電力變壓器的常見故障診斷技術(shù)研究

史麗敏，高向前（四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力工程系；四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系，四川成都，611231）

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電力變壓器的常見故障診斷技術(shù)研究

史麗敏，高向前
（四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力工程系；四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系，四川成都，611231）

摘要：為了能更好的為居民提供生活用電，幫助國家建立完善的電力格局，電力變壓器的故障診斷工作已經(jīng)成為比較重要的工作之一。文章主要研究了電力變壓器的常見故障以及其診斷技術(shù)，并針對每個種類做出細(xì)致的研究，通過診斷技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)施，從根本上減少了電力變壓器的故障產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；常見故障；診斷技術(shù)

0 前言

電力的傳輸本身就要依靠電力變壓器的配合，只有電力變壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)并得到及時的維護(hù)，才不會耽誤電力部門為居民輸送電力。如今，電力問題已經(jīng)成為國家電力部門鋪設(shè)電網(wǎng)的重要問題，電力設(shè)備的正常運(yùn)行以及安全保障工作更是整個電力部門工作的焦點(diǎn)。

1 電力變壓器的常見故障

在電力變壓器的運(yùn)行過程當(dāng)中，經(jīng)常會出現(xiàn)不同的故障問題，根據(jù)故障地點(diǎn)的不同，人們將電力變壓器的常見故障分為以下幾個方面：

1）變壓器滲油故障

在電力變壓器的故障當(dāng)中最為常見的是其滲油故障。電力變壓器滲油本身就會為空氣造成污染，也會造成能源的浪費(fèi)，更是加大了公司的成本增加，為公司增加了更多的經(jīng)濟(jì)壓力。在安全隱患方面，變壓器的滲油現(xiàn)象會影響其在運(yùn)行過程中的正常運(yùn)作，有時會造成機(jī)器設(shè)備的停止運(yùn)行或者設(shè)備造成嚴(yán)重的損毀。該種現(xiàn)象的發(fā)生為環(huán)境增加了污染，也為用電的客戶帶來了很多的不方便。

2）鐵心多點(diǎn)接地故障

對于電力變壓器來講，一個變壓器只允許放置一個接地點(diǎn)，如果接地點(diǎn)增多不但不是為變壓器緩和壓力，反而會為變壓器的鐵心增加更多的運(yùn)行量，促使其在高速運(yùn)行的狀態(tài)當(dāng)中出現(xiàn)故障。而變壓器接地點(diǎn)的增多也會促使變壓器的運(yùn)行停止，甚至?xí)殡娏θ藛T引發(fā)人身安全問題。

3）接頭過熱故障

這里的接頭是指的變壓器的載流接頭，該部分在整個變壓器的設(shè)備當(dāng)中都是非常重要的。很多的電力事故都是因為變壓器的載流接頭連接不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致接頭過熱，甚至產(chǎn)生燒斷的現(xiàn)象，這嚴(yán)重的影響到了電力變壓器的正常運(yùn)行，嚴(yán)重阻礙了電力企業(yè)的安全供電。為了防止接頭過熱問題引發(fā)的安全事故發(fā)生，維護(hù)工人一定要在載流接頭方面多加注意，保持接頭的溫度正常。

2 電力變壓器故障的診斷

2.1 變壓器滲油診斷

在變壓器的滲油故障當(dāng)中，并不單單是指變壓器的整體故障，其可能分為很多個方面的故障。第一種滲油的位置可能是在油箱的焊縫部位。很多變壓器的油箱在焊接的過程中可能因為工人的不細(xì)致導(dǎo)致了油箱的接縫并不緊密，致使油箱從焊接處滲油。對于這種故障的診斷辦法就是通知工人查找出油箱當(dāng)中滲油的具體位置，將滲油的接縫繼續(xù)以焊接的形式焊接起來，保證其不再因為縫隙的空出而泄露。當(dāng)然，該種工作雖然看似簡單，但在真正工作的時候并不是那么容易。工人首先需要找到整個油箱的滲油點(diǎn)，有時滲油點(diǎn)處于油箱的拐角地點(diǎn)，對于該點(diǎn)的查找本身就不容易，在進(jìn)行后期的補(bǔ)焊工作過程中，由于部分技術(shù)不佳或者工人的焊接力度掌握不好，很可能造成油箱的二次泄露。工人們有另外的補(bǔ)焊方式，可以將該油箱的滲油部位進(jìn)行加厚處理，以防止因為焊接力度問題所造成的用力過猛、油箱泄露。

