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[摘 要]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。在运行中，配电变压器经常发生故障。本文简要介绍了电力变压器的分类和结构组成，并针对配电变压器故障率高这一实际情况，着重分析了配电变压器常见的故障和异常现象及主要原因，分析了这些故障对变压器的危害及针对这些故障进行了分析，对消除故障的方法进行了归纳总结，同时提出了一些具体的防范解决措施，为防止和减少配电变压故障的发生。特别介绍我在工作中遇到的一些变压器故障（局部放电）进行的探索及通过一些方法进行认证的过程。
[关键词]变压器；类别；故障诊断；故障处理
中图分类号：U269.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0082-02
引言
电力变压器指的是电力系统一次回路中供输、配、供电用的变压器。在供电系统中变压器是非常重要的电气设备。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。
一、电力变压器简要介绍
1、电力变压器的分类
按作用分：有升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器等。
按结构分：有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器等。
按冷却方式分：有油浸自冷变压器，干式空气自冷变压器、干式浇铸绝缘变压器、油浸风冷变压器、油浸水冷变压器、强迫油循环风冷变压器、强迫油循环水冷变压器等。
目前，我们生活区供电变压器常用的是油浸式电力变压器和干式电力变压器。
2、电力变压器的主体结构
2.1 油浸电力变压器
变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置和出线装置组成。器身包括铁心、绕组（绕圈）、绝缘、引线和分接开关；油箱包括油箱本体和油箱附件（放油阀、接地螺钉、铭牌等）；冷却装置包括散热器和冷却器；保护装置包括储油柜、油标、安全气道、吸湿器、测温元件和气体继电器；出线装置包括高、低压套管。
变压器的铁芯是由铁芯柱和铁軛组成的闭合磁路，用厚度0.35～0.5㎜的硅钢片叠压或卷绕而成。硅钢具有良好的导磁性能，是最常用的导磁材料。薄片本身就能减小涡流损失，加之硅钢片之间经过绝缘处理，更能减少涡流损耗。硅钢是软磁材料，磁滞回线很瘦，磁滞损耗小；硅钢的电阻率较高，有利于限制涡流，减小涡流损耗。
油浸电力变压器的铁芯和绕组都浸没在绝缘油里。变压器的油兼有散热、绝缘、防止内部元件和材料老化以及内部发生故障时熄灭电弧的作用。容量稍大的变压器，油箱外焊有散热管，油经过油箱的散热管循环流动，把绕组和铁芯发出的热量散发到空气中去。大型变压器还可采用家装风扇、强迫油循环以及水内冷等冷却方式。
2.2 干式变压器
干式变压器的铁芯和绕组的冷却介质为空气。为了便于制造和维护，小容量、低电压的特种变压器，也有做成干式的。一般用于安全防火要求较高的场合。浇注式干式变压器。用环氧树脂或其他树脂浇注作为主绝缘，结构简单、体积小，适用于较小容量的产品。
二、电力变压器常见的故障类型及故障产生原因
电力变压器是静止的电气设备，是供配电系统中实现电能输送、电压变换，满足不同电压等级负荷要求的核心器件，我们生活区里使用最多的是三相油浸式电力变压器和环氧树脂浇注式干式变压器。变电所中的电力变压器属于直接向生活区居民楼、商网及企事业单位供电的配电变压器。低损耗的铜绕组变压器现在得到了广泛使用。电力变压器在运行中，由于其内部或外部的原因会发生一些异常情况，影响变压器正常工作，造成事故。
1 变压器发生故障的常见原因
1.1 缺乏良好的管理及维护。如检修后干燥处理不充分，安装不细心，以及由于检测能力有限导致某些故障未能及时发现而继续发展或故障设备修复不彻底等。
1.2 绝缘老化。变压器在正常运行中，由于长期受到热、电、机械应力以及环境因素的影响，会发生一些不可逆的变化过程，使绝缘老化，通常这一过程非常缓慢，但当设备发生某些异常情况时，则会加速绝缘老化过程，迅速形成故障。
