预防变压器故障的措施（精选10篇）
摘要：在电力系统中，配电变压器占据着至关重要的地位，其安全运行直接关系到配电线路的供电可靠性。一旦出现故障，将直接影响电网安全经济运行，给人民群众的正常生活带来损失。本文分析了电网配电变压器的故障原因，探讨了电网配电变压器的预防措施。
关键词：电网配电变压器；故障原因；预防措施
配电变压器是电力主体设备，随着系统容量和电网规模的扩大，配电变压器故障给电网安全经济运行带来的影响越来越大。为确保其稳定运行，最基础的工作就是做好日常检查和检测，对变压器常见故障现象做出正确判断分析，并及时采取针对性的运行和检修预防措施，有着至关重要的作用。
一、电网配电变压器的故障原因
1.绕组故障
电配电变压器在长期过载运行的情况下，由于部分低压线路维护不到位，使绕阻发热使绝缘逐渐老化，容易造成匝间短路、相间短路或对地短故障的发生。发生短路时变压器的电流超过额定电流几倍甚至几十倍，线圈温度迅速升高，导致绝缘老化，同时绕组受到较大电磁力矩作用，发生移位或变形，绝缘材料形成碎片状脱落，使线体裸露而造成匝间短路。铜、铝线质量不好，形成局部过热，线圈绝缘受潮，系统短路使绕组造成的机械损伤，冲击电流造成的机械损伤等当绕阻焊接不良，在大电流过热及内部匝间短路引起的电动力作用下，会引起绕阻引线断裂造成事故扩大。
2.过电压
配电变压器按规定要求必须在高、低压侧安装合格的避雷器，以降低雷电过电压、铁磁谐振过电压对变压器高低压线圈或套管的危害。主要有以下原因造成配电变压器过电压而损坏：①避雷器安装试验不符合要求，安装避雷器一般是三只避雷器只有一点接地，在长期运行中由于年久失修、风吹雨打造成严重锈蚀，气候变化及其它特殊情况造成接地点断开或接触不良，当遇有雷电过电压或系统谐振过 电压时，由于不能及时对大地进行泄流降压因而击穿变压器；②只重视变压器高压侧避雷器的安装试验，而轻视低压侧避雷器的安装试验，因变压器低压侧不安装避雷器，在变压器低压侧遭雷击时，产生逆变对变压器高压侧线圈进行冲击的同时，低压侧线圈也有损坏的可能。
3.分接开关
（1）分接开关裸露受潮。由于将军帽、套管、分接开关、端盖、油阀等处渗漏油，使分接开关长期裸露在空气中，又因为配电变压器的油标指示设在油枕中部，变压器在运行中产生的碳化物受热后又产生油焦等物质，容易将油标呼吸孔堵塞，少量的变压器油留在油标内，在负荷、环境温度变化时，油标管内的油位不变化，所以不容易被及时发现。
（2）高温过热。正常运行中的变压器分接开关，长期浸在高于常温的油中，会引起分接开关触头出现碳膜和油垢，引起触头发热，触头发热后又使弹簧压力降低或出现零件变形等情况，又加剧了触头发热，从而引起电弧短路，烧坏变压器。
（3）本身缺陷。分接开关的质量差，存在结构不合理、压力不够、接触不可靠、外部字轮位置与内部实际位置不完 一致等问题，引起动、静触头不完全接触，错位的动、静触头使两抽头之间的绝缘距离变小，引发相间短路或对地放电。
（4）人为原因。有的电工对无载调压开关的原理不清楚，经常调压不正确或不到位，导致动、静触头部分接触或错位。
4.二次侧短路
当电网配电变压器发生二次侧短路、接地等故障时，二次侧将产生高于额定电流 20～30倍的短路电流，变压器一次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路 电流的消磁作用，大电流在一方面使变压器线圈内部将产生巨大机械应力，致使 圈压缩，主副绝缘松动脱落、线圈变形。另一方面由于短路电流的存在，导致一、二次线圈温度急剧升高，此时如果一、二次保险选择不当或使用铝铜丝代替，可能很快使变压器线圈烧毁。
二、电网配电变压器的预防措施
1.做好运行前的检查测试
电网配电变压器投运前必须进行现场检测，1O00V和2500V兆欧表测量变压器的一、二次绕组对地绝缘电阻（测量时，非被测量绕组接地），以及一、二次绕组间的绝缘电阻，并记录测量时的环境温度。绝缘电阻的允许值没有硬性规定，但应与历史情况或原始数据相比较，不低于出厂值的70%（当被测变压器的温度与制造厂试验时的温度不同时，应换算到同一温度再进行比较）。
2.认真检查绕组
（1）匝间短路，吊心检查，匝间短路处绝缘呈黑焦状；测绕组直流电阻，三相电阻不平衡，短路相电阻小；在低压绕组上施加10～20%的额定电压试验，损坏点会冒烟。一般在后天运行中匝间短路较少，因此应对新投运变压器应加强声音及电压电流检查，提早发现并处理。
（2）绕组对地短路，用摇表测量绕组对地绝缘电阻，如阻值为零或接近零则为接地相。吊心检查有无杂物，绕组与铁心间的绝缘套管、绝缘纸板有无损坏，绕组是否变形。试验油的击穿电压值是否合格，应正确用保险丝的容量、接地电阻合格，定期紧固密封螺栓。
（3）相间短路，吊心外观检查，相间短路处绝缘呈黑焦状；测绕组绝缘电阻，相间阻值为零或接近零；测量绕组直流电阻和变压比，与出厂值和以往测量记录做比较，即可判断出绕组的损坏情况
3.合理配置避雷器，防止过电压
（1）在配电变高压侧安装HY5WS-17/50 型氧化锌避雷器。在配变低压侧配电柜（箱）内装设HYI5W-0.28/1.3 型低压金属氧化物避雷器，这样能有效防止低压侧线路落雷时，产生的正变换波对配变的影响，从而起到保护配变及其总计量装置的作用。
（2）在配变的高压侧进线和低压侧出线第一、二、三基杆上的绝缘子铁脚进行接地。当雷击在该线路上时，雷电入侵波便通过这些绝缘子铁撞圈脚接地绝缘薄弱点而引入大地，使进入配变绕组的过电压幅值和陡度大大降低，起到削波减压作用。
（3）降低杆塔的接地电阻，特别是有变压器及避雷器的杆塔的接地电阻。一般而言，可以采用复合接地网来做，水平接地体在土壤中埋深0.6～0.8m，而垂直接地体则在水平接地体基础上打入地中，深度一般2.5m，水平接地体一般采用40mm×4mm热镀锌扁钢，垂直接地体采用50mm×50mm×5mm的热镀锌角钢，接地引上线采10mm 圆钢或40mm×4mm热镀锌扁钢（推荐采用扁钢接地）。
4.正确调节分接开关
变压器分接开关的选择开关，虽然在调压过程 中不参与切断负荷电流，但每一 次切换选择，要求动、静触头都必须可靠接触，且接触的压力和面积满足通过负荷电流的要求，故应采取如下步骤进行：无载调压时，先将变压器停运，测量一次绕组的直流电阻并做好记录；打开分接开关罩，检查检查分接开关的档位，扭动分接开关把手至所需的调整的档位，测量分接开关变挡后一次绕组的直流电阻并做好记录，对比两次测量结果并检查回路的完整性和三相电阻的均一性，检查分接开关位置的正确性后并锁紧，记录分接开关变换情况，合格后恢复供电并测量变压器低压侧电压。
5.加强高低压引线连接工艺
①加强巡视检查，如发现引线接触不良，及时紧固；②采用正确的连接工艺，如采用并帽法连接、铜铝过渡连接、压接，搪锡涂导电膏等措施；③采用新型线夹（接线端子），以增加接触面，降低接触电阻；④避免或减少过载运行，营造好的散热环境等；⑤导电杆通过电流达200A 时，最直接方法，就是配变引线连接螺丝的引线加装固定支架，确保安全距离。