在進(jìn)入孔法蘭也經(jīng)常出現(xiàn)滲油的現(xiàn)象。該種滲油的原因通常是由于設(shè)備應(yīng)用時間比較長久，工人在操作的過程中不注意而促使膠墊的位置移動所導(dǎo)致的。還有一種原因可能是設(shè)備在最初生產(chǎn)的過程中，其膠墊的安裝就出現(xiàn)了偏差，不管是哪一種原因，進(jìn)入孔法蘭的膠墊問題都能夠促使其引發(fā)滲油故障。工人在面對該種故障的過程中，通常會采取將法蘭封閉的方式，利用封堵膠將膠墊偏移所產(chǎn)生的縫隙封堵，促使法蘭的間隙更加嚴(yán)密。

除了以上兩個地方會發(fā)生滲油故障，在低壓側(cè)套管以及防爆管上都會出現(xiàn)滲油的故障。低壓側(cè)套管主要是因為母線在設(shè)備的運(yùn)行過程中會對低壓側(cè)套管產(chǎn)生拉伸的作用，設(shè)備長時間的運(yùn)行，會給低壓側(cè)套管施加更多的壓力，承受巨大負(fù)荷的低壓側(cè)套管也會慢慢的發(fā)生偏移。而防爆管則是因為變壓器本身的問題所對安裝的預(yù)防意外的裝置，該裝置在變壓器日常的運(yùn)行當(dāng)中會因設(shè)備運(yùn)行的震動對其玻璃管產(chǎn)生力量，當(dāng)震動力量過強(qiáng)就會使防爆管的玻璃破裂，造成滲油現(xiàn)象。工人針對兩種故障都有其不同的見解，并針對不同的故障進(jìn)行了完善的診斷措施，在低壓側(cè)套管方面，維護(hù)工人采用了將母線改進(jìn)的形式，調(diào)整引線對低壓側(cè)套管的牽引。而防爆管方面則通常就直接選擇棄用。因為防爆管會很大程度導(dǎo)致變壓器的絕緣失靈，會造成更大的安全問題。

2.2 鐵心多點(diǎn)接地診斷

在鐵心的接地故障當(dāng)中，維護(hù)工人通常采用以下幾種診斷措施來改善鐵心多點(diǎn)接地問題。維修工人首先采用的就是直流電流的沖擊，利用該種方法需要將接地的先拆除，并用過電流沖擊的作用增加鐵心的接地效果。該種形式可以用電流來燒掉鐵心的其他接地點(diǎn)，從而減少擔(dān)心的多點(diǎn)接地故障。而一般情況下，維護(hù)工人也會大開變壓器的箱門，檢查是否有多余的接地點(diǎn)已經(jīng)為變壓器的鐵心帶來了麻煩，如果發(fā)現(xiàn)了多余的接地點(diǎn)就可以直接去掉。該種方法更加簡單直接，也能從一定程度上更讓人放心。除此之外，工人們還會采取放置絕緣板的方式來完成阻隔多個接地點(diǎn)的出現(xiàn)。

2.3 接頭過熱診斷

就如同其他的常見故障一樣，接頭過熱故障的原因也有很多種。一種是來源于銅鋁的連接問題，眾所周知，變壓器的引出端頭都是由銅制成的，而銅與鋁是不可以相互連接的。但由于變壓器所安裝的地點(diǎn)在室外，會經(jīng)常遇到陰雨天氣，使變壓器的引出端頭經(jīng)常處于潮濕的環(huán)境中，雨水當(dāng)中含有的鹽分，就會使其變成一種電解液，因此，當(dāng)雨水或者濕氣進(jìn)入到銅與鋁的接觸面之間時，根據(jù)物理反應(yīng)原理，金屬鋁會在短時間內(nèi)遭到嚴(yán)重的腐蝕并出現(xiàn)損壞，最終導(dǎo)致觸頭受到嚴(yán)重的破壞，從而出現(xiàn)了接頭過熱的問題。維護(hù)工人在應(yīng)對該項原因所產(chǎn)生的故障過程中會采用相應(yīng)的防護(hù)措施。

