10kv电力变压器常见故障及继电器保护
崔月松
[摘 要]变压器是电力工业中的大型设备，其安全、可靠和高效的运行对我国国民经济的发展和人们生活质量的提高具有非常重要的意义。本文对电力变压器常见故障及诊断技术进行了探讨。
[关键词]电力；变压器；常见故障；诊断技术
中图分类号：TM41；F426.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0075-01
变压器的正常运行是机械设备保持持续工作能力的关键，对企业的工作效率也会产生间接影响，确保变压器的可靠性和稳定性不仅需要选择质量优秀的变压器，还要在平时的工作中定期对变压器进行检查维修，及时发现变压器出现的问题，有效延长变压器的使用寿命，才能保证机械设备的可靠性。
一、电力变压器常见故障分析
1、绕组故障
绕组故障是电力变压器最严重的一种故障，其分为相间、层间和匝间的断线、接地和短路等，经常发生高能量放电或者电弧放电。电力变压器绕组故障主要是由于电力变压器加工制造过程中绝缘损坏或者老化而发生短路，周围环境温度比较高影响电力变压器正常散热，漏油造成电力变压器油量不足，冷却系统故障导致电力变压器过热，并且电力变压器长时间过负荷造成绝缘劣化，一旦发生短路冲击会导致电力变压器绕组松动。
2、分接开关故障
电力变压器分接开关故障主要分为有载调压和无载调压，有载调压开关故障包括固定绝缘杆畸变、分接开关相间短路、过电压电弧故障等，当电力变压器在短路状态下，过电流会造成电力变压器触头损坏，有时也会发生机械性故障，接头焊接和导体接触不良也会导致电力变压器过热性故障。
3、绝缘故障
大多数的电力变压器故障和损坏主要是由于绝缘系统发生损坏，特别是油浸式变压器，其主要包含固体绝缘介质和液体绝缘介质，如绝缘垫、绝缘板、绝缘纸等，液体绝缘介质主要是指变压器油，电力变压器发生绝缘故障多是受到过电压、油保护方式、湿度、温度等因素的影响。
4、铁芯故障
电力变压器是电磁能量交换、变压器传递的重要部件，其主要由铁芯、绕组组成，电力变压器铁芯在静电感应下产生悬浮电位，如果电力变压器铁芯多点接地会在电力变压器系统中形成回路，主磁通条件下产生大量电流，导致电力变压器局部过热，如果不能及时进行处理解决，会造成电力变压器绕组和油过热，加速油纸的老化。
5、套管故障
电力变压器套管故障经常表现为相间闪络和油箱击穿，由于电力变压器的表面污秽或裂纹会导致油箱击穿，在实际应用中相间闪络主要是受到外界环境的影响。
二、电力变压器常见故障的诊断技术
1、红外技术故障诊断
针对变压器的故障诊断，我们不仅可以选择物理诊断方法，另外还可选择一些现代化的先进诊断手段，比如说红外诊断技术。红外诊断技术一般是对变压器实施无损检测从而实现故障检测。当变压器处于正常的运行状态下，我们可以选择红外设备对变压器实施全方位的扫描检测，按照变压器表面不同的温度变化，能够获得红外热像数据，我们将这些数据进行统计与综合的分析，一般情况下变压器表面所产生的温差大约为0.1℃到0.5℃的范围之内。选择红外诊断技术的主要优势在于它不会因为变压器处于运行状态下所产生的高压强电力而受到影响，所以在故障诊断的过程中也不会对变压器的正常工作产生影响，能够最大程度上的确保检测对象和测量仪器操作的安全性。采取红外检测技术不会产生不必要的故障检测资源浪费，同时红外检测设备也能够被重复的使用，在很大程度上提升了实际的经济效益，降低了诊断成本。
2、绕组变形检测与局部放电测量