总之，随着设备管理标准化的不断提高，对配电变压器的运行提出了高标准、严要求的运行准则。因此，电网配电变压器的故障问题能否得到及时、彻底的处理，也逐步成为衡量一个电力企业设备管理的重要技术指标。
参考文献：
[1]陆燕峰，陆岳平.对农村电网配电变压器故障的分析[J].大科技：科技天地，2011（15）
[2]汪建华，吴元林.关于电网中配电变压器运行问题的探讨[J].电子技术与软件工程，2013（24）
在正常负载下, 变压器绝缘材料使用期限一般在20年左右。当绝缘枯焦、变黑失去原有的弹性而变得脆弱, 只要绕组稍受振动或绕组间略有相对摩擦, 已老化的绝缘就容易损坏, 造成匝间或层间短路。所以应严格监测变压器的负荷和油温, 就地平衡三相负荷, 不允许超规定过负荷运行, 以免加速绝缘老化, 缩短变压器的使用寿命。
2 绝缘油劣化
绝缘油有很好的电气绝缘性能和合适的粘度。它能增加绕组相间、层间以及绕组与铁心、外壳之间的绝缘强度, 使运行中的变压器绕组、铁心得到冷却。另外, 绝缘油能使变压器主绝缘保持原有的化学和物理性能, 保护金属不受腐蚀。油质的劣化会导致变压器发生故障。因此, 要加强对变压器油的维护和监视。主要包括3个方面:一是严格按规定按期取样和做简化试验, 发现不合格立即处理;二是监视变压器的负荷和上层油温有无异常;三是减少油与空气接触的机会, 防止水分渗入。
3 过电压
过电压一般分外过电压和内过电压。外过电压主要由雷击引起, 主要预防措施是安装避雷器;内过电压是当电力系统中的参数发生变化时, 电磁振荡等引起的, 预防措施是及时消缺。
4 套管损坏
摘要：在电力系统中，配电变压器占据着至关重要的地位，其安全运行直接关系到配电线路的供电可靠性。一旦出现故障，将直接影响电网安全经济运行，给人民群众的正常生活带来损失。本文分析了电网配电变压器的故障原因，探讨了电网配电变压器的预防措施。
关键词：电网配电变压器；故障原因；预防措施
配电变压器是电力主体设备，随着系统容量和电网规模的扩大，配电变压器故障给电网安全经济运行带来的影响越来越大。为确保其稳定运行，最基础的工作就是做好日常检查和检测，对变压器常见故障现象做出正确判断分析，并及时采取针对性的运行和检修预防措施，有着至关重要的作用。
一、电网配电变压器的故障原因
1.绕组故障
电配电变压器在长期过载运行的情况下，由于部分低压线路维护不到位，使绕阻发热使绝缘逐渐老化，容易造成匝间短路、相间短路或对地短故障的发生。发生短路时变压器的电流超过额定电流几倍甚至几十倍，线圈温度迅速升高，导致绝缘老化，同时绕组受到较大电磁力矩作用，发生移位或变形，绝缘材料形成碎片状脱落，使线体裸露而造成匝间短路。铜、铝线质量不好，形成局部过热，线圈绝缘受潮，系统短路使绕组造成的机械损伤，冲击电流造成的机械损伤等当绕阻焊接不良，在大电流过热及内部匝间短路引起的电动力作用下，会引起绕阻引线断裂造成事故扩大。
2.过电压
配电变压器按规定要求必须在高、低压侧安装合格的避雷器，以降低雷电过电压、铁磁谐振过电压对变压器高低压线圈或套管的危害。主要有以下原因造成配电变压器过电压而损坏：①避雷器安装试验不符合要求，安装避雷器一般是三只避雷器只有一点接地，在长期运行中由于年久失修、风吹雨打造成严重锈蚀，气候变化及其它特殊情况造成接地点断开或接触不良，当遇有雷电过电压或系统谐振过 电压时，由于不能及时对大地进行泄流降压因而击穿变压器；②只重视变压器高压侧避雷器的安装试验，而轻视低压侧避雷器的安装试验，因变压器低压侧不安装避雷器，在变压器低压侧遭雷击时，产生逆变对变压器高压侧线圈进行冲击的同时，低压侧线圈也有损坏的可能。
3.分接开关
（1）分接开关裸露受潮。由于将军帽、套管、分接开关、端盖、油阀等处渗漏油，使分接开关长期裸露在空气中，又因为配电变压器的油标指示设在油枕中部，变压器在运行中产生的碳化物受热后又产生油焦等物质，容易将油标呼吸孔堵塞，少量的变压器油留在油标内，在负荷、环境温度变化时，油标管内的油位不变化，所以不容易被及时发现。
（2）高温过热。正常运行中的变压器分接开关，长期浸在高于常温的油中，会引起分接开关触头出现碳膜和油垢，引起触头发热，触头发热后又使弹簧压力降低或出现零件变形等情况，又加剧了触头发热，从而引起电弧短路，烧坏变压器。
（3）本身缺陷。分接开关的质量差，存在结构不合理、压力不够、接触不可靠、外部字轮位置与内部实际位置不完 一致等问题，引起动、静触头不完全接触，错位的动、静触头使两抽头之间的绝缘距离变小，引发相间短路或对地放电。
（4）人为原因。有的电工对无载调压开关的原理不清楚，经常调压不正确或不到位，导致动、静触头部分接触或错位。
4.二次侧短路
当电网配电变压器发生二次侧短路、接地等故障时，二次侧将产生高于额定电流 20～30倍的短路电流，变压器一次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路 电流的消磁作用，大电流在一方面使变压器线圈内部将产生巨大机械应力，致使 圈压缩，主副绝缘松动脱落、线圈变形。另一方面由于短路电流的存在，导致一、二次线圈温度急剧升高，此时如果一、二次保险选择不当或使用铝铜丝代替，可能很快使变压器线圈烧毁。
二、电网配电变压器的预防措施
1.做好运行前的检查测试
电网配电变压器投运前必须进行现场检测，1O00V和2500V兆欧表测量变压器的一、二次绕组对地绝缘电阻（测量时，非被测量绕组接地），以及一、二次绕组间的绝缘电阻，并记录测量时的环境温度。绝缘电阻的允许值没有硬性规定，但应与历史情况或原始数据相比较，不低于出厂值的70%（当被测变压器的温度与制造厂试验时的温度不同时，应换算到同一温度再进行比较）。
2.认真检查绕组
（1）匝间短路，吊心检查，匝间短路处绝缘呈黑焦状；测绕组直流电阻，三相电阻不平衡，短路相电阻小；在低压绕组上施加10～20%的额定电压试验，损坏点会冒烟。一般在后天运行中匝间短路较少，因此应对新投运变压器应加强聲音及电压电流检查，提早发现并处理。
（2）绕组对地短路，用摇表测量绕组对地绝缘电阻，如阻值为零或接近零则为接地相。吊心检查有无杂物，绕组与铁心间的绝缘套管、绝缘纸板有无损坏，绕组是否变形。试验油的击穿电压值是否合格，应正确用保险丝的容量、接地电阻合格，定期紧固密封螺栓。
（3）相间短路，吊心外观检查，相间短路处绝缘呈黑焦状；测绕组绝缘电阻，相间阻值为零或接近零；测量绕组直流电阻和变压比，与出厂值和以往测量记录做比较，即可判断出绕组的损坏情况
3.合理配置避雷器，防止过电压
（1）在配电变高压侧安装HY5WS-17/50 型氧化锌避雷器。在配变低压侧配电柜（箱）内装设HYI5W- 0.28/1.3 型低压金属氧化物避雷器，这样能有效防止低压侧线路落雷时，产生的正变换波对配变的影响，从而起到保护配变及其总计量装置的作用。
