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【摘 要】电力变压器是电力工业中不可或缺的重要组成部分，在发电、输电、配电、电能转换和电能消耗等各个环节起着至关重要的作用，电力变压器的安全运行直接关系到电网的安全与稳定。因此，为了保证电力变压器的安全稳定运行，进行分析出现故障的原因，并且提出相应的措施予以解决是非常有必要的。
【关键词】电力变压器;故障缺陷;原因分析
中图分类号：TM411文献标志码：B
1变压器异常响声
1.1变压器有较大而嘈杂的声音
1.1.1原因
可能是变压器铁心夹件的松动问题。夹件或压紧铁心的螺钉松动时，电压及电流仪表一般指示正常，绝缘油的温度、绝缘油颜色、储油柜油位也没有多大变化。
1.1.2措施
应将变压器停止运行，并进行检修。
1.1.3案例
某年7月11日，某变电站35kV1号主变（SF7-10000/35/6.3型），在检修一个月后发现运行声音有“哒噠”的异常。将该异常现象上报后，上级决定再次停电解体检修。将变压器吊心后检查发现，由于检修人员工作疏忽，B相压板顶碗处有2个螺钉松动。如果在此状态下长期运行，受电磁力的影响，变压器绕组会变形;或在增加负荷时，变压器抗短路能力下降，严重时烧毁变压器[1]。
1.2变压器运行声音中夹有水的沸腾声并发出气泡逸出声
1.2.1原因
可能是变压器绕组有较严重的相间短路或匝间短路故障，使其附近的零件严重发热使绝缘油气化。分接开关的接触不良、局部点有严重过热或变压器匝间短路等，都会发出这种声音。也可能是两相绕组同时有接地故障。
1.2.2措施
应立即停止变压器运行，进行检修。
1.2.3案例
某年10月10日，某变电站35kV2号主变（SF7-8000/35/6.3型），运行时有“咕噜咕噜”气泡逸出声。经测量及吊心检查发现，高压B相绕组2挡分接线与换位处有匝间短路故障，如图1所示。绕组重绕后，变压器恢复正常运行[2]。
1.3变压器运行时夹有不均匀“啪啪”的爆炸声
1.3.1原因
可能是变压器器身主绝缘及纵绝缘有击穿现象，即绕组内部发生短路放电崩烧。
1.3.2措施
应将变压器停止运行，通过测量各种技术参数判断变压器是否需要大修。
1.3.3案例
某年5月15日，某变电站35kV2号主变（SF9-8000/38.5/6.3型），因油枕补油孔处密封不严而长时间积水，最终造成C相纵绝缘短路放电。
1.4变压器运行声音异常并夹有放电的“嘶嘶”声
1.4.1原因
可能是变压器器身或套管发生表面局部放电现象。如果是套管的问题，在气候恶劣或夜间时，可通过红外夜视仪也可用眼睛直接观察电晕辉光或蓝色小火花[3]。
1.4.2措施
通过红外夜视仪观察，控制接点温升，发现异常，将变压器停止运行，清理套管表面的脏污，再涂上硅油或硅脂等涂料。检查铁心对地绝缘及各带电部位对地的距离是否符合要求。
1.4.3案例
某年6月21日，某变电站35kV1号主变（SZ9-6300/38.5/6.3型）35kV系统B相接地，A、C相电压升高，变压器35kV侧套管爆炸，引线着火，随即停电。故障后检查发现，套管内变压器油大量溢出并着火。故障发生的原因是导电杆与引线焊接处严重脱焊，运行时过热，瓷套管高温，加之母线过短，导电杆过多受力。
1.5变压器运行声音伴有规律且连续的摩擦或撞击声
1.5.1原因
可能是变压器结构的某些部件因铁心及内部小部件接触、运行的振动而造成机械摩擦或碰撞。此时，各种测量表计指示和温度均无异常。这类响声虽然异常，但对运行没有多大危害。
1.5.2措施
变压器不必立即停止运行，可在计划检修时检查并排除存在的问题，并且加强巡视。
1.5.3案例
我单位降耗改造的变压器中，经常发现铁心叠片不整齐、松动，片与片之间接缝大，空载电流大。经试验，证明了这一问题。
2变压器的温度异常升高
变压器温度比原来同条件时下的温度高，并有不断升高的趋势。这属于变压器温度异常升高故障，与超极限温度升高故障一样，是变压器故障特征之一。
2.1原因
（1）变压器绕组短路故障，如匝间短路、层间短路、相间短路等。
（2）环境温度过高。
（3）漏磁或涡流引起箱体发热故障。
（4）长期过负载。
（5）事故过载。
（6）散热设备，如风机、油泵等故障。
（7）变压器铁心局部短路故障[4]。
