击过大，线圈整体会在一个辐向上发生明显位移，面电力变压器发生严重出口短路时，会导致绕
组尺寸、形状发生变形，比如绕组轴向、径向尺寸发生变化，出现扭曲、变形，甚至会出现相间短路、导线断裂等严重故障；四是绕组线圈绝缘问题，主要是由于严重过载所致，持续、严重的过载会导致元器件发热，电力变压器温度过高会导致线圈绝缘脱落、变脆而失效，引起匝间短路；且电力变压器高温还会导致绝缘油沉积，油泥附着于油箱、线圈、铁芯等直接影响到变压器的散热功能，严重者甚至可能会损坏变压器。
2.2 铁芯故障
常见的磁路故障是指出现在铁芯、铁轭及其夹件中的故障，作为电力变压器传递、变化换电磁能量的主要部件，铁芯绕组的常见故障隐患包括以下几种：一是铁芯叠片局部短路，该故障主要是由于铁燕在制作过程中，铁芯或铁轭叠片边残留较大的毛刺，或者铁芯叠片稍有弯折，或者铁芯叠片间夹杂着金属物质等，这些均会引起铁芯叠片局部短路而产生涡流，导致整个电力变压器被损毁。铁芯局部高温也是铁芯常见故障，主要是由于铁芯在电力变压器运行过程中形成了多点接地，各接地点之间形成闭合回路产生环流，导致铁芯局部高温，不仅会损坏绝缘，而且可能会导致电力变压器路闸，甚至整体损毁。
更衣凳2.3 其他故障
电力变压器常见其他故障风险包括有载分接开关故障、局部放电故障、绝缘故障等等。有载分接开关
水炮泥的主要作用是在保持负载中流的条件下切换绕组各分接头进行调压，以保证稳定的电压质量。有载分接开关需要经常进行切换操作，且其结构复杂，因此故障率也较高，有载分接开关的主要问题包括接触不良、闭合不到位、切换开关油室连通本体等，这些问题会导致本体油箱中可燃气体深度升高引起误判，此外，还有其他问题，比如操作结构内辅助元件性能异常、低压控制电器元件失效等也会导致有载分接开关出现故障，比如拒动、连调或者位置指示失灵。从某种程度上讲，绝缘油、绝缘垫块等绝缘材料是决定电力变
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压器寿命的主要因素，更是保证电力变压器正常运行的基本条件。
3 电力变压器风险评估流程
电力变压器见险评估的基本流程包括以下几个环节：首先要确定风险问题及范围。风险评估的第一步就是确定问题及评估的范围，进行风险评估前要对电力变压器的结构、功能、与其他系统之间的联系、边界条件等进行充分了解；接下来识别风险源，出评估对象中可能会引起故障的影响因子；然后分析系统失效的原因及可能带来的后果，量化各个影响因素的概率，这个环节需要大量现场监测数据，且风险评估人员自身要具备丰富的经验，可以采用故障树分析的方法提高诊断的准确性；确定系统故障原因后还要分析后果的严重程度，判断故障的影响是整体性的还是局部性的，对故障引起的后
果进行量化分析，为后续的检修决策提供可靠依据。最后将评估出来的风险进行定性或者定量表述，比如财产损失为定量分析，对环境产生的影响即为定性分析等，还可以采用图表、报告等形式表述结果。
4 电力变压器故障检测
由上述电力变压器风险评估流程可知，系统风险评估中故障检测是最重要的一环，电力变压器故障检测方法有很多，包括直流电阻试组、绝缘电阻试验等常规预防性试验，以及局部放电试验、绕组变形试验等特殊试验等，实际设备维护过程中电力变压器故障检测可以从以下几个方面着手：
4.1 直观检查
电力变压器运行过程中，一些明显的故障可以通过日常巡查直观地检查出来。比如振动、异响、有放电声，多是由于电压过高、频率波动、铁芯紧固不牢、分接开关机构异常、偏磁等原因所致，也可能是由于外部接地不良或部分金属未接地出现静放电等；而产生异味则可能是由于套管接线端子不良、接触面氧化等原因所致；此外，可以通过日常巡查发现的明显故障还包括油位计指示异常、与斯继电器内存在气体等，油位计指示异常主要是由于阀门、油位计渗漏所致，也可能是密封胶垫失效，或者内部故障导致喷油。4.2 预防性试验
预防性试验是指根据相关规定设置试验条件、试验周期，对投入运行的要进行定期停电试验，以检测其是否存在各种缺陷，绝缘性能是否合格、制造上是否存在问题等。下列故障均可以通过电气预防性试验诊断：一是绕组类故障，上文中阐述了绕组常见故障包括断线、匝间短路、分接头接触不良等，可以通过测量绕组连同套管直流电阻来判断是否发生故障。判断绕组间、内匝间是否发生短路，可以通过测量分接头电压比来做出分析，判断绕组是否存在内部短路的问题，可以通过测量变压器额下电流下阻抗来确定。二是绝缘类故障，常见的绝缘类故障主要是绝缘被击穿、老化或者受潮等，检测电力变压器是否出现大范围绝缘击穿可以测量绕组绝缘电阻与吸收比，检测绝缘是否存在局部缺陷可以测量套管直流泄漏电流。
4.3 其他检测方法
棉絮加工除上述检测手段外，还可以采用以下方法进行电力变压器故障检测：
绝缘油试验法：常用的绝缘油试验法包括击穿电压试验、闪点试验、水溶性酸pH值试验、油中溶解气体谱分析法等，其中油中溶解气体谱分析法主要是分析绝缘油中溶解气体的谱，分析油中五种气体的含量来确定直观检查无法确定的电力变压器内部故障。
油谱在线监测：该方法能够定量获取变压器油中故障气体的含量，主要用于潜伏性故障的检测，不过检测周期会对其检测结果的准确性产生影响，因此在一些大型电力变压器上会安装油谱在线监测
系统，以保证电力变压器安全、可靠的运行。
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