（2）在配变的高压侧进线和低压侧出线第一、二、三基杆上的绝缘子铁脚进行接地。当雷击在该线路上时，雷电入侵波便通过这些绝缘子铁撞圈脚接地绝缘薄弱点而引入大地，使进入配变绕组的过电压幅值和陡度大大降低，起到削波减压作用。
（3）降低杆塔的接地电阻，特别是有变压器及避雷器的杆塔的接地电阻。一般而言，可以采用复合接地网来做，水平接地体在土壤中埋深0.6～0.8m，而垂直接地体则在水平接地体基础上打入地中，深度一般2.5m，水平接地体一般采用40mm×4mm热镀锌扁钢，垂直接地体采用50mm×50mm×5mm的热镀锌角钢，接地引上线采10mm 圆钢或40mm×4mm热镀锌扁钢（推荐采用扁钢接地）。
4.正确调节分接开关
变压器分接开关的选择开关，虽然在调压过程 中不参与切断负荷电流，但每一 次切换选择，要求动、静触头都必须可靠接触，且接触的压力和面积满足通过负荷电流的要求，故应采取如下步骤进行：无载调压时，先将变压器停运，测量一次绕组的直流电阻并做好记录；打开分接开关罩，检查检查分接开关的档位，扭动分接开关把手至所需的调整的档位，测量分接开关变挡后一次绕组的直流电阻并做好记录，对比两次测量结果并检查回路的完整性和三相电阻的均一性，检查分接开关位置的正确性后并锁紧，记录分接开关变换情况，合格后恢复供电并测量变压器低压侧电压。
5.加强高低压引线连接工艺
①加强巡视检查，如发现引线接触不良，及时紧固；②采用正确的连接工艺，如采用并帽法连接、铜铝过渡连接、压接，搪锡涂导电膏等措施；③采用新型线夹（接线端子），以增加接触面，降低接触电阻；④避免或减少过载运行，营造好的散热环境等；⑤导电杆通过电流达200A 时，最直接方法，就是配变引线连接螺丝的引线加装固定支架，确保安全距离。
总之，随着设备管理标准化的不断提高，对配电变压器的运行提出了高标准、严要求的运行准则。因此，电网配电变压器的故障问题能否得到及时、彻底的处理，也逐步成为衡量一个电力企业设备管理的重要技术指标。
参考文献：
[1]陆燕峰，陆岳平.对农村电网配电变压器故障的分析[J].大科技：科技天地，2011（15）
[2]汪建华，吴元林.关于电网中配电变压器运行问题的探讨[J].电子技术与软件工程，2013（24）
研究机械故障，分析原因，制定预防措施是减少桥式起重机机械事故的主要措施，这就要求特种设备管理人员在规范操作人员的操作的同时，重视起重机机械故障的隐患，根据起重机状况制定出周密可行的预防措施，确保起重机的安全运行。
通过生产实践，对桥式起重机在运行过程中的机械故障及预防措施作如下分析。 对桥式起重机从钢丝绳、卷筒及钢丝绳压板、吊钩、减速器齿轮、制动器、车轮与轨道及安全附件等7个能引起机械故障的方面进行了分析，提出了预防起重机发生机械故障的措施及建议。
钢丝绳故障分析
钢丝绳在运行过程中，每根钢丝绳的受力情况非常复杂，因各钢丝在绳中的位置不同，有的在外层，有的在内层。即使受最简单的拉伸力，每根钢丝绳之间受力分布也不同，此外钢丝绳绕过卷简、滑轮时产生弯曲应力、钢丝与钢丝之间的挤压力等，因此精确计算其受力比较困难，一般采用静力计算法。
钢丝绳中的最大静拉力应满足下式要求：
Pmax≤Pd/n
式中：Pmax——钢丝绳作业时可以承受的最大静应力;
Pd——钢丝绳的破断应力;
n——安全系数。
Pmax=(Q q)/(aη)
式中：Q——起重机的额定起重量;
q——吊钩组重量;
a——滑轮组承载的绳分支总数;
η——滑轮组的总效率。
钢丝绳最大允许工作拉力的计算式为：
P=Pd/n
式中：P——钢丝绳作业时额定的最大静应力
P≥Pmax是安全的，
由此可知，钢丝绳破断的主要原因是超载，同时还与在滑轮、卷筒的穿绕次数有关，每穿绕一次钢丝绳就产生由直变曲再由曲变直的过程，穿绕次数越多就易损坏、破断;其次钢丝绳的破断与绕过滑轮、卷筒的直径、工作环境、工作类型、保养情况有关
2 预防措施
2.1 起重机在作业运行过程中起重量不要超过额定起重量。
2.2 起重机的钢丝绳要根据工作类型及环境选择适合的钢丝绳。
2.3 对钢丝绳要进行定期的润滑(根据工作环境确定润滑周期)。
2.4 起重机在作业时不要使钢丝绳受到突然冲击力。
2.5 在高温及有腐蚀介质的环境里的钢丝绳须有隔离装置。
卷筒及钢丝绳压板
卷筒是起重机重要的受力部件，在使用过程中会出现筒壁减薄、孔洞及断裂故障。造成这些故障的原因是卷筒和钢丝绳接触相互挤压和摩擦。当卷筒减薄到一定的程度时，因承受不住钢丝绳施加的压力而断裂。为防止卷筒这种机械事故的发生，按照国家标准，卷筒的筒壁磨损达到原来的20%或出现裂纹时应及时进行更换。同时要注意操作环境卫生和对卷筒、钢丝绳的润滑。
吊钩
吊钩是桥式起重机用的最多的取物装置，它承担着吊运的全部载荷，在使用过程中，吊钩一旦损坏断裂易造成重大事故。造成吊钩损坏断裂的原因是由于摩擦及超载使得吊钩产生裂纹、变形、损坏断裂。为防止吊钩出现故障，就要在使用过程中严禁超负荷吊运，在检查过程中要注意吊钩的开口度、危险断面的磨损情况，同时要定期对吊钩进行退火处理，吊钩一旦发现裂纹要按照GB10051-88给予报废，坚决不要对吊钩进行焊补。特种设备管理人员对吊钩的检查要按照GB10051-88的要求判断吊钩是否能够使用。
减速器齿轮
1 故障分析
减速器是桥式起重机的重要传动部件，通过齿轮啮合对扭矩进行传递，把电动机的高速运转调到需要的转速，在传递扭矩过程中齿轮会出现轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶和、齿面磨损等机械故障，造成齿轮的故障原因分别如下：
摘 要：本文介绍牵引变压器的主要运用保护方式，对各种保护元件的原理及结构进行简单介，并对各种保护信号及可能的故障原因进行分析，并提出相应的处理方案。这些保护信号，有的反应的是故障现象，有的反应的是故障隐患。通过对各种保护机理的把握，可以尽早的发现故障隐患和故障现象，并针对性的采取适当的措施，避免故障的扩大，以降低损失。
关键词：牵引变压器 保护 故障分析
中图分类号：U264.7
机车牵引变压器是电力机车上的一个重要部件。无论是直流传动还是交流传动电力机车，都需要将来自接触网上的25kV高压电降压转换，以便于电传动系统中的其他部件使用，最后通过牵引电机实现电力牵引。牵引变压器安全可靠运行是保证电力机车正常运行的基础。为保证牵引变压器的稳定运行，电力机车设置了多种保护方式，在变压器上以及电气回路上设置了多项保护元件，利用机车控制系统进行安全保护。
1.牵引变压器的保护方式
牵引变压器的主要保护方式有过励磁、过流、瓦斯保护、差动保护、接地保护、压力保护、高温保护等。
1.1.过压保护。牵引变压器直接输入网压，如果网压过高，超过变压器的最高允许电压，将会对变压器造成损坏。在机车上配置了电压互感器，用于?z测网侧电压。电压互感器的二次侧通过仪表接入机车控制系统，当机车控制系统检测到网压高于一定的安全值时，会自动报警并切断与供电网的连接。
