1、质量与管理模具制造 2023年第11期电力变压器故障分析与检修策略研究刘尚志，张 帆（国网乌鲁木齐供电公司，新疆乌鲁木齐 830000）【摘要】电力系统运行的过程中变压器一旦出现故障就会引发重大事故，不仅影响企业的正常运行，还会给相关工作者带来工作风险，直接影响工作效率。变压器工作的环境复杂程度比较高，应该结合变压器运行的整体情况，制订变压器维护和管理计划，分析影响变压器运行的因素，全面提高相关设备的安全性能，减少安全事故发生的可能性。关键词：电力变压器；故障分析；检修策略中图分类号：TM42 文献标识码：BDOI：10.12147/ki.1671-3508.2023.11.082Resear
2、ch on Fault Analysis and Maintenance Strategies for Power TransformersLiu Shangzhi，Zhang Fan（State Grid Urumqi ElectricPower Supply Company,Urumqi,Xinjiang 830000,CHN）【Abstract】Once a transformer malfunctions during the operation of the power system,it can cause major accidents,not only affecting th
3、e normal operation of the enterprise,but also posing a serious threat to the lives of workers.The complexity of the working environment for transformers is relatively high.A maintenance and management plan for transformers should be formulated based on the overall situation of transformer operation,
4、analyzing the factors that affect transformer operation,comprehensively improving the safety of transformer operation,and reducing the possibility of safety accidents.Key words:power transformer；fault analysis；maintenance strategy1 引言作为供电系统中非常重要的组成部分，变压器的主要结构为磁芯、线圈，其运行会受到诸多因素影响，如果变压器发生故障，将会直接影响供电系统的
5、正常运行。其运用感应特性进行相关能量的转换，然后利用供电系统将电能输送给用户。绕组形变、接触不良是变压器运行中的常见故障。为了增加检修质量、提高工作质效，应积极发挥电气试验的作用。2 变压器概述利用线圈之间的匝数比实现电压的升降从而将电力供给到用电用户中。在实际的使用过过程中，变压器需要将高压电转变为安全用电，保证用电用户的电力使用安全。因此，变压器作为电网系统中的重要部件，其质量对供电的品质有着非常重要的作用。目前我国使用的变压器主要有干式变压器、组合式变压器以及配电变压器。其中组合式变压器的结构简单、能够实现灵活调整，这就使升降压整个过程比较科学、简单，但是在实际使用过程中容易出现变压器故
6、障，导致电网系统供电质量受到影响，因此需要对变压器进行故障检测，保证其稳定的运行状态。3 变压器常见故障常见故障，也就是工作中经常遇到的故障，如表1所示。3.1 绕组形变故障这里所说的是非常常见的一种情况，短路电流容易冲击变压器内部部件，进而引发绕组形变故障。一 256质量与管理模具制造 2023年第11期旦存在短路冲击电流，会严重威胁变压器绕组。此外，短路冲击电流还可能引发部分变压器绕组线圈形变。传统短路电抗法、频率响应法难以检测绕组形变故障，而离线吊芯检查法可以检测出这种故障，但是对人员技术、设备、资金等方面都有着较高的要求，还会严重损害变压器本身绕组1。表1 工作中常见变压器故障序号12
7、34故障类型绕组形变铁芯接触不良其他表现短路电流冲击绝缘老化存在杂质等/3.2 铁芯故障一般来说，变压器工作比较稳定，很小的概率会发生故障（图1为变压器铁芯故障），但是，如果投运时间较久，各部件老化，或者老化速度较快，随之而来的会对其正常运行带来影响。图1 变压器铁芯故障图3.3 接触不良故障变压器长期运行中容易出现接触不良故障，铜线圈是大多变压器所用的内部线圈，在铜线圈使用中容易出现和其他线圈接触不良的情况。在变压器中合理使用绝缘油可以提高其绝缘性能，但是绝缘油中不可避免地存在一些杂质，这些杂质会在变压器长期运行过程中逐渐被分解，导致绝缘油内累积越来越多的杂质，当杂质过多时会影响变压器的绝缘
8、性能，导致出现接触不良的问题。4 变压器故障的原因社会经济持续增长的过程中人们对电能的需求量在不断增加，我国电网的覆盖面也在逐步扩大。变压器是电网稳定运行的基本设备，技术人员应结合变压器运行的整体情况以及变压器的型号规格等，制订变压器故障维护措施。当前变压器故障类型比较多，主要包括以下几点：接触不良。变压器故障中常见的为接触不良，变压器是由多种不同的元件以及设备构成的，使用过程中出现接触不良的可能性比较大2。例如，线路连接时，线路出现接触不良，导致变压器的正常运行受到严重影响，电力运输效果会下降。同时，变压器安装的过程中如果开关安装不当也会导致出现接触不良的问题，如果得不到正常处理会引起线路短