变压器绕组变形是其发生故障的主要原因之一，如果变压器绕组发生比较严重的变形或者直接烧坏，则会造成停电或其他故障的产生，所以我们能够从绕组这方面当成是诊断的突破口，从而了解到真正导致变压器发生故障的原因。因为变压器出口发生短路，则会产生比较强烈的短路冲击点动力导致绕组出现变形或扭曲的情况，一般来说都可以选择频谱法来进行检测，可以获得绕组变形的具体情况数据。另外也可以选择局部放电测量技术进行诊断，这一技术不仅有在线监测，同时也能够实现离线测量，还可以通过红外线以及超声波来进行测量。在对变压器进行故障诊断的过程中选择局部放电检测，能够有效的降低实际诊断时间，但因为它对检测设备的要求较高，成本也相对更高，所以在实际应用中尚不普遍，还有待进一步的完善。
3、模糊理论的故障诊断法
顾名思义，这是一种基于模糊理论的故障诊断技术，一般是用于判断变压器是否真正存在运行故障，其诊断流程也比较简单。因为在进行故障诊断时会受到很多外部因素的干扰，很多故障并不能够被清楚的反应出来，并且不同的技术人员会对一些故障给出有差异的解释，导致诊断结果常常会有一定的主观性与不准确性，一些时候甚至会存在一定程度上的误判，从而对变压器的实际故障诊断与检修工作产生很大的影响，而应用模糊理论故障诊断技术，就能够有效的弥补实际工作中存在的这一缺陷。
4、三比值法
三比值法是变压器在正常运行下最重要的诊断方法。其三比值法的工作材料是利用氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙烃等气体进行检测，并且利用这五种气体的合理比例来对变压器内部故障的诊断。三比值法的优点在于其检测出来的数据较为简单明了，并且分类也较为详细，更加便于操作人员的实际操作，但同时，三比值法也存在了一定的缺陷，例如编码缺损与边界处理绝对等问题。而经过相关的测试，其三比值法的测试结果，其准确率只有百分之六十左右。
5、特征气体分析判断法
特征气体分析判断法在很大程度上可以反映促使绝缘材质分解的故障电热源的事物本质。与此同时，绝缘材质的不同，其故障点产生气体的特征也不相同。在绝缘纸的热分解过程中，其主要的特点是故障点的局部能量与碳氢化合物两者之间形成正比例，前者密度越高，其后者的不饱和度就越高，而从相关的试验数据上看，故障点温度与乙烯和乙烷的比例呈正方向发展，而故障点温度与甲烷比例为反比。特征气体分析判断法的优点在于促使故障的判断更加直观、方便与简单。相对其他的故障诊断方法，特征气体分析判断法一般不考虑比值方法，并且其方法在实际的使用中，应当与其他方法有效的结合。
6、大卫比值法
大卫比值法相对于比值法，其优点在于保留了一些不完整的比值限值和无法比值的数据。大卫三角形比值法的工作原理是比值点落在某个区域内，那么该区域所对应的故障类型就是比值对应的故障类型。但是当比值点处在故障区域的中间位置或是边界线，大卫比值法就无法正确的反应故障的原因。
7、智能方法
智能方法主要有两个具体方法，其中包括神经网络法、范例推理法等。神经网络法的工作原理是在人工神经网络的基础上利用变压器油中色谱分析方法，对故障做出准确的诊断，但由于输入输出关系的复杂性，使其网络性也逐渐下降。范例推理法是一种较为简单的邻搜法，并可以在大范围内进行问题的搜索，现如今的范例推理法大多数是以欧氏距离为基础而进行的范例搜索。
总之，电力变压器是确保整个电力系统能够正常运行的关键要素，它的内部系统结构非常复杂，因而很容易出现一些大大小小的故障，需要对其进行定期检查，而且一般情况下其所需要的修复时间会比较长。电力变压器在保障电力系统的稳定性上发挥了重要的作用，只有科学有效的方法，合理地解决变压器出现的各种故障，就能保证实际电压稳定。
参考文献
[1] 韩冬.变电运行中的变压器故障及防范措施[J].电子技术与软件工程. 2014（14）.
[2] 周中平.变压器故障原因及处理对策分析[J].广东科技. 2014（12）.
[3] 刘磊.电力变压器故障诊断新技术浅析[J].电子技术与软件工程. 2014（11）.
[4] 彭炜峰.电力变压器故障原因及处理方法的分析[J].河南科技. 2014（06）.