1.2.过流保护。牵引变压器一般都是高阻抗的变压器，有较强的抗负载短路能力。但是电流过大，会对变压器造成绝缘损坏，并且引起过流的原因也可能是变压器本身的故障。变压器的高压侧和低压侧，均配置了电流互感器，机车控制系统实时监测各回路电流，以实现对变压器以及主电路上主要部件的运用情况进行监控。
1.3.差动保护。变压器差动保护作为变压器的主保护，能反应变压器内部短路、高压侧接地短路及匝间短路故障。差动保护是输入被保护元件两端CT电流矢量差，当两端CT电流矢量差达到设定的动作值时，启动动作元件。差动保护是保护两端电流互感器之间的设备故障，正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等，方向相反，相位相同。当发生故障时，在保护段内，两端差动电流大于零。
1.4.瓦斯保护。瓦斯保护的构成：在HXD1、HXD1B、HXD3B等型号电力机车的牵引变压器上安装了布赫继电器（即瓦斯继电器），它安装在变压器油箱与储油柜的连接管道上。布赫继电器的结构见图10一2。BG 25 S型双浮球布赫继电器对牵引变压器内部的绝缘油变化非常敏感。它能有效反应牵引变压器尤为下降、漏油异常，也能反应绝缘击穿、局部发热或放电等故障引起的绝缘油异常情况并产生保护动作。
瓦斯气体报警原理：当牵引变压器内出现局部过过热或放电时，引起绝缘油或绝缘固体逐渐分解产生气体，气体逐渐积累，上升到布赫继电器内，导致布赫继电器内部液位下降，浮球位置下降，当气体体积达到一定的量时（气体量达到200cm3～300cm3），浮球位置变化触动微动开关，发出警告信号。
低液位报警原理：在正常工作状态下，布赫继电器内充满了变压器绝缘油。在浮力的作用下，浮球处在最高位置。当变压器油量不足，储油柜内已经没有变压器油，液位低至布赫继电器浮球液位以下时，布赫继电器内的浮球位置下降，浮球位置变化触动微动开关，发出警告信号。
流量报警原理：机车在运行中，如果牵引变压器内部由于高能量放电产生快速甚至强烈的分解气体，由此产生的压力波引起变压器油流向储油柜的强力涌流，冲击挡板。当流速超过整定值时，挡板翻转触动浮球，微动开关动作向机车控制系统发送开关信号，使得机车主断路器在最短的时间内断开，从而避免故障进一步扩大。
1.5.温度保护。牵引变压器冷却系统的正常工作，是保证牵引变压器工作在安全温度下的保证。变压器在运行中，如果发成长时间过载，或冷却系统工作不正常，都会导致变压器温升过高。在牵引变压器的冷却回路中安装油流继电器可以实时监测变压器的冷却系统是否正常工作；在变压器油的最热点安装温度传感器或温度计实时监控变压器的温度状态。这些信号接入机车控制系统，系统可以及时根据标定值做出信号判断并采取适当的措施保证系统安全。例如：HXD1型机车牵引变压器油温超过85℃时，牵引逆变器开始线性降低功率；当油温达到90℃时，功率降低到额定功率的70%；在油温超过90℃后，牵引逆变器被锁止；当油温超过95℃时，系统自动分断主断路器。
1.6.压力保护。无论是变压器内部故障还是管路故障导致的变压器内部压力增加，多变压器的运行都是极端危险的。所以几乎所有的变压器都设置了压力释放阀，以释放变压器内瞬间或缓慢变化导致的压力过高。压力释放阀上配置有微动开关，当因变压器压力过高而发生释放动作时，微动开关动作，向机车控制系统发送信号，以快速断开机车主断路器，避免事故的扩大。
2.牵引变压器故障诊断
2.1.压力释放阀故障。产生压力释放阀故障的原因主要有：
压力释放阀失效：压力释放阀本身的微动开关失效，造成故障。当压力释放阀报故障时，需要查看压力释放阀是否有释放动作及喷出变压器油，没有变压器油喷出，则可基本判定为开关失效，需要对开关进一步检查排除故障。
变压器油回路故障：这种故障一般会在故障信号发生时伴有变压器油喷出。变压器与储油柜之间的连接如果不畅通，则在变压器运行时，随着油温度的上升，油箱内压力增高到一定程度时，可以导致压力释放阀动作，释放压力。
变压器内部绝缘击穿：如果变压器内部发生绕组之间高电压击穿或绕组对地等绝缘击穿时，会产生瞬间的高温高压，并释放大量气体。由于变压器与储油柜连接的管路无法瞬间释放压力，则会导致压力释放阀动作释放压力。此种情况一般会伴随较大的放电声音、过流、变压器油喷出等现象，对变压器油取样进行色谱分析一般会气体含量超标，三比值法判断结果会显示高能量放电等结果。
2.2.布赫继电器故障（瓦斯保护）。根据布赫继电器的结构及原理，报警原因主要有：冷却系统组装后空气未排净、变压器内部绝缘故障击穿、油泵故障烧损导致变压器油裂解。
瓦斯保护对变压器的故障情况比较灵敏，因此，在布赫继电器报警后，都要立即确认是否有其他异常情况发生，如是否有过流、压力释放阀动作、变压器差动保护等异常，如果没有其他伴随现象，则可确认是否为布赫继电器本身故障。无论何种情况，都需要对变压器进行取油样检测，通过色谱分析，利用三比值法判断变压器油是否异常。对于含气速率超出标准值的需要尽快对变压器进行解体检查。
2.3.差动保护。根据基尔霍夫第一定律，；变压器在正常运行或外部故障时，若忽略励磁电流损耗级其他损耗，则流入变压器的电流等于流出变压器的电流。因此，纵差保护中的两个电流相等。当变压器内部故障时，若平衡除去流入流出的负荷电流不计，则只有流进变压器的电流而没有流出变压器的电流。例如：当变压器发生高压绕组接地故障、在T型头和高压A端子故障等情况时，两端电流互感器的电流值会出现偏差
3.总结
电力变压器是一种电力设备——改变交流电压大小静止，是电力系统中的核心设备，在电能的传输、配送过程中，电力变压器是使得能量得以转换、传输的核心，是国民经济中各行各业和千家万户的能量来源必经之路。一旦变压器遇到故障，将会是影响电力系统的安全稳定运行中很重要的设备，一旦发生事故，就会造成足够大的经济损失。通过分析发生的各种电力变压器事故，找出原因，总结出能够处理事故的办法，把事故造成的损失控制在最小的范围内，尽量缓减对系统的损害。
变压器的安全运行管理工作是我们日常工作的重点，通过对变压器的异常运行情况、常见故障分析的经验总结，将有利于及时、准确判断故障原因、性质，及时采取有效措施，确保设备的安全运行变压器是输配电系统中极其重要的电器设备，根据运行维护管理规定变压器必须定期进行检查，以便及时了解和掌握变压器的运行情况，及时采取有效措施，力争把故障消除在萌芽状态之中，从而保障变压器的安全运行。
1、绕组故障
主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊等。产生这些故障的原因有以下几点：
① 在制造或检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷;
② 在运行中因散热不良或长期过载，绕组内有杂物落入，使温度过高绝缘老化;
