董宏宇项东李强白祥宇
（国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐830011）
摘要：随着经济的不断发展，社会在快速的进步，本文对变压器故障诊断和检修策略进行研究，首先对变压器常见故障类型进行分析，然后就变压器故障诊断方法进行详细阐述，并在此基础上提出变压器检修策略，最后根据本文所提出的变压器检修策略进行实验分析。
关键词：变压器；故障诊断；检修策略
引言
本文针对变压器故障诊断和检修策略展开研究，旨在帮助相关人员能够利用变压器故障诊断方法以及检修策略来有效地降低变压器发生故障的概率，并对已经发生的故障能够及时诊断，从而切实保障整个电力系统能够安全稳定地运行。
1变压器故障诊断的目的和意义
在国家经济高速发展的时代背景下，电力在各个行业的地位都在不断增加，电力系统中最重要的部分就是变压器，它的作用是变换电压、分配电能以及电力的传输．变压器故障诊断技术主要作用是防止变压器因故停机而带来的经济损失．据文献资料显示，美国东部时间2003年8月14日15时左右，美国中西部，东北部及加拿大安略省部发生大面积停电，损失负荷达61．8GW，大面积停电导致北美地区近5000万人口生活供电中断．格林尼治时间2006年11月4日21∶30左右，西欧国家发生大面积停电事故，涉及8个国家，损失负荷16GW，大部分地区1小时后才恢复供电，部分地区断电最长达90min，德国工业重镇科隆一度陷入瘫痪，此次停电事故导致约1000万人受到影响．一般而言，变压器的容量随着等级的升高而变大，容量越大的变压器发生故障时造成的损失也越大．近年来，电力变压器在材料改进、设计方法和制造技术上有所提升，从而运行稳定性也有所提高，可仍然做不到零事故．
2变压器常见故障类型
2.1电性故障
有一种故障是由于电场能量过大，或将击穿绝缘材料层，此时在变压器内部能量的密度分布不均，若能量集中在间隙中会引起局部放电；如果是断续地放电则属于火花放电；还有种是产生电弧成为电弧放电，这3种类型统称为电性故障．电性故障对设备的损害非常致命，会直接损坏绝缘材料，需更换部件才能继续使用．将击穿线圈内部空间或是造成引线断裂等类似发生在线圈里面的故障称为电弧放电，在这种故障发生时，内部会迅速生成大量气体，而且这种故障很难提前预测到，因为外观来看一切正常，内部的变化具有瞬时性，稍有不慎就会发生，因此此类算是顽疾，最好应用监测技术并缩短检测周期以便于及时发现及时作出相应措施．变压器受外部环境影响而导致不能稳定运行，例如在运行过程中若负荷不稳定，绝缘油体积会出现热胀冷缩的现象，此时一旦有潮湿的空气、杂质、水分被吸入变压器内部后，会严重影响其性能，甚至可能会加快绝缘油的老化，而且在电场力的作用下分解绝缘油，产生氢气，加速了绝缘油的裂化，导致其绝缘性能下降．
2.2过热故障
热故障是变压器故障中最普遍且频率最高的故障类型，对变压器能否稳定运行起着决定性作用．绕组温度过高、漏磁、换气设备停止工作、引线故障或者存在异物都容易引发热故障产生．绕组中发生热故障通常由两种类型造成，其一是技术，其二是质量．前者主要指的是技术发展跟不上器件和导线的步伐，在技术上不能完全满足生产需要，结果在使用过程中长时间使用的话老化速度很快，进而引起匝间短路发生热故障；后者主要指的是材料自身存在缺陷，属于产品质量问题，会造成匝间短路，尽管不是很严重，但是长时间在此状态下运行，也会逐渐升温而产生热故障．可以根据变压器内部气体含量来判断是否故障。
3变压器故障诊断方法
3.1油中溶解性气体分析法
目前，通过绝缘油实现绝缘散热的油浸式变压器的应用最为广泛，这种变压器容易在热应力等因素的影响下出现绝缘油、绝缘纸老化问题，同时生成不同故障气体。由于不同故障位置所生成的故障气体在成分上具有较大差异性，因此可以通过分析故障所产生气体中各种成分的含量、比重，以此诊断变压器所发生故障的类型。
