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电力变压器的故障原因及类型分析 XXXX （XXXX电业局 123000） 摘 要：本文通过对电力变压器的各类故障的发生原因及其类型进行深入的分析，找出了变压器故障的主要原因和类型，有利于在变压器的生产制造、运行维护过程中发生的各种故障的原因进行诊断、分析并解决。 关键词：变压器 故障 过电压 绝缘 引言 电力系统的生产和供销特点决定，发电、供电和用电过程将构成不可分割的整体，任何环节发生故障都有可能引起链式反应，导致整个系统的崩溃。据资料统计从2000年到2010年，我国主要电网有近1/3的电网事故的直接起因是设备自身故障所造成的，由设备故障直接引发的电网事故占事故总量的26.3%，由此可见提高设备的运行可靠性是保证电力系统安全支持和关键因素。 电力变压器是电力系统的主要设备之一，保证大型变压器的安全运行在电力系统中占有极其重要的地位。为了提高对变压器故障监测和诊断水平，需要对变压器故障有一个系统的认识，这不仅有助于预防变压器自然发生的故障，同时也有利于阻止人为因素可能引发故障的过失行为。下面对变压器的故障及其原因进行深入、细致的分析。 一、变压器发生故障的原因分析 根据对变压器故障类型的统计和分析，总结出变压器的故障原因如下： 1. 变压器的制造工艺存在缺陷。如设计不合理、原材料质量低劣及加工不精细等，因此而造成了变压器在投入运行后发生故障。 2. 变压器缺乏良好的管理及维护。如在生产运行中变压器检修后干燥处理不充分，安装不细心，操作不当，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。 3. 变压器的绝缘老化。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。 4. 恶劣的环境和苛刻的运行条件，以及长期超过技术规定所允许的负荷范围运行而造成的故障，这类情况往往是直接导致故障的重要起因。 不同的运行条件会导致不同的故障，以下的表1是各种运行情况下的故障统计。 表1 运行条件引起的变压器故障 运行条件 条件特性 原 因 引起的故障 负载条件 工作过程 特性 经常过载 绕组过热、绝缘老化、分接烧损 停运时间过长 绝缘受潮 操作过电压或雷电过电压 主绝缘、纵绝缘损伤或击穿 系统近区短路 绕组变形、绝缘损伤、绕组及分接开关过热烧蚀 环境条件 工作现场 特点 高温 过热、绝缘老化 低温 外绝缘及橡胶垫圈劣化 有害气体 结构件、外绝缘腐蚀 地理、气象 特点 高湿度 绝缘受潮、击穿 海拔大于1000米 允许温升降低 污染情况 污秽、粉尘 套管表面绝缘电阻降低，漏泄电流增加 二、电力变压器故障类型分析 变压器从结构上看主要包括铁芯、一、二、三次绕组、引出端子和冷却系统等，有时还带有辅助的外部冷却器及分接变换装置。原则上讲，所有这些组、部件都有可能发生故障，但其发生的概率差异很大，为了保证分析的有效性，我们将研究的范围限制在较为常见的故障类型上。 变压器故障分析是其可靠性设计、制造、试验与运行的基础。在这里我们借助于故障树(Fault Tree)形式，可以将变压器故障直观地逐级划分为基本故障类型。这不仅有利于故障原因的分析，对改进设计和制造工艺均有帮助。我们根据对变压器故障以及事故的统计分析，建立了电力变压器故障树。将威胁大型变压器安全运行并需尽快安排检修的情况作为顶故障。导致顶故障发生的中间级故障是按变压器主要组件故障划分的，变压器主故障树结构如图1所示。 图1 大型电力变压器主故障树 进一步根据故障间的因果关系，可以分别找出导致中间级故障的更基本的故障原因，因而形成一系列故障子树如图2所示。 (a) 绕组故障树 (b) 铁芯故障子树 (c) 主绝缘故障子树 (d) 引线故障子树 (c) 主绝缘故障子树 (d) 套管故障子树 图2 电力变压器各主要组件故障子树结构图 据资料统计，辽宁省电力有限公司从2000年到2008年间共发生220kV 及以上电压等级的变压器事故16次，以数量计的年平均事故率0.375%，其中2000年和2008年66kV及以上变压器异常情况按其发生的部位统计的情况如表2、表3所示。 表2 1998年辽宁省公司66kV及以上变压器异常情况统计 异常形态 套管介损大 有载开关 总烃超标 油污染 轻瓦斯信号频繁 套管接头 过热 台数 49 11 6 4 1 1 比例% 68.1 15.3 8.3 5.6 1.4 1.4 表3 2008年辽宁