③ 制造工艺不良，压制不紧，机械强度不能经受短路冲击，使绕组变形绝缘损坏;
④ 绕组受潮，绝缘膨胀堵塞油道，引起局部过热
⑤绝缘油内混入水分而劣化，或与空气接触面积过大，使油的酸价过高绝缘水平下降或油面太低，部分绕组露在空气中未能及时处理。
由于上述种种原因，在运行中一经发生绝缘击穿，就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象使变压器过热油温增高，电源侧电流略有增大，各相直流电阻不平衡，有时油中有吱吱声和咕嘟咕嘟的冒泡声。轻微的匝间短路可以引起瓦斯保护动作;严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。发现匝间短路应及时处理，因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的单相接地或相间短路等故障。
2、套管故障
这种故障常见的是炸毁、闪落和漏油，其原因有：
① 密封不良，绝缘受潮劣比，或有漏油现象;
② 呼吸器配置不当或者吸入水分未及时处理;
③ 变压器高压侧(110kV及以上)一般使用电容套管，由于瓷质不良故而有沙眼或裂纹;
④ 电容芯子制造上有缺陷，内部有游离放电;
1 有关故障统计的结果
不同的部门需要采用有不同的变压器, 因此, 发生的故障也往往不尽相同。为了便于分析, 我们可以将变压器分成以下九种类型: (1) 用于水泥与采矿业行业的变电变压器; (2) 用于化工、石油与天然气业的变压器; (3) 用于电力部门变压器, 食品加工业的变压器; (4) 用于医疗业的变压器; (5) 用于制造业的变压器; (6) 用于冶金工业的变压器; (7) 用于印刷业的变压器; (8) 用于商业建筑业的变压器; (9) 用于纸浆与造纸的业变压器。
根据长期监测统计得知, 我们在同时考虑频率和程度时, 电力部门变压器故障的风险是最高的, 冶金工业变压器的故障及制造业变压器故障分别列在第二和第三位。
按照厂家给出的一些参数看, 一般来说在“理想状态下”各种变压器的平均使用时间可以在30~40年这个范围内。但是, 在实际作业中并非如此。时有故障发生的变压器平均寿命只有10~15年, 以X轴代表时间, 以Y轴代表故障情况, 通常有盆形曲线显示变压器使用初期的寿命结果, 用递减波形曲线显示后期衰老曲线。这些曲线所描述的寿命结果, 对我我们来讲意义在于在以后的使用变压器的过程中, 进一步确定周期检查维修变压器的时间和深度。
在这里应该指出的行业是电力工业该行业使用的变压器的使用寿命直接关系到经济建设中很多部门的设备的安全和正常使用。我国在改革开放后经历了一个工业飞速发展的重要建设阶段, 而且现在还正在处于这样一个转型的阶段, 期间带来了基础工业的快速发展, 特别是电力工业大规模的扩大。这些自20世纪70年代到90年代安装的电力设备, 按照它设计与运行的状况来看, 截止到现在大部分电力设备都已老化, 到了更新换代的阶段。有关部门应及时对于这些时间已安装更换的变压器给予特别的关注, 严把质量关, 以确保维护各行业生产建设的正常运行。
2 变压器故障原因分析
2.1 变压器雷击故障
我们对于雷击导致变压器发生故障的研究比较少, 因为很多时候不是直接的雷击事故就会把冲击故障归为“线路涌流”。防止雷击最好的方法当然是加装避雷装置, 采取使用这种装置不仅可以保护变压器本身的正常运转, 还可以减少电力系统中的冲击电流, 减少暂态波动的发生。
2.2 变压器线路涌流故障
线路涌流, 是应该被列入首要的故障因素。线路涌流 (或称线路干扰) 包括:合闸过电压、电压峰值叠加、线路短路故障、闪络以及震荡方面的大电流、电压的不正常现象。这类故障对变压器的损害最为严重的原因是电流、电压过大, 因此须在大电流冲击保护充分性的方面给与更多的关注。安装过流保护监视装置, 可以对变压器进行实时的测量检测报告。并把这个结果送入电力系统自动化运行的整体系统中作为安全运行的指标。
2.3 变压器质量疏漏故障
一般情况下, 以前的变压器往往在这方面的问题并不是很大, 所以并没有引起太大的关注, 只是偶尔的一些不可避免的发生。
2.4 变压器绝缘老化故障
在过去的很多变压器故障中, 由于绝缘老化造成的故障在所有故障中位列第二, 也是很值得关注的一个问题。绝缘老化导致大部分的变压器都严重的缩短了服役时间, 使用寿命都早20年左右。制定一定的保障制度, 确保老化的速度可以达到额定的使用年限。
2.5 变压器过载故障
由过负荷引起, 变压器长期处于大于规定的额定功率运行。随着经济和科技的发展, 用电负荷在增多, 发电厂、用电部门在不断的持续缓慢提升负荷。直接导致越来越多的变压器超负荷运行, 过高的温度导致了变压器的绝缘纸板过早的老化, 使得整个绝缘强度下降。在这种状态下, 若有一定的冲击电流, 发生故障的可能性将会很高。确保负荷在变压器的额定运行条件下, 不要长时间的过负荷运行, 这样得不偿失。在油冷变压器中需要经常的仔细监视顶层油温。发现温度高是要及时的做处理。
2.6 变压器受潮故障
受潮是不可避免的, 由于种种外部自然原因, 常常使管道渗漏、顶盖渗漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及绝缘油中存在水分等。变压器的设计和建造的标准应与安装地点相配套。若置于户外, 确定该变压器适于户外运行。变压器油的介电强度随着其中水分的增加而急剧下降。油中万分之一的水分就可使其介电强度降低近一半。所有变压器 (除小型配电变压器) 的油样应经常作击穿试验, 以确保正确地检测水分并通过过滤将其去除。
2.7 变压器的维护故障
经过调查的结果是, 不正当的维护引起变压器故障的概率排在引起变压器故障概率的第四位。主要是由于保养不够、未装控制或控制装的装的不正确、冷却剂泄漏、污垢堆积和自然界的电气化学腐蚀。
2.8 变压器破坏及故意损坏故障
这类主要是认为的外在破坏, 常常发生在线路末端直接连接用户的变压器, 不过这种破坏是很不常见的。
2.9 变压器连接松动故障
这一类问题引起故障的可能性也是很小的, 并且可以尽大限度的避免, 但是在实际中却时有这方面的事故发生, 与往的研究也有所不同。这一类事故包括了在电气连接方面的制造工艺以及保养情况, 最为突出的问题就是不同性质金属之间不当的配合, 但是这种情况在慢慢的减少, 另一个问题就是螺栓连接间的紧固不恰当。
3 结语
参考以上统计分析结果及提出的一些建议, 在以后的建设运行中我们可制订一个整体的维护、检查和试验的规划。这样就能最大限度地减少变压器故障, 从而减少由于变压器故障带来的一系列不良影响。还能节约因为故障检修而花费的巨大人力、财力、物力, 变压器的使用寿命也会随之增加。
参考文献
[1]姚志松, 姚磊.新型节能变压器选用、运行[M].中国电力出版社, 2010 (1) .