在普通的導(dǎo)線連接當(dāng)中也會因為線路損壞而產(chǎn)生電流的阻力致使接頭發(fā)熱的故障。在變壓器當(dāng)中很多的接頭都是普通的連接方式，而這些連接方式也是采用了平面的接頭。而在變壓器的運(yùn)作過程中，平面接頭所連接的部位剛好又處于比較受熱的位置，維護(hù)工人需要針對平面接頭來做出措施，保證其能及時消除導(dǎo)線金屬上的雜質(zhì)，去除過多的接頭，并為接頭部位涂上比較導(dǎo)電的試劑，增加接頭的導(dǎo)電性能。

接頭過熱的原因也出現(xiàn)在油寖電容式套管上。工人在該種故障上的診斷辦法會采用對其進(jìn)行拆分的形式。將套管當(dāng)中比較受熱的部分拆開，并針對受損的地方進(jìn)行處理，以此來確保套管的安全穩(wěn)定。

無論是對于滲油問題、多點(diǎn)接地問題還是接頭過熱問題的處理，都是變壓器運(yùn)行的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)的問題，維護(hù)工人在處理該項問題當(dāng)中自然是得心應(yīng)手，在處理技術(shù)上也隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步正在不斷的改進(jìn)。

3 變壓器的診斷技術(shù)研究

3.1 推理診斷技術(shù)

在進(jìn)行變壓器故障的技術(shù)診斷過程中，必須要對電力變壓器的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的分析，對于電力變壓器的設(shè)計、構(gòu)造等，都需要工作人員進(jìn)行了解，這樣才能在一定程度上實(shí)現(xiàn)對于現(xiàn)場情況的診斷。推理診斷技術(shù)，主要包括以下幾個方面：第一點(diǎn)是相對簡單的閥值比較法，也就是通過對電力變壓器的故障的診斷，避免出現(xiàn)判斷的標(biāo)準(zhǔn)過于絕對化的問題；第二點(diǎn)是復(fù)雜模式識別，通過此技術(shù)可以進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)的測定，從而幫助實(shí)現(xiàn)對電力變壓器故障的快速診斷；第三點(diǎn)是綜合故障診斷法，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與證據(jù)理論等多種現(xiàn)代化的方法，實(shí)現(xiàn)對于故障的診斷。

3.2 紅外線診斷技術(shù)

除了溶解氣體技術(shù)以外，在變電器的維護(hù)工作當(dāng)中，對于紅外線技術(shù)的使用也非常普遍。在紅外線的原理當(dāng)中，有許多相關(guān)的技術(shù)可以被利用在對電力設(shè)備的檢查當(dāng)中。根據(jù)相關(guān)研究者的調(diào)查分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅外線技術(shù)可以有效的對電力變壓器的故障進(jìn)行檢測，其主要是通過紅外線的波長，對變壓器的整體溫度進(jìn)行探測。根據(jù)紅外線波長的不同，可以實(shí)現(xiàn)對變壓器溫度變化的實(shí)時監(jiān)測，并在第一時間內(nèi)對電力變壓器進(jìn)行故障排查和檢修，確保變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。目前，國內(nèi)外的部分相關(guān)學(xué)者根據(jù)此類方法設(shè)計出了紅外線診斷儀器，電力企業(yè)內(nèi)部的工作人員通過對儀器的安裝和使用，就可以實(shí)現(xiàn)對電力變壓器當(dāng)前狀態(tài)的監(jiān)測，這種方式被應(yīng)用于我國的許多電力企業(yè)當(dāng)中。

3.3 人工智能診斷技術(shù)

