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摘要：该文从电力变压器常见的故障中详尽的阐述了故障的诊断和维修，并细致的列举了多种方法对变压器的诊断和修复。从实际经验中总结出一套一套的方法和应对措施，目的旨在起到一个抛砖引玉的作用。
关键词：电力变压器故障 诊断 修复
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
当今世界，随着社会的发展、科技的进步、审美的差异，电力变压器也呈现出纷繁复杂、五花八门、多种多样；而变压器的运行时间、运行环境、运行参数、保养维修等等因素致使其出现的故障更是多种多样。然而任何变化都是由量变到质变的过程，庞杂偶然现象中必然隐藏着必然的规律。下面就常见故障的诊断与修复作一些介绍，以起到抛砖引玉的功效。
1诊断方法
1.1直观法
所谓直观法就是通过人的眼睛、鼻子、耳朵、手等器官去诊断故障的一种最简单的检修方法。观察故障发生时的火光、颜色、温度、气味等异常现象。
1.1.1观察破损。打开外壳前观察电器的外表，看有无碰伤痕迹，机器上的按键、插口、电器设备的连线有元损坏等。打开机外壳后观察线路板及机内各种装置，看保险丝是否熔断；元器件有无相碰、断线；电阻有无烧焦、变色；电解电容器有无漏液、裂胀及变形；印刷电路板上的铜箔和焊点是否良好，有无已被他人修整、焊接的痕迹等，在机内观察时，可用手拨动一些元器件、零部件，以便直观充分检查。
1.1.2渗漏油。变压器运行中渗漏油现象比较普遍，其外面闪闪发光或黏着黑色的液体就可能是漏油。小型变压器装在配电柜中，因为漏出的油流入配电柜下部的坑内，所以不易及时发现。渗漏主要原因是油箱与零部件联接处密封不良、焊件或铸件存在缺陷、运行中额外荷重或受到振动等。此外，内部故障也会使油温升高，油的体积膨胀，发生漏油。
1.1.3体表。变压器故障时都伴随着体表的变化。防爆膜龟裂、破损。当呼吸口不灵，不能正常呼吸时，会使内部压力升高引起防爆膜破损；当气体继电器、壓力继电器、差动继电器等动作时，可推测是内部故障引起的。
1.1.4因温度、湿度、紫外线或周围的空气中所含酸、盐等，会引起箱体表面漆膜龟裂、起泡、剥离。因大气过电压、内部过电压等，会引起瓷件、瓷套管表面龟裂，并有放电痕迹。瓷套管端子的紧固部分松动，表面接触面过热氧化，会引起变色。由于变压器漏磁的断磁能力不好及磁场分布不均，产生涡流，也会使油箱的局部过热引起油漆变色。
1.2聆听法
1.2.1聆听运行声音。正常运行时，发出均匀的“嗡嗡”响声。如果产生不均匀响声或其他响声，都属不正常现象。不同的声响预示着不同的故障现象。
1.2.2若声响比平常响声增大且尖锐，一种可能是电网发生过电压，会使变压器过励磁；另一种可能是变压器过负荷，因谐波作用，变压器内会发出低沉的“嗡嗡”声。此时，再参考电压与电流表的指示，即可判断故障的性质。然后，根据具体情况，改变电网的运行方式与减少变压器的负荷，或停止变压器的运行等。
1.2.3若变压器发出较大的“啾啾”响声，并造成高压熔丝熔断，则是分接开关不到位；若产生轻微的“吱吱”火花放电声，则是分接开关接触不良。
1.2.4变压器发出“叮叮当当”的敲击声或“呼呼”的吹风声以及“吱啦吱啦”的像磁铁吸动小垫片的响声，声响较大而噪杂时，可能是变压器铁心有问题。
1.2.5声响中夹有放电的“嘶嘶”或“哧哧”的响声，晚上可以看到火花时，可能是变压器器身或套管发生表面局部放电。
1.2.6变压器发出“咕嘟咕嘟”的开水沸腾声，可能是变压器绕组发生层间或匝间短路而烧坏，使其附近的零件严重发热。分接开关的接触不良而局部点有严重过热，必会出现这种声音。
1.2.7当声响中夹有爆裂声，既大又不均匀时，可能是变压器本身绝缘有击穿现象。导电引线通过空气对变压器外壳的放电声；如果听到通过液体沉闷的“噼啪”声，则是导体通过变压器油面对外壳的放电声。声响中夹有连续的、有规律的撞击或摩擦声时，可能是变压器的某些部件因铁心振动而造成机械接触。