关键词：预防变压器出口短路措施
0引言
电力变压器是电力网的核心设备之一，因而其稳定、可靠运行将对电力系统安全起到非常重要的作用。然而，由于设计制造技术、工艺以及运行维护水平的限制，变压器的故障还是时有发生，尤其是近年来逐步引起人们重视的变压器近区或出口短路(以下简称出口短路)故障，大大影响了电力系统的安全稳定运行。
1变压器出口短路的危害
电力变压器在发生出口短路时的电动力和机械力的作用下，绕组的尺寸或形状发生不可逆的变化，产生绕组变形。绕组变形包括轴向和径向尺寸的变化，器身位移，绕组扭曲、鼓包和匝间短路等，是电力系统安全运行的一大隐患。变压器统组变形后；有的会立即发生损坏事故，更多的则是仍能继续运行一段时间，运行时间的长短取决于变形的严重程度和部部位。显然，这种变压器是带“病”运行，具有故障隐患。这是因为：
1.1绕组机械性能下降，当再次遭受到短路电流冲击时，将承受不住巨大的冲击电动力的作用而发生损坏事故。
1.2绝缘距离发生变化，或固体绝缘受到损伤，导致局部放电发生。当遇到过电压作用时，绕组便有可能发生饼间或匝间短路导致变压器绝缘击穿事故。或者在正常运行电压下，因局部放电的长期作用，绝缘损伤部位逐渐扩大，最终导致变压器发生绝缘击穿事故。
1.3累积效应，运行经验表明，运行变压器一旦发生绕组变形，将导致累积效应，出现恶性循环。
因此，对于绕组已有变形但仍在运行的电力变压器来说，虽然并不意味着会立即发生绝缘击穿事故，但根据变形情况不同；当再次遭受并不大的过电流或过电压，甚至在正常运行的铁磁振动作用下；也可能导致绝缘击穿事故。所以，在有的所谓“雷击”或“突发”事故中，很可能隐藏着绕组变形的故障因素。
2防止变压器出口短路的技术措施
2.1变压器出口的中低压侧加装绝缘热缩套。对变压器的中、低压侧电压等级是35KV及以下的，只要其出线采用的是硬母线，可以从变压器出口接线桩头一直到开关柜的母线，包括开关室内高压开关柜底部母排，全部加装绝缘热缩套。如果采用的是软母线，可在变压器出口接线桩头和穿墙套管附近加装绝缘热缩套。这样可有效防止小动物等造成的变压器出口短路。
2.2对变压器的中、低压侧为35KV或10KV电压等级的变压器，由于其中性点属于小电流接地系统，所以要采取有效措施防止单相接地时发生谐振过电压，从而引起绝缘击穿，造成变压器的出口短路。
2.3对变压器中低压侧的支柱瓷瓶，包括高压开关柜可更换爬距较大的防污瓷瓶，或者涂刷常温固化硅橡胶防污闪涂料(RTV或PRTY)，防止绝缘击穿造成的变压器出口短路。
2.4将变压器中低压侧的开关更换为开断容量更大的开关，防止因开断容量不足引起开关爆炸造成的变压器出口短路。
2.5对变压器、母线及线路避雷器要全部更换为性能良好的氧化锌避雷器，提高设备的过电压水平。
2.6不断完善变压器的保护配置。变压器的继电保护尽量采取微机化，双重化，尽可能安装母线差动保护，失灵保护，提高保护动作的可靠性，灵敏性和速动性。变压器的中低压侧应配置限时速断保护，动作时间应<0.5秒。确保在变压器发生出口短路时，可靠快速切除故障，减小出口短路对变压器的冲击和损害。
2.7对进线为双电源备用电源自投的110KV变电站，要采取措施防止备用电源自投对故障变压器的再次冲击。
2.8基建和技改时应选用短路阻抗高、抗出口短路能力强的变压器，并采用合理的主接线方式，降低短路电流。特别对寓大电源距离近的大容量变压器更要选择高的短路阻抗，此外，也可采用分裂变或者加装电抗器来降低短路电流。
3防止变压器出口短路的管理措施
3.1加强变压器保护的年检以及继电保护的管理工作，确保其动作的正确性，杜绝故障时因保护拒动对变压器造成的损害。
3.2科学合理的计算保护定值，消除保护“死区”，快速切除流过变压器的故障电流，以减小过电流对变压器的冲击。
3.3加强电缆构封堵，严防小动物进入开关室，避免小动物引起的单相接地造成变压器的出口短路，也避免其引起的过电压对变压器的损害。
3.4对于全封闭的开关室，加装排气扇通风，或者安装抽湿机，始终保持开关室的干燥，防止设备凝露及污闪事故造成的变压器出口短路。
3.5加强对变压器出口处避雷器的预试和运行维护，确保其对因雷击等产生的过电压的吸收，防止避雷器损坏造成的变压器出口短路。
3.6加强技术监督工作，严禁设备超周期运行，对室内母线及瓷瓶定期清扫，及时进行耐压试验，确保设备绝缘良好。每年安排2次以上的设备红外线普测，积极开展避雷器在线监测、绝缘在线监测、高压开关SF6气体在线监测等项目，及时掌握设备运行状况。
3.7对新投运的变压器和未作过变形测试的变压器全部做一次变形测试，保留测试数据，这样，在变压器遭受出口短路冲击后，可以此作为基础数据判断变压器变形程度，认定变压器能否继续运行。对未发生明显绕组变形的变压器，及时投入运行，不仅节省了大量的人力、物力和财力，还大大缩短了检修周期。
3.8加强电网规划、建设的科学管理，合理安排运行方式，限制短路电流，减小出口短路对变压器造成的损害。
论文关键词：电力变压器;故障;诊断
论文摘要：文章介绍了电力变压器的常见缺陷和故障，并分析了这些故障对变压器的危害，并对消除故障的方法进行了归纳总结，此外还分析了变压器常用的在线监测技术，具有一定的工程实用价值。
1引言
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。
2常见故障及其诊断措施
2.1变压器渗油
变压器渗漏油不仅会给电力企业带来较大的经济损失、环境污染，还会影响变压器的安全运行，可能造成不必要的停运甚至变压器的损毁事故，给电力客户带来生产上的损失和生活上的不便。因此，有必要解决变压器渗漏油问题。
油箱焊缝渗油。对于平面接缝处渗油可直接进行焊接，对于拐角及加强筋连接处渗油则往往渗漏点查找不准，或补焊后由于内应力的原因再次渗漏。对于这样的渗点可加用铁板进行补焊，两面连接处，可将铁板裁成纺锤状进行补焊;三面连接处可根据实际位置将铁板裁成三角形进行补焊;该法也适用于套管电流互感器二次引线盒拐角焊缝渗漏焊接。
高压套管升高座或进人孔法兰渗油。这些部位主要是由于胶垫安装不合适，运行中可对法兰进行施胶密封。封堵前用堵漏胶将法兰之间缝隙堵好，待堵漏胶完全固化后，退出一个法兰紧固螺丝，将施胶枪嘴拧入该螺丝孔，然后用高压将密封胶注入法兰间隙，直至各法兰螺丝帽有胶挤出为止。
低压侧套管渗漏。其原因是受母线拉伸和低压侧引线引出偏短，胶珠压在螺纹上。受母线拉伸时，可按规定对母线用伸缩节连接;如引线偏短，可重新调整引线引出长度;对调整引线有困难的，可在安装胶珠的各密封面加密封胶;为增大压紧力可将瓷质压帽换成铜质压帽。
防爆管渗油。防爆管是变压器内部发生故障导致变压器内部压力过大，避免变压器油箱破裂的安全措施。但防爆管的玻璃膜在变压器运行中由于振动容易破裂，又无法及时更换玻璃，潮气因此进入油箱，使绝缘油受潮，绝缘水平降低，危及设备的安全。为此，把防爆管拆除，改装压力释放阀即可。
2.2铁心多点接地
变压器铁心有且只能有一点接地，出现两点及以上的接地，为多点接地。变压器铁心多点接地运行将导致铁心出现故障，危及变压器的安全运行，应及时进行处理。
直流电流冲击法。拆除变压器铁心接地线，在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击，冲击3～5次，常能烧掉铁心的多余接地点，起到很好的消除铁心多点接地的效果。
开箱检查。对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的，应将定位销翻转过来或除掉。
夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损者，应按绝缘规范要求，更换一定厚度的新纸板。