2.2措施
如果是变压器内部故障引起的，应停止运行，进行检修。变压器运行时发现温度异常，应根据不同的原因采取不同的措施予以排除，使温度恢复正常。
3变压器喷油爆炸
3.1原因
（1）绝缘损坏：匝间短路等局部过热、雷击等过电压都会造成绝缘损坏，变压器进水也会使绝缘受潮损坏。绝缘损坏是导致变压器内部短路故障的基本原因。
（2）断线产生强弧光：线组导线焊接不良、引线连接松动等隐患处在大电流冲击下可能会断路，断点处产生高温电弧使油气化，促使变压器内部压力迅速升高。
（3）调压分接开关故障：分接开关接触不良、松动等，会造成分接开关动静触头发热，跳火起弧，也会使调压段线圈短路[5]。
3.2措施
平时应认真执行巡视检查制度，故障后应及时报火警，以保证人员和设备安全。
3.3案例
某年3月20日，某变电站2号主变（SFPSLb-40000/38.5/6.6型），因年久失修，色谱化验分析高温过热，绝缘整体老化，发生喷油爆炸。
发生短路故障后，变压器巨大的内部短路电流和高温电弧使变压器油气化，油箱内压力急速升高。如果保护装置未能及时快速分断电源，故障较长时间持续存在，将使箱体内部压力持续增高，高压的油气从防爆管或箱体其他强度薄弱之处喷出形成事故。如果防爆管不能将压力迅速释放，强大的电动力将会使器身撕开，引起变压器喷油爆炸燃烧[6]。
结语
电力变压器是电力系统主要的设备之一，主要用于输配电（即升降压），在电力长途传输中，变压器担当着重要的角色。根据运行维护规程，电力变压器需要定期进行检查维护，掌握变压器的运行情况，采取有效措施，把故障消除在初始状态，保障变压器的安全经济运行。
参考文献：
[1]柴俊岭.基于关联气体和优化支持向量机的变压器故障诊断[D].西安理工大学，2018.
[2]周妺末.基于DGA分析的电力变压器多层次分级故障诊断技术研究[D].西南交通大学，2018.
[3]代杰杰.基于深度学习的变压器状态评估技术研究[D].上海交通大学，2018.
[4]邓焱.基于多维信息融合的变压器状态评估与故障诊断方法研究[D].华南理工大学，2018.
[5]李云昊.基于红外成像的嵌入式变压器故障检测技术的研究[D].重庆理工大学，2018.
[6]高永利.电力变压器高压试验及其结果缺陷故障探究[J].农家参谋，2018（03）：200.
（作者单位：华电滕州新源热电有限公司）
【关键词】电力变压器;故障缺陷;原因分析
中图分类号：TM411文献标志码：B
1变压器异常响声
1.1变压器有较大而嘈杂的声音
1.1.1原因
可能是变压器铁心夹件的松动问题。夹件或压紧铁心的螺钉松动时，电压及电流仪表一般指示正常，绝缘油的温度、绝缘油颜色、储油柜油位也没有多大变化。
1.1.2措施
应将变压器停止运行，并进行检修。
1.1.3案例
某年7月11日，某变电站35kV1号主变（SF7-10000/35/6.3型），在检修一个月后发现运行声音有“哒噠”的异常。将该异常现象上报后，上级决定再次停电解体检修。将变压器吊心后检查发现，由于检修人员工作疏忽，B相压板顶碗处有2个螺钉松动。如果在此状态下长期运行，受电磁力的影响，变压器绕组会变形;或在增加负荷时，变压器抗短路能力下降，严重时烧毁变压器[1]。
1.2变压器运行声音中夹有水的沸腾声并发出气泡逸出声
1.2.1原因
可能是变压器绕组有较严重的相间短路或匝间短路故障，使其附近的零件严重发热使绝缘油气化。分接开关的接触不良、局部点有严重过热或变压器匝间短路等，都会发出这种声音。也可能是两相绕组同时有接地故障。
1.2.2措施
应立即停止变压器运行，进行检修。
1.2.3案例
某年10月10日，某变电站35kV2号主变（SF7-8000/35/6.3型），运行时有“咕噜咕噜”气泡逸出声。经测量及吊心检查发现，高压B相绕组2挡分接线与换位处有匝间短路故障，如图1所示。绕组重绕后，变压器恢复正常运行[2]。
1.3变压器运行时夹有不均匀“啪啪”的爆炸声
1.3.1原因
可能是变压器器身主绝缘及纵绝缘有击穿现象，即绕组内部发生短路放电崩烧。
1.3.2措施
应将变压器停止运行，通过测量各种技术参数判断变压器是否需要大修。
1.3.3案例
某年5月15日，某变电站35kV2号主变（SF9-8000/38.5/6.3型），因油枕补油孔处密封不严而长时间积水，最终造成C相纵绝缘短路放电。