1.3、测试法
依据声音、颜色及其他现象对变压器事故的判断，只能作为现场的初步判断，因为变压器的内部故障不仅是单一方面的直观反映，它涉及诸多因素，有时甚至出现假象。因此必须进行测量并作综合分析，才能准确可靠地找出故障原因及判明事故性质，提出较完备合理的处理办法。
1.3.1绝缘电阻的测量。测量绝缘电阻是判断绕组绝缘状况的比较简单而有效的方法。测量绝缘电阻通常采用绝缘电阻表，3kV以上的高压变压器一般采用2500V的绝缘电阻表。 测量绕组的绝缘电阻应测量高压绕组对低压绕组及地、低压绕组对高压绕组及地、高压绕组对低压绕组等三个项目。
1.3.2吸收比的测量。通过测量吸收比可以进一步检查变压器绕组的绝缘良好程度，尤其是绝缘材料的受潮程度。吸收比的测量要用秒表计时间，当绝缘电阻表摇到额定转速（120r/min）时，将绝缘电阻表接入（可用开关控制）并开始计时，15s时读取一数值R15，继续摇至60s时读取另一数值R60。R60/R15就是测量的吸收比。吸收比的标准是R60/R15≥1.3，说明变压器没有受潮，绝缘良好；若R60/R15≤1.2，说明变压器有受潮现象，绝缘有缺陷，需要进一步检查。
1.3.3直流电阻的测量。变压器绕组是发生故障较多的部件之一，当变压器在遭受短路冲击后，往往可能造成绕组扭曲变形，而累积效应会使变形进一步发展；另外由于绕组绝缘损坏，会造成匝间短路甚至是相间短路。变压器绕组可看作是由电阻、电感、电容组成无源线性网络，其故障必然导致绕组上相部分的分布参数发生变化。绕组发生故障时，由于整体或局部的拉伸和压缩造成匝间距离改变时，突出反映的是绕组的感性变化，当轻微匝间短路时电阻也会有变化，测量时，应分别测量变压器高、低压绕组的直流电阻。
1.4.示波器法
示波器法是利用示波器跟踪观察信号通路各测试点，根据波形的有无、大小和是否失真来判断故障的一种检修方法。
1.4.1、A类晶体管放大器的波形测试。为保证A类放大器无失真输出，其晶体管基极偏置电阻Rb的集电极电阻Re必须选择得合适，否则输出端会产生波形失真。
1.4.2、B源晶体管放大器的波形测试。B类推挽放大器偏置在截止区，没有信号时静态电流很小。但由于集电极电流的非线性，在信号振幅通过零点并从一个管到另一个管交替时，会产生交叉失真。为了防止集电极电流完全截止，应在推挽晶体管基极加微小的偏压。
1.5电阻法
电阻法是利用万用表欧姆档测量电器的集成电路、晶体管各脚和各单元电路的对地电阻值，以及各元器件自身的电阻值来判断故障的一种检修方法。
1.5.1开关件检测。各种电器中的开关组件很多，测量它们的接触电阻和断开电阻是判断开关组件质量好坏是最常用的手段。在线电阻测量开关的接触电阻应小于0.5Ω，否则为接触不良。断开断开电电阻阻一般应大于几千欧为正常。
1.5.2元器件质量检测。电阻法可以判断电阻、电容、电感线圈、晶体管的质量好坏。电阻法操作时，一般是先测试在线电阻的阻值。测得各元器件阻值后，万用表的红、黑表棒要互换一次后，再测试一次阻值。这样做可排除外电路网络对测量结果的干扰。两次测试阻值的结果要分析做参考用。对重点怀疑的元器件可脱焊进一步检测。
1.5.3接插件的通断检测。电器内部的接插件很多，，均可用电阻法测试其好坏。对其他接插组件检测时，可通过摆动接插件来测其接触电阻，若阻值大小不定，说明有接触不良故障。
2、变压器温升过高的故障排除
变压器在运行中是有损耗的，损耗包括铁心的磁滞及涡流损耗、绕组的电阻损耗。这些损耗所产生的热量，一方面通过变压器油、散热管、外壳等的传导、辐射、对流方式传到周围环境中去，另一方面使变压器温度升高。如果温升过高，或者温升速度过快，或与同种产品相比温升明显偏高，就应视为故障表现。
2.1运行中的变压器过热，尤其是局部铁心过。其原因及处置为：紧固螺栓拧偏斜，使铁心局部短路过热，则拨正紧固螺栓，加上绝缘套及绝缘垫后，再拧紧螺母；穿心螺杆座套过长，座套与铁心碰撞，造成铁心局部短路，则将穿芯螺杆座套卸下锯去一段，再装配好；穿心螺杆绝缘破裂或过热碳化，引起铁心局部短路和过热，则更换破裂或碳化的穿心螺杆绝缘；铁质夹件夹紧位置不当，碰到铁心，造成铁心局部短路和过热，则松开铁夹件且调整位置后再拧紧螺母。