因夹件肢板距铁心太近，使翘起的叠片与其相碰，则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片，使两者间距离符合绝缘间隙标准。
清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质，清除油箱各部的油泥，有条件则对变压器油进行真空干燥处理，清除水分。
2.3接头过热
载流接头是变压器本身及其联系电网的重要组成部分，接头连接不好，将引起发热甚至烧断，严重影响变压器的正常运行和电网的安全供电。因此，接头过热问题一定要及时解决。
铜铝连接。变压器的引出端头都是铜制的，在屋外和潮湿的`场所中，不能将铝导体用螺栓与铜端头连接。当铜与铝的接触面间渗入含有溶解盐的水分，即电解液时，在电耦的作用下，会产生电解反应，铝被强烈电腐蚀。结果，触头很快遭到破坏，以致发热甚至可能造成重大事故。为了预防这种现象，在上述装置中需要将铝导体与铜导体连接时，采用一头为铝，另一头为铜的特殊过渡触头。
普通连接。普通连接在变压器上是相当多的，它们都是过热的重点部位，对平面接头，对接面加工成平面，清除平面上的杂质，最好均匀地涂上导电膏，确保连接良好。
油浸电容式套管过热。处理的办法可以用定位套固定方式的发热套管，先拆开将军帽，若将军帽、引线接头丝扣有烧损，应用牙攻进行修理，确保丝扣配合良好，然后在定位套和将军帽之间垫一个和定位套截面大小一致、厚度适宜的薄垫片，重新安装将军帽，使将军帽在拧紧情况下，正好可以固定在套管顶部法兰上。
引线接头和将军帽丝扣公差配合应良好，否则应予以更换，以确保在拧紧的情况下，丝扣之间有足够的压力，减小接触电阻。
3变压器在线监测技术
变压器在线监测的目的，就是通过对变压器特征信号的采集和分析，判别出变压器的状态，以期检测出变压器的初期故障，并监测故障状态的发展趋势。目前，电力变压器的在线监测是国际上研究最多的对象之一，提出了很多不同的方法。 油中溶解性气体分析技术。由于变压器内部不同的故障会产生不同的气体，因此通过分析油中气体的成分、含量、产气率和相对百分比，就可达到对变压器绝缘诊断的目的。几种典型的油中溶解气体，如H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2，常被用作分析的特征气体。在检测出各气体成分及含量后，用特征气体法或比值法等方法判断变压器的内部故障。
局部放电在线监测技术。变压器在内部出现故障或运行条件恶劣时，会由于局部场强过高而产生局部放电(PD)。PD水平及其增长速率的明显变化，能够指示变压器内部正在发生的变化或反映绝缘中由于某些缺陷状态而产生的固体绝缘的空洞、金属粒子和气泡等。
振动分析法。振动分析法就是一种广泛用于监测这种变压器故障的有效方法。通过对变压器振动信号的监测和分析，从而达到对变压器状态监测的目的。
红外测温技术。红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号，经放大处理，转换成标准视频信号，然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、过负荷运行等情况时都会引起导电回路局部过热，铁芯多点接地也会引起铁芯过热。
频率响应分析法。频率响应分析法是一种用于判断变压器绕组或引线结构是否偏移的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变，而频率响应法正是通过测量这种细微的改变来达到监测变压器绕组状态的目的。
绕组温度指示。绕组温度指示器就是用于监测变压器绕组的温度，给出越限报警，并在需要时启动保护跳闸。目前已开发出一种用于大型变压器绕组温度监测的新技术，即将一条光纤嵌入变压器绕组以便直接测量绕组的实时温度，从而改进变压器的预测建模技术，并达到实时监测变压器绕组温度状态的目的。
其他状态监测方法。低压脉冲响应测试(LowVoltageImpulseResponse，LVIR)也是一种有效的变压器状态监测测方法，并且已经是一种用于确定变压器是否能通过短路试验的公认方法。此外，绕组间的漏感测试、油的相对湿度测试、绝缘电阻测试等也是变压器状态监测的常用方法。
结语
进入21世纪电力行业将有更大的发展，电力变压器的故障诊断与状态检修作为我国电力系统实现体制转变、提高电力设备的科学管理水平的有力措施，是今后在电力生产中努力和发展的方向。
参考文献
[1]中华人民共和国能源部.进网作业电工培训教材[M].沈阳,辽宁科学技术出版社,1993.
摘要：变压器一旦发生故障将对电力系统造成重大的危害，及早发现变压器的潜伏性故障，对保证其安全运行，提高供电的可靠性具有重要意义。文章分析了变压器常见的故障，介绍了目前常用的故障诊断方法，引入了RBF 网络应用于变压器故障诊断，分析表明该方法诊断正确率高。
关键词：变压器故障诊断；BP 神经网络；RBF 网络；潜伏性故障
变压器故障诊断研究
变压器是电力系统的枢纽，它关系到电力系统的可靠性和稳定性，变压器发生故障会给人们的生活带来不便，严重情况下还会危及生命安全。由于无法杜绝变压器故障的发生，所以对故障的正确诊断和早期的预测就更加重要。目前普遍使用的是定期预防性试验，不同的实验方法和测试仪器反映运行状态的数据不够全面，经常含有现场测量时的干扰信息，并且试验时都是在离线停电状态下进行的，因停电会造成很大的负荷损失。为了正确的判断出变压器的运行状态，引入人工智能化的变压器故障诊断方法能够及时有效的判断变压器的状态，预先发现早期潜伏性故障，避免无必要的检修，具有很强的现实意义。
一、变压器的常见故障 变压器的结构比较复杂，这种特性导致变压器故障类型的多样性，以至于很难以某一判据诊断出具体的故障类型。当变压器发生故障时，按变压器本体可分为内部故障和外部故障，即把油箱内发生的各相绕组间的相间短路、绕组的匝间短路、绕组或引线与箱体接地等称为内部故障；而油箱外部发生的套管闪络、引出线间的相间短路等故障称为外部故障；按变压器结构可分为绕组故障、铁芯故障、油纸故障、附件故障；从故障发生的部位又可分为铁芯故障、分接开关故障、套管故障等。对变压器危害大的故障主要有以下几种：
（一）绕组故障
绕组是变压器主要部分，绕组故障主要分为：匝间短路、相间短路、绕组断路，由于绕组各部分绝缘老化以及受潮，导致绕组匝间、相间、高低压绕组间发生短路、断路、击穿或烧毁。产生故障的原因是制造工艺不良，机械强度不能经受短路冲击，使绕组变形，绝缘损坏；检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷，导致变压器绕组损 坏；长期过载，温度过高引起绝缘老化；绕组受潮，引起局部过热，极易导致局部放电，造成匝间短路。
（二）铁芯故障
铁心质量好坏是决定变压器正常运行的关键。铁芯故障分为铁心多点接地和铁心过热故障，当变压器出现铁心多点接地故障时，产生的环流将引起变压器局部过热，使铁心局部烧损，如不及时发现，严重时可能烧坏铁心。产生铁芯故障的原因很多，如压铁松动引起铁芯振动和噪声、铁芯接地不良及异常接地、铁心片间短路、铁心局部短路、铁芯片间叠装不好造成铁损增大而使铁芯发热等。
（三）分接开关故障
分接开关由于经常进行切换操作，很容易出现各种故障。分接开关常见的故障有：无载分接开关上分接头的相间绝缘距离不足且绝缘材料上堆积油泥时，若受潮，在过电压下将发生相间短路故障；有载分接开关若触头接触不良或因锈蚀使电阻增大，绝缘支架上的紧固金属螺栓接地断裂造成悬浮放电，如果密封不严使雨水侵入而使得绝缘性能降低。
（四）油和油纸绝缘故障
变压器内绝缘的主要绝缘材料是变压器油和绝缘纸、纸板、本块等主要成分为纤维素的固体绝缘材料，这些绝缘材料受环境的影响将发生老化，分解出大量的纤维素，一旦这些纤维素在变压器受潮后，如有少量水分进入油中容易形成小桥连接，丧失绝缘强度，造成绝 缘故障。