1.4变压器运行声音异常并夹有放电的“嘶嘶”声
1.4.1原因
可能是变压器器身或套管发生表面局部放电现象。如果是套管的问题，在气候恶劣或夜间时，可通过红外夜视仪也可用眼睛直接观察电晕辉光或蓝色小火花[3]。
1.4.2措施
通过红外夜视仪观察，控制接点温升，发现异常，将变压器停止运行，清理套管表面的脏污，再涂上硅油或硅脂等涂料。检查铁心对地绝缘及各带电部位对地的距离是否符合要求。
1.4.3案例
某年6月21日，某变电站35kV1号主变（SZ9-6300/38.5/6.3型）35kV系统B相接地，A、C相电压升高，变压器35kV侧套管爆炸，引线着火，随即停电。故障后检查发现，套管内变压器油大量溢出并着火。故障发生的原因是导电杆与引线焊接处严重脱焊，运行时过热，瓷套管高温，加之母线过短，导电杆过多受力。
1.5变压器运行声音伴有规律且连续的摩擦或撞击声
1.5.1原因
可能是变压器结构的某些部件因铁心及内部小部件接触、运行的振动而造成机械摩擦或碰撞。此时，各种测量表计指示和温度均无异常。这类响声虽然异常，但对运行没有多大危害。
1.5.2措施
变压器不必立即停止运行，可在计划检修时检查并排除存在的问题，并且加强巡视。
1.5.3案例
我单位降耗改造的变压器中，经常发现铁心叠片不整齐、松动，片与片之间接缝大，空载电流大。经试验，证明了这一问题。
2变压器的温度异常升高
变压器温度比原来同条件时下的温度高，并有不断升高的趋势。这属于变压器温度异常升高故障，与超极限温度升高故障一样，是变压器故障特征之一。
2.1原因
（1）变压器绕组短路故障，如匝间短路、层间短路、相间短路等。
（2）环境温度过高。
（3）漏磁或涡流引起箱体发热故障。
（4）长期过负载。
（5）事故过载。
（6）散热设备，如风机、油泵等故障。
（7）变压器铁心局部短路故障[4]。
2.2措施
如果是变压器内部故障引起的，应停止运行，进行检修。变压器运行时发现温度异常，应根据不同的原因采取不同的措施予以排除，使温度恢复正常。
3变压器喷油爆炸
3.1原因
（1）绝缘损坏：匝间短路等局部过热、雷击等过电压都会造成绝缘损坏，变压器进水也会使绝缘受潮损坏。绝缘损坏是导致变压器内部短路故障的基本原因。
（2）断线产生强弧光：线组导线焊接不良、引线连接松动等隐患处在大电流冲击下可能会断路，断点处产生高温电弧使油气化，促使变压器内部压力迅速升高。
（3）调压分接开关故障：分接开关接触不良、松动等，会造成分接开关动静触头发热，跳火起弧，也会使调压段线圈短路[5]。
3.2措施
平时应认真执行巡视检查制度，故障后应及时报火警，以保证人员和设备安全。
3.3案例
某年3月20日，某变电站2号主变（SFPSLb-40000/38.5/6.6型），因年久失修，色谱化验分析高温过热，绝缘整体老化，发生喷油爆炸。
发生短路故障后，变压器巨大的内部短路电流和高温电弧使变压器油气化，油箱内压力急速升高。如果保护装置未能及时快速分断电源，故障较长时间持续存在，将使箱体内部压力持续增高，高压的油气从防爆管或箱体其他强度薄弱之处喷出形成事故。如果防爆管不能将压力迅速释放，强大的电动力将会使器身撕开，引起变压器喷油爆炸燃烧[6]。
结语
电力变压器是电力系统主要的设备之一，主要用于输配电（即升降压），在电力长途传输中，变压器担当着重要的角色。根据运行维护规程，电力变压器需要定期进行检查维护，掌握变压器的运行情况，采取有效措施，把故障消除在初始状态，保障变压器的安全经济运行。
参考文献：
[1]柴俊岭.基于关联气体和优化支持向量机的变压器故障诊断[D].西安理工大学，2018.
[2]周妺末.基于DGA分析的电力变压器多层次分级故障诊断技术研究[D].西南交通大学，2018.
[3]代杰杰.基于深度学习的变压器状态评估技术研究[D].上海交通大学，2018.
[4]邓焱.基于多维信息融合的变压器状态评估与故障诊断方法研究[D].华南理工大学，2018.
[5]李云昊.基于红外成像的嵌入式变压器故障检测技术的研究[D].重庆理工大学，2018.
[6]高永利.电力变压器高压试验及其结果缺陷故障探究[J].农家参谋，2018（03）：200.
（作者单位：华电滕州新源热电有限公司）