2.2变压器在高电压下运行，铁心磁通高度饱和，使铁心过热显著，波及到油、绕组和箱体过热，则调节变压器分接开关（一般调节5%左右），将分接开关由原额定挡位调到最高挡。因分接调到105％挡，即此时绕组匝数增加5%，一次绕组电阻也相应增加5%，而变压器一次绕组通过的电流减少5%，结果变压器铜耗下降，使铁损耗也下降。
3、变压器输出电压异常的故障排除
在正常情况下，变压器输出电压应维持在一定范围内，偏低或偏高属异常现象。
3.1．分接开关挡位不正确。对于高压电力变压器，分接开关是用来调压的。10kV配电变压器分接开关有3挡，各挡的电压比见表11，如果电源电压低而分接开关置于1挡，则输出电压必然低，反之则输出电压偏高。
3.2.绕组匝间短路。变压器高压或低压绕组发生匝间短路，实际上改变了高低压绕组的匝数比，即改变了电压比。若高压绕组发生匝间短路，一次侧匝数N1减少，变压器变比减少，输出电压升高。若低压绕组发生匝间短路，二次侧匝数N2减少，变压器电压比增加，输出电压降低。匝间短路故障可通过测量绕组直流电阻或变压比进一步查找。
3.3．三相负载不对称。配电变压器如果供给照明、电焊机类单相负载较多，这些负载不是三相对称的，则三相电流不对称，从而引起变压器内三相阻抗压降不等，使三相输出电压不平衡。三相负载不对称，最严重的情况是只有一相带有额定负载，其余两相空载。这时，带有负载的相电压明显降低，空载的另外两相电压明显升高，严重时，相电压可升高1.73倍。正是这种情况，经常见到当某相电焊机工作时，其他两相上的灯泡明显变亮，甚至烧毁，而有电焊机工作的那一相，灯泡明显变暗，其原因就在这里。为了限制负载的不对称程度，有关规程规定，变压器零线上的电流不得超过相线额定电流的25%。
參考文献：《电工学》 廖玄九、黄元梅等编高等教育出版社 1999年
《电磁学》 赵凯华、陈熙谋等编人民教育出版社1978年
《物理学》刘克哲编 高等教育出版社1998年
关键词：电力变压器故障 诊断 修复
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
当今世界，随着社会的发展、科技的进步、审美的差异，电力变压器也呈现出纷繁复杂、五花八门、多种多样；而变压器的运行时间、运行环境、运行参数、保养维修等等因素致使其出现的故障更是多种多样。然而任何变化都是由量变到质变的过程，庞杂偶然现象中必然隐藏着必然的规律。下面就常见故障的诊断与修复作一些介绍，以起到抛砖引玉的功效。
1诊断方法
1.1直观法
所谓直观法就是通过人的眼睛、鼻子、耳朵、手等器官去诊断故障的一种最简单的检修方法。观察故障发生时的火光、颜色、温度、气味等异常现象。
1.1.1观察破损。打开外壳前观察电器的外表，看有无碰伤痕迹，机器上的按键、插口、电器设备的连线有元损坏等。打开机外壳后观察线路板及机内各种装置，看保险丝是否熔断；元器件有无相碰、断线；电阻有无烧焦、变色；电解电容器有无漏液、裂胀及变形；印刷电路板上的铜箔和焊点是否良好，有无已被他人修整、焊接的痕迹等，在机内观察时，可用手拨动一些元器件、零部件，以便直观充分检查。
1.1.2渗漏油。变压器运行中渗漏油现象比较普遍，其外面闪闪发光或黏着黑色的液体就可能是漏油。小型变压器装在配电柜中，因为漏出的油流入配电柜下部的坑内，所以不易及时发现。渗漏主要原因是油箱与零部件联接处密封不良、焊件或铸件存在缺陷、运行中额外荷重或受到振动等。此外，内部故障也会使油温升高，油的体积膨胀，发生漏油。
1.1.3体表。变压器故障时都伴随着体表的变化。防爆膜龟裂、破损。当呼吸口不灵，不能正常呼吸时，会使内部压力升高引起防爆膜破损；当气体继电器、壓力继电器、差动继电器等动作时，可推测是内部故障引起的。