3.2外部特征监测法
当变压器出现放电故障时会随之出现一系列的外部特征，包括电脉冲、电磁脉冲等电性特征以及发光、发热、异常噪声等非电特征。因此，通过对上述电性及非电特征的监测，能够较为准确地判定放电能量强度以及发展趋势等信息，从而准确诊断变压器放电故障。
3.3红外测温法
当变压器出现过热故障时，由于故障导致变压器产生大量热量，因此可以通过对热量进行监测来实现故障诊断。目前常用的方法为红外测温法，该方法利用红外测温技术对变压器故障时的热量进行监测，然后将监测结果转化视频信号进行显示，以此诊断故障类型并进行故障定位。除上述几种变压器故障诊断方法外，目前在实际应用中还有许多较为常用的方法，如绝缘电阻测试、低压脉冲响应测试和绕组间的漏感测试等。
4变压器检修策略
如上文中所述，变压器故障时会随之出现一些特征，通过检测分析这些特征能够发现并诊断变压器故障。本文在此基础上提出相应的变压器检修策略。首先，根据检修内容将变压器检修工作细分为四种类型：（1）A类检修在停电环境下进行，主要检修内容包括变压器整体检查、吊罩及吊芯检查、部件的维修及更换、故障试验等；（2）B类检修在停电环境下进行，主要检修内容包括油枕、调压开关、非电保护、绝缘油等变压器各主部件的检修和更换；（3）C类检修在停电环境下进行，主要是根据《输变电设备状态检修试验规程》等有关规定，对变压器进行常规性的清洁、检修及试验等工作；（4）D类检修在通电环境下进行，主要检修内容包括变压器带电测试、水冲洗、冷却系统部件更换、检修以及保养等工作。然后，周期性地对变压器进行C类常规性检修，了解变压器的具体运行情况，从而选择下一步检修的类型，并制定具体的变压器检修计划。变压器不同运行情况下的所适用的检修类型如下：（1）当变压器运行正常时，适宜采用C类检修类型，即常规性检修；（2）当变压器运行异常时，适宜采用B类检修类型，即对变压器各主部件进行检修和更换；（3）当变压器运行出现严重故障时，适宜采用A类检修类型并尽快实施。
5实验分析
根据上文中所述的变压器检修策略，本文进行实验分析。实验采用SFSZ10-180000/220型变压器，该变压器运行约半年，故障类型为低压绕组熔断。首先，根据本文所提出的变压器检修策略对该变压器进行C类检修。通过C类检修，发现该变压器为较为严重的故障状态，因此选择A类检修对其进一步检修，同时制定相应的检修计划。最后根据检修计划对该变压器进行故障诊断和处理工作。本实验中主要采用了直流电阻试验、油中溶解气体分析、铁芯绝缘电阻试验等方法对变压器绕组进行检测，实验中首先对该变压器进行了直流电阻试验，其结果显示该变压器高压侧直流电阻三项互差低于2%，低压侧直流电阻三项互差则高于70%。根据此结果对变压器故障进行诊断，判定其故障类型为低压绕组断线。对实验变压器油进行取样分析，色谱分析结果显示油中溶解气体中乙炔成分所占比重很大，并且其增长趋势最为明显。由此可以诊断该变压器故障类型为内部高能放电。对实验变压器进行铁芯绝缘电阻试验，将试验结果与正常值进行对比，对比结果说明该变压器的故障类型为铁芯接地故障。
表1变压器铁芯绝缘电阻试验结果对比
结语
本文对变压器故障诊断和检修策略的研究结果说明：变压器各种故障时所产生的不同特征是发现和诊断变压器故障的重要依据，因此，在变压器的检修工作中必须重视对这些特征的监测，并运用故障诊断方法对其进行试验分析，从而及时有效地发现变压器故障，保障电力系统安全稳定地运行。
参考文献：
[1]杨红平，张翰林.变压器套管故障的在线监测技术[J].变压器，2017，54（12）：62-64.
[2]周国梁.油浸式电力变压器绝缘故障分析和处理[J].通讯世界，2017（24）：197-198.