（五）油流带静电故障
变压器油与固体绝缘界面上很容易产生正负电荷，当某处电荷积累密集达到一定的场强时，将会使固体绝缘受损伤，并最终导致绝缘故障。
（六）引线故障
引线是变压器内部绕组出线与外部接线的中间环接，其接头是通过焊接而成，因而焊接质量直接影响到引线的故障发生。主要故障模式有引线短路、引线断路、引线接触不良。引线短路如不及时处理会导致绕组相间短路，引线断路应使变压器立即停止运行，接触不良将会产生局部高温烧断引线而使变压器停运。
（七）套管故障
套管是变压器内部绕组与箱外联接引线的装置，套管密封不严会发生位移和开焊，雨水循着套管进入变压器内部，极易导致变压器绕组短路或相间短路。如果套管表面积垢严重或者套管上有裂纹，会造成绝缘套管闪络和爆炸，使变压器烧毁。
二、常用的诊断方法
由于变压器内部结构的复杂性，故障的形式也是多样的，要准确地判断出变压器的故障性质及故障发生部位非常困难，常用的变压器故障检测方法主要包括：
（一）绝缘电阻试验
绝缘电阻试验能有效的检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮、脏污以及贯穿性的集中缺陷。
（二）泄漏电流试验
泄漏电流试验测量灵敏度较高，能有效地发现变压器套管密封不严进水、高压套管裂纹等其它试验不易发现的缺陷。
（三）介质损失角正切试验
介质损失角正切试验能发现变压器绝缘整体老化受潮和油质劣化的情况。由于变压器绝缘是由绝缘纸、绝缘油和瓷套管等构成的整体，由于表面泄漏电流的影响，测出的介损值无法有效反映绝缘局部受潮。
（四）交流耐压试验
交流耐压试验能发现变压器主绝缘的局部缺陷，如绕组主绝缘受潮、开裂或绕组松动、以及绕组绝缘上附着有脏物等。
（五）直流电阻试验
直流电阻试验可以检查分接开关和引线与套管的接触是否良好、接头是否松动、绕组是否断股、匝间有无短路等缺陷，实际上也是判断各相绕组直流电阻是否平衡的有效手段。
（六）空载试验
空载试验能发现变压器铁芯多点接地、铁芯硅钢片整体老化等局部绝缘不良或整体缺陷，根据交流耐压试验前后两次空载试验测得的空载损耗比较、判断绕组是否有匝间击穿情况等。
（七）局部放电试验
局部放电以脉冲电流法和超声波检测法应用较为广泛，脉冲电流法利用铁心或中性点引下线捕捉局部放电的电脉冲信号，后者在油箱的不同部位采集局部放电引起的超声波信号。虽然局部放电的定量精确度不高，但对定性和定位有一定的作用。
（八）红外测温
红外热成像测温技术应用于电气设备故障诊断中日益广泛，用红外测温仪测量套管出线端子的温度、油箱、套管表面的温度可以发现如导电回路连接件接触不良、套管缺油和箱体涡流发热等缺陷。
（九）绕组变形试验
当绕组发生变形后，绕组尺寸的变化必然引起漏电抗的变化，利用阻抗电压法不但可以有效地判断变压器绕组是否存在变形，还可确定绕组变形程度。利用扫频测量技术，测量变压器各个绕组的幅频响应特性，可以得到一组结构特性图谱，从而诊断绕组是否存在扭曲、鼓包和位移等变形情况。
（十）油中溶解气体法
单纯依靠某一项电气试验得到变压器运行的真实状态比较困难，油中溶解气体分析法对发现其内部的潜伏性故障及早期故障非常有效。油中溶解气体分析法（DGA）是通过检测变压器油中溶解的各种特征气体的成分含量来判断变压器故障的方法，该方法不需要变压器 停止运行，不受各种电磁干扰的影响，数据可靠性高，尤其对于过热性、电弧性放电和绝缘破坏性等故障有很好的效果。但是DGA也存在不足，操作比较复杂，不能捕捉到突发性故障的前驱迹象，当变压器内部气体含量较少时，很难对变压器故障进行诊断，当变压器多种故 障类型同时出现时，会出现误判和判断不出的结果的情况，因此需要结合其它的方法。
三、人工神经网络
变压器内部故障诊断方法很多，如人工神经网络方法、模糊集理论方法、专家系统方法等。由于人工神经网络具有并行处理、学习和记忆、非线性映射和自适应能力等特点，为变压器故障诊断开辟了一条新的途径。人工神经网络与常规的电气试验不同，它不包含具体的诊断规则，能够实现输入输出的非线性映射关系，但它并不是依赖于具体模型，其输入与输出之间的关联信息分布地存储于连接权中，它通过对己知故障样本的学习，达到对未知故障样本的诊断。研究最多的神经网络是前馈型神经网络（如BP网络，RBF网络），由于BP网络采用按误差函数梯度下降的方向进行收敛，不可避免会出现收敛速度慢及容易陷入局部极小点的问题。RBF网络是以函数逼近理论为基础而构造的一种前向网络，研究表明无论在逼近能力、模式识别和学习速度等方面，RBF均优于BP网络，典型的RBF网络是由输入层、隐含层和输出层组成，如图1所示： 图1
RBF
网
络
图
2011.03 81 第一层是输入层，它由信号源节点组成，第二层是隐藏层，第三层是输出层，隐藏层的变换函数采用RBF网络，RBF网络的输出为：
其中I W 是输出接点的权值，G 是基函数矢量。采用高斯函数作为基函数，如下：
其中矢量参数Ｘ是函数的自变量矢量，C是输入；Ｃ是常数矢量，径向基函数的中心；Φ（Ｘ－Ｃ）就是基函数。
四、基于人工神经网络的DGA 故障诊断
利用神经网络可有效地通过分析变压器油溶解气体来诊断电力变压器的内部故障。变压器故障按性质可分为热故障和放电故障，热故障又可分为低温过热（≤ 300°）故障和高温过热（≥ 700°）故障；电故障可分为高能量放电（电弧放电和比较强烈的火花放电）和低能量放电故障（局部放电和比较微弱的火花放电），统计变压器油中分 解出的2 H、2 2 C H、4 CH 和2 4 C H 一共4种特征气体含量，作为4个输入神经元的输入向量。对输出层采用低温过热、高温过热、低能量放电、高能量放电作为四个输出值，输出值在[0，1]的范围内变化，表示故障发生的概率，数值越大则表明该类型故障的可能性越大，输出值最大为1，表示属于此类故障，输出值最小为0，表示不属于此类故障。取4组特征样本对网络进行训练学习，见表1： 表1 数据样本
网络的仿真结果见表2： 表2 神经网络诊断结果
可以看出，神经网络的诊断结果和和实际故障基本一致。
五、结语
变压器故障诊断是非常复杂的问题，将RBF神经网络应用于变压器故障诊断，实例分析结果表明，该方法具有诊断速度快、适应性强和诊断的正确性强优点。随着输电压等级的不断升高和人们对供电质量的要求越来越高，变压器的故障诊断在今后也必将还是一个研究的热点。
参考文献
[1]
董其国．电力变压器故障与诊断[M]．北京：中国电力出版社，2000．
[2]
李建明，朱康．高压电气设备试验方法[M]．北京：中国电力 出版社，2006．
[3]
操敦奎．变压器油中分析诊断与故障检查[M]．北京：中国 电力工业出版社，2005．
[4]
刘勇辉．基于DGA 的电力变压器故障诊断[J]．高电压技术，2005，31（6）．
[5]
韩力群．人工神经网络理论设计及应用[M]．北京：化学工 业出版社，2002．
[6]
王雪梅，李文申，严璋．BP 网络在电力变压器故障诊断中的 应用[J]．高电压技术，2005，31（7）．
[7]
陈金莉，于飞，刘喜梅．人工神经网络在电力变压器故障诊断 中的应用及仿真[J]．青岛科技大学学报，2003，10（3）.[8]
梁永春，李彦明．改进型组合RBF 神经网络的变压器故障诊 断[J].高电压技术，2005，31（9）．
[9]
【预防变压器故障的措施】推荐阅读：
配电变压器的故障分析06-23
对预防润滑故障的探讨07-04
预防溺水的措施06-23
春季水痘的预防措施07-08
大型电力变压器的油箱09-08
变压器着火的演练方案10-10
肺结核的预防措施06-22
预防静脉炎的护理措施07-05
学校关于安装变压器的申请报告09-26
传染性疾病的预防措施10-03