1.1.4因温度、湿度、紫外线或周围的空气中所含酸、盐等，会引起箱体表面漆膜龟裂、起泡、剥离。因大气过电压、内部过电压等，会引起瓷件、瓷套管表面龟裂，并有放电痕迹。瓷套管端子的紧固部分松动，表面接触面过热氧化，会引起变色。由于变压器漏磁的断磁能力不好及磁场分布不均，产生涡流，也会使油箱的局部过热引起油漆变色。
1.2聆听法
1.2.1聆听运行声音。正常运行时，发出均匀的“嗡嗡”响声。如果产生不均匀响声或其他响声，都属不正常现象。不同的声响预示着不同的故障现象。
1.2.2若声响比平常响声增大且尖锐，一种可能是电网发生过电压，会使变压器过励磁；另一种可能是变压器过负荷，因谐波作用，变压器内会发出低沉的“嗡嗡”声。此时，再参考电压与电流表的指示，即可判断故障的性质。然后，根据具体情况，改变电网的运行方式与减少变压器的负荷，或停止变压器的运行等。
1.2.3若变压器发出较大的“啾啾”响声，并造成高压熔丝熔断，则是分接开关不到位；若产生轻微的“吱吱”火花放电声，则是分接开关接触不良。
1.2.4变压器发出“叮叮当当”的敲击声或“呼呼”的吹风声以及“吱啦吱啦”的像磁铁吸动小垫片的响声，声响较大而噪杂时，可能是变压器铁心有问题。
1.2.5声响中夹有放电的“嘶嘶”或“哧哧”的响声，晚上可以看到火花时，可能是变压器器身或套管发生表面局部放电。
1.2.6变压器发出“咕嘟咕嘟”的开水沸腾声，可能是变压器绕组发生层间或匝间短路而烧坏，使其附近的零件严重发热。分接开关的接触不良而局部点有严重过热，必会出现这种声音。
1.2.7当声响中夹有爆裂声，既大又不均匀时，可能是变压器本身绝缘有击穿现象。导电引线通过空气对变压器外壳的放电声；如果听到通过液体沉闷的“噼啪”声，则是导体通过变压器油面对外壳的放电声。声响中夹有连续的、有规律的撞击或摩擦声时，可能是变压器的某些部件因铁心振动而造成机械接触。
1.3、测试法
依据声音、颜色及其他现象对变压器事故的判断，只能作为现场的初步判断，因为变压器的内部故障不仅是单一方面的直观反映，它涉及诸多因素，有时甚至出现假象。因此必须进行测量并作综合分析，才能准确可靠地找出故障原因及判明事故性质，提出较完备合理的处理办法。
1.3.1绝缘电阻的测量。测量绝缘电阻是判断绕组绝缘状况的比较简单而有效的方法。测量绝缘电阻通常采用绝缘电阻表，3kV以上的高压变压器一般采用2500V的绝缘电阻表。 测量绕组的绝缘电阻应测量高压绕组对低压绕组及地、低压绕组对高压绕组及地、高压绕组对低压绕组等三个项目。
1.3.2吸收比的测量。通过测量吸收比可以进一步检查变压器绕组的绝缘良好程度，尤其是绝缘材料的受潮程度。吸收比的测量要用秒表计时间，当绝缘电阻表摇到额定转速（120r/min）时，将绝缘电阻表接入（可用开关控制）并开始计时，15s时读取一数值R15，继续摇至60s时读取另一数值R60。R60/R15就是测量的吸收比。吸收比的标准是R60/R15≥1.3，说明变压器没有受潮，绝缘良好；若R60/R15≤1.2，说明变压器有受潮现象，绝缘有缺陷，需要进一步检查。
1.3.3直流电阻的测量。变压器绕组是发生故障较多的部件之一，当变压器在遭受短路冲击后，往往可能造成绕组扭曲变形，而累积效应会使变形进一步发展；另外由于绕组绝缘损坏，会造成匝间短路甚至是相间短路。变压器绕组可看作是由电阻、电感、电容组成无源线性网络，其故障必然导致绕组上相部分的分布参数发生变化。绕组发生故障时，由于整体或局部的拉伸和压缩造成匝间距离改变时，突出反映的是绕组的感性变化，当轻微匝间短路时电阻也会有变化，测量时，应分别测量变压器高、低压绕组的直流电阻。
1.4.示波器法
示波器法是利用示波器跟踪观察信号通路各测试点，根据波形的有无、大小和是否失真来判断故障的一种检修方法。
1.4.1、A类晶体管放大器的波形测试。为保证A类放大器无失真输出，其晶体管基极偏置电阻Rb的集电极电阻Re必须选择得合适，否则输出端会产生波形失真。