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)手段的發(fā)展，在提高了人們生活水平的同時，也為我國的企業(yè)發(fā)展提供了先進(jìn)的技術(shù)支持，人工智能技術(shù)也逐漸被應(yīng)用于對于電力變壓器故障的診斷當(dāng)中。在人工智能理論的支持下，通過與目前所了解的故障診斷經(jīng)驗，通過電子技術(shù)的使用，建立出相應(yīng)的故障診斷與檢修的資料庫，通過對于資料庫的不斷完善，可以為電力檢修工作人員提供更多的技術(shù)理論支持。目前，我國的人工智能診斷技術(shù)包括專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，通過對于這些系統(tǒng)的使用，可以有效的實(shí)現(xiàn)對電力變壓器故障的診斷，而人工智能診斷技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用于我國的各大電力企業(yè)當(dāng)中，

3.4 其他判斷方法

除了上述經(jīng)常被使用的方法以外，維護(hù)工人還有很多針對各項常見故障所進(jìn)行診斷的技術(shù)。目前，我國所使用的變壓器主要可以分為配電變壓器、箱式變壓器以及高壓超高壓電力變壓器，而浸式變壓器作為我國目前被廣泛使用的變壓器，也可以根據(jù)其自身的特點(diǎn)進(jìn)行故障判斷。在對該種變壓器的維護(hù)工作當(dāng)中，判斷故障的手段也可以根據(jù)測量其溫度和氣味的方式。通過溫度的判斷，可以充分得知電力變壓器的實(shí)際工作情況，一旦出現(xiàn)溫度過熱，應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行緊急處理，否則會造成變壓器的短路，進(jìn)而有火災(zāi)的危害。維護(hù)工人就是對變壓器的溫度進(jìn)行了測量，再根據(jù)變壓器的外部裸露電線的破損程度來判斷變壓器是否出現(xiàn)了故障。維護(hù)工人也會對變壓器的油溫進(jìn)行監(jiān)控，一般會使用溫度計來測試變壓器的油溫，以此來判斷變壓器是否出現(xiàn)短路故障。有時變壓器只是因為運(yùn)行時間過長才會發(fā)熱，因此為了避免誤判，維護(hù)工人也會適當(dāng)停止變壓器的運(yùn)作并使其冷卻，觀察變壓器的冷卻時間。而對于氣味的判斷方面，工人們依據(jù)自己長時間維護(hù)變壓器的工作經(jīng)驗判斷，機(jī)器的運(yùn)作如果處于正常的狀態(tài)與發(fā)生故障時所產(chǎn)生的氣味是不同的。當(dāng)工作人員發(fā)現(xiàn)了不同的氣味，就會針對變壓器進(jìn)行檢查，并及時的排除故障。

結(jié)論：隨著時間的推移，人們對于電力的使用更加普遍，而因為變壓器的故障問題所產(chǎn)生的安全事故也越來越多。由于變壓器的工作環(huán)境是屬于戶外地區(qū)，就會收到雷雨天氣的影響。當(dāng)空氣當(dāng)中的濕氣增加，很容易引起變壓器的各種故障，如果工作人員不能對變壓器及時診斷并修復(fù)，就會為居民釀成人身安全的大

禍，也會使電力公司遭受很多的經(jīng)濟(jì)損失。只有經(jīng)過科學(xué)的理論依據(jù)，工作人員利用合理的診斷技術(shù)對變壓器進(jìn)行故障判斷，才能保障電力的正常運(yùn)作。

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Research on common fault diagnosis technology of power transformer

Shi Limin，Gao Xiangqian
（sichuan water conservancy vocational collegeof electric power engineering， 611231）

Abstract：In order to better provide residents with daily use， help the country set up perfect pattern of electricity，power transformer fault diagnosis has become one of the more important work.The paper mainly studied the common faults and the diagnosis of power transformer， and to make a detailed research on each category，through the application of diagnosis technology and implementation， fundamentally reduces the power transformer fault，realize the healthy development of the electric power enterprise.

Keywords：power transformer；Common faults；Diagnostic techniques

作者簡介

史麗敏，女，漢族，1976年10月生，四川成都人，工學(xué)碩士，講師，研究方向：電機(jī)技術(shù)、電氣工程。

通訊作者：史麗敏