9、路或者断开的问题。变压器经过长期使用，环境中的灰尘或者杂物等会进入变压器内部，长期得不到处理就会出现变压器接触不良的问题；绝缘性能降低。通常情况下变压器运行一段时间后其温度会升高，长时间处于高温高压的状态，就会导致变压器故障出现的可能性增加。同时，电气试验阶段，技术人员缺少对变压器绝缘性能的检测，不利于电气设备的稳定运行。变压器出现绝缘性主要是运行时间比较长，导致设备出现老化的情况。同时，受外力的影响，元器件出现松动的情况，进而增加了绝缘故障出现的可能性。此外，变压器内部机油使用的时间比较长，其物理化学性质已经发生了一定变化，也是导致出现绝缘性故障。5 电力变压器故障检修策略为了使变压器能够正
10、常工作，不影响对用电客户的供电，提供更优质的服务，就需要提出相关解决策略，如表2所示。表2 相关解决策略序号123456措施分析设备对设备评估技术创新定期维护安全教育其他备注/节约成本新技术增加使用寿命培训、讲座/5.1 做好电气设备故障分析预防在电气设备管理工作范畴内，重点加强对变电故障的管理工作实践十分必要。能维护好整个变电系统工作环境的安全与稳定，也能驱动各项电机设备管理工作实现高效落地。在全新的管理工作要求导向下，接下来有关单位需要结合所掌握的电气设备运行环境加以分析。结合设备的类型和功能展开系统性的评估，以便可以精准判定存在的变电故障隐患3。然后，在树立良好管控工作观念的前提下，制订
11、出更具有可行性的管控工作方案。以保证有关人员在接下来的管理工作范畴内，能基于对电气设备的详细了 257质量与管理模具制造 2023年第11期解，根据其所呈现的结构特性和性能，就具体的管理工作方案加以优化，提高整体的管理水平，也能促进电气设备真正实现稳定地运行。5.2 设备的健康评估为了保证电力供应的安全性，减少由于经常运维检修造成的成本上升，业内开始对变压器进行健康检查，并进行相关的运维检修设定。其中包括电抗器、断路器、变压器等，制订了相关的工作方案。但由于设备成本高、结构复杂、功能复杂、工作性质各异，使用的状态量太多，呈现出大量的模糊性和不确定性。在发展中，缺乏全面、客观、全面的评价标准。行
12、业开始运用机器学习和数理统计方法，一般将其分为数学模型来进行客观的计算；使用机器学习方法，根据训练样本，直接建立状态量与变压器状态评价的预测模型。5.3 对故障诊断技术进行革新，优化故障诊断及处理方案在电气设备故障诊断的过程中，大部分传统故障的诊断都是靠维护检修人员的主观经验预测出症结所在，好多故障的诊断甚至都不需要采用相关的检测仪表或者仪器，维护检修人员凭借听、看、闻、摸等方式，直接对故障发生的原因、位置进行判断和定位。结合国内电厂电气设备故障特征，从整体上可以将其分为趋势性恶化以及偶发性恶化。对前者趋势性恶化来说，其主要是电气元件在长时间工作期间，由于元件所用材料逐渐老化，其本身稳定性也会
13、越来越差，元件很容易受到损坏，从而导致设备出现故障。对这种趋势性恶化情况而言，电气设备维护管理者要加大对元器件工作中各项参数的有效解析，并及时对其外观变化情况进行检查，提高检测检查的频率，重点对易损元器件的实际使用时长进行关注，要针对不同的元器件特点，将故障处理方案提前做好。对于后者，偶发性恶化通常都具备一定随机性，故障诊断比较困难，通常需借助一定的检测手段才能提前发现4。5.4 优化变压器设备维护变压器在当前的电气设备体系组成中占据着重点地位，其关乎着整个电气系统运行的安全，可以说是设备体系的核心。若在运行的过程中，变压器设备出现故障，那么将严重影响整个电力系统的安全，甚至还会给正常的供电带
14、来不良影响。因此，在接下来的维护管理工作范畴内，有关单位需高度重视对变压器设备的维护与管理。首先，要结合对变压器设备组成结构以及功能模块的了解，进行细致分析。结合以往的管理实践经验，就在变压器设备维护过程中发现的主要风险类型加以分析。结合经验判断风险的诱因，确定接下来的维护处理方向。之后，要组织专业的技术人员在智能化载体依托下，对变压器设备的各项运行参数进行统计分析。以便可以及时发现问题所在精准定位发生故障的位置，然后督促有关人员对其进行维护处理。在针对变压器设备进行维护管理时，要制订长效的维护工作机制，不断改革与优化维护的工作方案和技术手段。从而在降低对变压器设备损伤的前提下，实现无损检测和
15、高质量的维护管理。要培育广大工作人员形成良好的责任意识，在日常的设备维护与管理工作期间，全面关注变压器设备的运行情况，了解其所存在的潜在风险和故障5。然后，结合自身所掌握的专业知识与维护技能，对其进行规范的处理。这样能有效控制风险发生概率，也能促使电气设备真正实现稳定运行、高效发展。5.5 加强安全教育引导工作随着国网对安全生产的政策越来越健全，也对其要求也越来越高，对全体员工的要求也越来越高，就需要经常对员工进行培训、学习等，以增加安全意识，做到万万无一失6。总之，变压器作为电力系统重要组成部分，对电力系统运行的稳定性具有一定的影响，甚至有着决定性作用。伴随我国电力市场的变化与国家对智能电网
16、的需求改变，对变压器的故障处理与维修需要依托于更先进的电气试验技术，对具体的故障和位置实行有效的方案，保障变压器在日常工作运行中的稳定性，同时具备更宽泛的保护范围，一定程度上减少事故发生的次数。参 考 文 献1古思平.刍议电力变压器性能测试及故障诊断J.农村电气化,2021,(09):74752姚曙,杨娟,宋金德.电力变压器的故障诊断与检修方法研究J.无线互联科技,2021,18(15):66673唐飘逸,王秀敏.电力变压器故障分析与技术改进思考J.现代制造技术与装备,2021,57(07):1761774董伟广.电力变压器在线监测与故障诊断的系统研究D.湖北民族大学,2021.5Ali Mohammed Ali Abdo.提高电力变压器故障分类准确度的数据优化新模型D.山东大学,2021.6焦佩林.基于振动信号的电力变压器绕组故障诊断研究D.河北工业大学,2021.第一作者简介：刘尚志，男，1995年10月生，汉族，新疆昌吉人，本科，工程师，研究方向：电气工程及其自动化。（收稿日期：2023-07-16）DMM 258