1.4.2、B源晶体管放大器的波形测试。B类推挽放大器偏置在截止区，没有信号时静态电流很小。但由于集电极电流的非线性，在信号振幅通过零点并从一个管到另一个管交替时，会产生交叉失真。为了防止集电极电流完全截止，应在推挽晶体管基极加微小的偏压。
1.5电阻法
电阻法是利用万用表欧姆档测量电器的集成电路、晶体管各脚和各单元电路的对地电阻值，以及各元器件自身的电阻值来判断故障的一种检修方法。
1.5.1开关件检测。各种电器中的开关组件很多，测量它们的接触电阻和断开电阻是判断开关组件质量好坏是最常用的手段。在线电阻测量开关的接触电阻应小于0.5Ω，否则为接触不良。断开断开电电阻阻一般应大于几千欧为正常。
1.5.2元器件质量检测。电阻法可以判断电阻、电容、电感线圈、晶体管的质量好坏。电阻法操作时，一般是先测试在线电阻的阻值。测得各元器件阻值后，万用表的红、黑表棒要互换一次后，再测试一次阻值。这样做可排除外电路网络对测量结果的干扰。两次测试阻值的结果要分析做参考用。对重点怀疑的元器件可脱焊进一步检测。
1.5.3接插件的通断检测。电器内部的接插件很多，，均可用电阻法测试其好坏。对其他接插组件检测时，可通过摆动接插件来测其接触电阻，若阻值大小不定，说明有接触不良故障。
2、变压器温升过高的故障排除
变压器在运行中是有损耗的，损耗包括铁心的磁滞及涡流损耗、绕组的电阻损耗。这些损耗所产生的热量，一方面通过变压器油、散热管、外壳等的传导、辐射、对流方式传到周围环境中去，另一方面使变压器温度升高。如果温升过高，或者温升速度过快，或与同种产品相比温升明显偏高，就应视为故障表现。
2.1运行中的变压器过热，尤其是局部铁心过。其原因及处置为：紧固螺栓拧偏斜，使铁心局部短路过热，则拨正紧固螺栓，加上绝缘套及绝缘垫后，再拧紧螺母；穿心螺杆座套过长，座套与铁心碰撞，造成铁心局部短路，则将穿芯螺杆座套卸下锯去一段，再装配好；穿心螺杆绝缘破裂或过热碳化，引起铁心局部短路和过热，则更换破裂或碳化的穿心螺杆绝缘；铁质夹件夹紧位置不当，碰到铁心，造成铁心局部短路和过热，则松开铁夹件且调整位置后再拧紧螺母。
2.2变压器在高电压下运行，铁心磁通高度饱和，使铁心过热显著，波及到油、绕组和箱体过热，则调节变压器分接开关（一般调节5%左右），将分接开关由原额定挡位调到最高挡。因分接调到105％挡，即此时绕组匝数增加5%，一次绕组电阻也相应增加5%，而变压器一次绕组通过的电流减少5%，结果变压器铜耗下降，使铁损耗也下降。
3、变压器输出电压异常的故障排除
在正常情况下，变压器输出电压应维持在一定范围内，偏低或偏高属异常现象。
3.1．分接开关挡位不正确。对于高压电力变压器，分接开关是用来调压的。10kV配电变压器分接开关有3挡，各挡的电压比见表11，如果电源电压低而分接开关置于1挡，则输出电压必然低，反之则输出电压偏高。
3.2.绕组匝间短路。变压器高压或低压绕组发生匝间短路，实际上改变了高低压绕组的匝数比，即改变了电压比。若高压绕组发生匝间短路，一次侧匝数N1减少，变压器变比减少，输出电压升高。若低压绕组发生匝间短路，二次侧匝数N2减少，变压器电压比增加，输出电压降低。匝间短路故障可通过测量绕组直流电阻或变压比进一步查找。
3.3．三相负载不对称。配电变压器如果供给照明、电焊机类单相负载较多，这些负载不是三相对称的，则三相电流不对称，从而引起变压器内三相阻抗压降不等，使三相输出电压不平衡。三相负载不对称，最严重的情况是只有一相带有额定负载，其余两相空载。这时，带有负载的相电压明显降低，空载的另外两相电压明显升高，严重时，相电压可升高1.73倍。正是这种情况，经常见到当某相电焊机工作时，其他两相上的灯泡明显变亮，甚至烧毁，而有电焊机工作的那一相，灯泡明显变暗，其原因就在这里。为了限制负载的不对称程度，有关规程规定，变压器零线上的电流不得超过相线额定电流的25%。
參考文献：《电工学》 廖玄九、黄元梅等编高等教育出版社 1999年
《电磁学》 赵凯华、陈熙谋等编人民教育出版社1978年
《物理学》刘克哲编 高等教育出版社1998年