另外恶劣的环境和苛刻的运行条件，以及长期超过技术规定允许的范围运行，往往是直接导致故障的起因。
2 变压器故障按部位分类分析
日常维修工作中，经常遇到的变压器故障按通常可分为引线套管等故障。
2.1 引线故障分析
引线是变压器内部绕组出线与外部接线的中间环节，其接头通过焊接而成，因而焊接质量好坏直接影响到引线故障的发生。其主要故障模式有：引线短路、引线断路、引线接触不良。
引线相间短路和不及时处理会导致绕组相间短路，属致命性故障，事故扩大会发展成为灾难性故障。引线接触不良时会产生局部高温烧断引线而使变压器停止运行。
引线接触不良有以下原因：①螺栓松动；②焊接不牢；③分接开关接点损坏。针对上述原因，应采取如下措施：①在变压器停运检修时，应对接触不良的螺栓都重新紧固；②检修时在焊接前必须将焊接面清洗干净，焊接后认真检查焊点质量，以防运行时焊点脱落引起事故；③应将开关转换到位，逐个紧固螺栓，确信一切正确无误后，才允许投入运行。
2.2 套管故障分析
套管是变压器内绕组与油箱外联结引线的重要保护装置。它长期遭受电场、风雨、污染等影响，易使瓷釉龟裂，绝缘老化，是变压器故障多发部位。其故障式主要有：套管炸裂、套管位移、开焊、局部放电。套管爆炸将致使变压器停运甚至烧毁，故属于致命性故障；套管位移、開焊将会有水顺着套管进入变压器本体内，极易导致变压器绕组短路或相间短路，局部放电或易局部过热，易使套管内部绝缘击穿，属临界性故障。 一般处理方法是：① 清除瓷套管外表面的积灰和脏污；② 若套管密封不严或绝缘受潮劣化则应更换套管。
3 从变压器的异常声音判断故障
3.1 “噼啪”的清脆击铁声。这是高压瓷套管引线，通过空气对变压器外壳的放电声，是变压器油箱上部缺油所致。处理方法：用清洁干燥的漏斗从注油孔插入油枕里，加入经试验合格的同号变压器油（不能混油使用），补油量加至油面线温度+20℃为宜，然后上好注油器。否则，油受热膨胀会产生溢油现象。如条件允许，应采用真空注油法以排除线圈中的气泡。对未用干燥剂的变压器，应检查注
油器内的排气孔是否畅通无阻，以确保安全运行。
3.2 特殊噪声。由于负载和周围环境温度的变化，使油枕的油面线发生变化，因此，水蒸气伴随空气一并被吸入油枕内，凝成水珠，促使内部氧化生锈，随着积聚程度加剧，会落到油枕的下部。铁锈通过油枕与油盖的连通管，堆积在部分轭铁上，从而在电磁力的作用下产生振动，发出特殊噪声。这还会导致变压器运行油机械杂质增多，使油质恶化。处理方法：油枕與集泥器的清洁是同时进行的，应根据变压器的负荷情况，温升状况来决定。使用经验证明，两年清洁一次为好。
4 变压器温度异常
变压器在负荷和散热条件、环境温度都不变的情况下，较原来同条件时的温度高，并有不断升高的趋势，也是变压器温度异常升高，与超极限温度升高同样是变压器故障象征。引起温度异常升高的原因有：①变压器匝间、层间、股间短路；②因漏磁或涡流引起油箱、箱盖等发热；③长期过负荷运行，事故过负荷；④散热条件恶化等。
处理方法：运行时发现变压器温度异常，应先查明原因后，再采取相应的措施予以排除，把温度降下来，如果是变压器内部故障引起的，应停止运行，进行检修。
5 油色异常，有焦臭味
新变压器油呈微透明、淡黄色，运行一段时间后油色会变为浅红色。如油色变暗，说明变压器的绝缘老化；如油色变黑（油中含有碳质）甚至有焦臭味，说明变压器内部有故障（铁心局部烧毁、绕组相间短路等），这将会导致严重后果，应将变压器停止运行进行检修，并对变压器油进行处理或换成合格的新油。变压器油在变压器中起绝缘和冷却作用，若油质变坏就会起不到应有的作用。为防止因油质变坏而发生严重后果，应在变压器正常运行时，定期取油样进行化验，以便及时发现问题。
以上对变压器的声音、温度、油位、外观及其他现象对配电变压器故障的判断，只能作为现场直观的初步判断。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，有时甚至会出现假象。必要时必须进行变压器特性试验及综合分析，才能准确可靠地找出故障原因及处理方法。
参考文献
[1]钱厚义，港口供电，第一版，上海：上海市新闻出版局（92）第079号，1992.16-79.
[2]苑世光，对低压配电变压器常见问题的探讨，黑龙江科技信息，2008年，20期.
[3]陈化钢.电气设备预防性试验方法.北京：水利电力出版社.1999.4.
[4]董其国.电力变压器故障与诊断.北京：中国电力出版社.2000.4.
[5]谢明羽，郭阳光.变压器内部故障的检测.内蒙古电力技术.1999.4.
[关键词]变压器；类别；故障诊断；故障处理
中图分类号：U269.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0082-02
引言
电力变压器指的是电力系统一次回路中供输、配、供电用的变压器。在供电系统中变压器是非常重要的电气设备。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。
一、电力变压器简要介绍
1、电力变压器的分类
按作用分：有升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器等。
按结构分：有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器等。
按冷却方式分：有油浸自冷变压器，干式空气自冷变压器、干式浇铸绝缘变压器、油浸风冷变压器、油浸水冷变压器、强迫油循环风冷变压器、强迫油循环水冷变压器等。
目前，我们生活区供电变压器常用的是油浸式电力变压器和干式电力变压器。
2、电力变压器的主体结构
2.1 油浸电力变压器
变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置和出线装置组成。器身包括铁心、绕组（绕圈）、绝缘、引线和分接开关；油箱包括油箱本体和油箱附件（放油阀、接地螺钉、铭牌等）；冷却装置包括散热器和冷却器；保护装置包括储油柜、油标、安全气道、吸湿器、测温元件和气体继电器；出线装置包括高、低压套管。
变压器的铁芯是由铁芯柱和铁軛组成的闭合磁路，用厚度0.35～0.5㎜的硅钢片叠压或卷绕而成。硅钢具有良好的导磁性能，是最常用的导磁材料。薄片本身就能减小涡流损失，加之硅钢片之间经过绝缘处理，更能减少涡流损耗。硅钢是软磁材料，磁滞回线很瘦，磁滞损耗小；硅钢的电阻率较高，有利于限制涡流，减小涡流损耗。
油浸电力变压器的铁芯和绕组都浸没在绝缘油里。变压器的油兼有散热、绝缘、防止内部元件和材料老化以及内部发生故障时熄灭电弧的作用。容量稍大的变压器，油箱外焊有散热管，油经过油箱的散热管循环流动，把绕组和铁芯发出的热量散发到空气中去。大型变压器还可采用家装风扇、强迫油循环以及水内冷等冷却方式。
2.2 干式变压器
干式变压器的铁芯和绕组的冷却介质为空气。为了便于制造和维护，小容量、低电压的特种变压器，也有做成干式的。一般用于安全防火要求较高的场合。浇注式干式变压器。用环氧树脂或其他树脂浇注作为主绝缘，结构简单、体积小，适用于较小容量的产品。
二、电力变压器常见的故障类型及故障产生原因
电力变压器是静止的电气设备，是供配电系统中实现电能输送、电压变换，满足不同电压等级负荷要求的核心器件，我们生活区里使用最多的是三相油浸式电力变压器和环氧树脂浇注式干式变压器。变电所中的电力变压器属于直接向生活区居民楼、商网及企事业单位供电的配电变压器。低损耗的铜绕组变压器现在得到了广泛使用。电力变压器在运行中，由于其内部或外部的原因会发生一些异常情况，影响变压器正常工作，造成事故。
1 变压器发生故障的常见原因
1.1 缺乏良好的管理及维护。如检修后干燥处理不充分，安装不细心，以及由于检测能力有限导致某些故障未能及时发现而继续发展或故障设备修复不彻底等。
1.2 绝缘老化。变压器在正常运行中，由于长期受到热、电、机械应力以及环境因素的影响，会发生一些不可逆的变化过程，使绝缘老化，通常这一过程非常缓慢，但当设备发生某些异常情况时，则会加速绝缘老化过程，迅速形成故障。
另外恶劣的环境和苛刻的运行条件，以及长期超过技术规定允许的范围运行，往往是直接导致故障的起因。
2 变压器故障按部位分类分析
日常维修工作中，经常遇到的变压器故障按通常可分为引线套管等故障。
2.1 引线故障分析
引线是变压器内部绕组出线与外部接线的中间环节，其接头通过焊接而成，因而焊接质量好坏直接影响到引线故障的发生。其主要故障模式有：引线短路、引线断路、引线接触不良。
引线相间短路和不及时处理会导致绕组相间短路，属致命性故障，事故扩大会发展成为灾难性故障。引线接触不良时会产生局部高温烧断引线而使变压器停止运行。
引线接触不良有以下原因：①螺栓松动；②焊接不牢；③分接开关接点损坏。针对上述原因，应采取如下措施：①在变压器停运检修时，应对接触不良的螺栓都重新紧固；②检修时在焊接前必须将焊接面清洗干净，焊接后认真检查焊点质量，以防运行时焊点脱落引起事故；③应将开关转换到位，逐个紧固螺栓，确信一切正确无误后，才允许投入运行。
2.2 套管故障分析
套管是变压器内绕组与油箱外联结引线的重要保护装置。它长期遭受电场、风雨、污染等影响，易使瓷釉龟裂，绝缘老化，是变压器故障多发部位。其故障式主要有：套管炸裂、套管位移、开焊、局部放电。套管爆炸将致使变压器停运甚至烧毁，故属于致命性故障；套管位移、開焊将会有水顺着套管进入变压器本体内，极易导致变压器绕组短路或相间短路，局部放电或易局部过热，易使套管内部绝缘击穿，属临界性故障。 一般处理方法是：① 清除瓷套管外表面的积灰和脏污；② 若套管密封不严或绝缘受潮劣化则应更换套管。
3 从变压器的异常声音判断故障
3.1 “噼啪”的清脆击铁声。这是高压瓷套管引线，通过空气对变压器外壳的放电声，是变压器油箱上部缺油所致。处理方法：用清洁干燥的漏斗从注油孔插入油枕里，加入经试验合格的同号变压器油（不能混油使用），补油量加至油面线温度+20℃为宜，然后上好注油器。否则，油受热膨胀会产生溢油现象。如条件允许，应采用真空注油法以排除线圈中的气泡。对未用干燥剂的变压器，应检查注
油器内的排气孔是否畅通无阻，以确保安全运行。
3.2 特殊噪声。由于负载和周围环境温度的变化，使油枕的油面线发生变化，因此，水蒸气伴随空气一并被吸入油枕内，凝成水珠，促使内部氧化生锈，随着积聚程度加剧，会落到油枕的下部。铁锈通过油枕与油盖的连通管，堆积在部分轭铁上，从而在电磁力的作用下产生振动，发出特殊噪声。这还会导致变压器运行油机械杂质增多，使油质恶化。处理方法：油枕與集泥器的清洁是同时进行的，应根据变压器的负荷情况，温升状况来决定。使用经验证明，两年清洁一次为好。
4 变压器温度异常
变压器在负荷和散热条件、环境温度都不变的情况下，较原来同条件时的温度高，并有不断升高的趋势，也是变压器温度异常升高，与超极限温度升高同样是变压器故障象征。引起温度异常升高的原因有：①变压器匝间、层间、股间短路；②因漏磁或涡流引起油箱、箱盖等发热；③长期过负荷运行，事故过负荷；④散热条件恶化等。
处理方法：运行时发现变压器温度异常，应先查明原因后，再采取相应的措施予以排除，把温度降下来，如果是变压器内部故障引起的，应停止运行，进行检修。
5 油色异常，有焦臭味
新变压器油呈微透明、淡黄色，运行一段时间后油色会变为浅红色。如油色变暗，说明变压器的绝缘老化；如油色变黑（油中含有碳质）甚至有焦臭味，说明变压器内部有故障（铁心局部烧毁、绕组相间短路等），这将会导致严重后果，应将变压器停止运行进行检修，并对变压器油进行处理或换成合格的新油。变压器油在变压器中起绝缘和冷却作用，若油质变坏就会起不到应有的作用。为防止因油质变坏而发生严重后果，应在变压器正常运行时，定期取油样进行化验，以便及时发现问题。
以上对变压器的声音、温度、油位、外观及其他现象对配电变压器故障的判断，只能作为现场直观的初步判断。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，有时甚至会出现假象。必要时必须进行变压器特性试验及综合分析，才能准确可靠地找出故障原因及处理方法。
参考文献
[1]钱厚义，港口供电，第一版，上海：上海市新闻出版局（92）第079号，1992.16-79.
[2]苑世光，对低压配电变压器常见问题的探讨，黑龙江科技信息，2008年，20期.
[3]陈化钢.电气设备预防性试验方法.北京：水利电力出版社.1999.4.
[4]董其国.电力变压器故障与诊断.北京：中国电力出版社.2000.4.
[5]谢明羽，郭阳光.变压器内部故障的检测.内蒙古电力技术.1999.4.