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变压器故障诊断与维护措施

变压器作为电力系统中的核心设备，其安全稳定运行直接关系到整个电网的供电可靠性与经济性。由于长期处于复杂的电磁环境和不同的运行条件下，变压器不可避免地会出现各类潜伏性故障或突发性故障。因此，建立一套科学、系统的故障诊断机制与完善的维护措施，对于及时发现隐患、延长设备寿命、降低事故损失具有至关重要的现实意义。本文将从变压器常见故障类型入手，深入探讨其诊断方法，并提出针对性的维护策略。

一、变压器故障诊断：精准识别潜在风险

变压器故障的早期发现与准确诊断是实现有效维护的前提。故障诊断应结合多种手段，从不同层面进行综合分析，力求全面、准确地把握设备的健康状态。

（一）故障的常见类型与现象

变压器的故障按发生部位和性质可大致分为电气故障、热故障及机械故障。电气故障主要包括绕组匝间短路、相间短路、接地短路以及分接开关接触不良等，此类故障往往伴随着局部放电量增大、绝缘电阻下降、直流电阻不平衡等现象。热故障则多由铁芯多点接地、涡流过大、冷却系统失效或长期过负荷运行引起，表现为油温异常升高、油色变深甚至出现焦糊味。机械故障则可能涉及铁芯松动、绕组变形、油箱渗漏以及引线接头松动等，可能导致振动异常、噪音增大或油位变化。

（二）故障诊断方法

1.外观检查与日常巡检：这是最直接、最基础的诊断方法。运维人员应定期对变压器本体、套管、冷却系统、保护装置及附属设备进行细致观察，留意有无渗漏油、油位异常、套管破损或积污、异常声响、异味、接头过热变色等现象。通过红外热像仪对关键部位进行温度检测，可及时发现潜伏的过热缺陷。

2.油液分析技术：对于油浸式变压器，油液是反映其内部状态的“窗口”。油色谱分析通过检测油中溶解的特征气体（如氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等）的组分和含量，能够有效判断变压器内部是否存在局部过热、电弧放电或火花放电等故障类型及严重程度。此外，油质化验（如水分、介损、击穿电压等）可评估油的绝缘性能，油中颗粒度分析则有助于判断机械磨损情况。

3.电气试验：电气试验是评估变压器电气性能和绝缘状况的重要手段，包括绝缘电阻测试、吸收比和极化指数测试、直流电阻测试、变比测试、组别测试、介损测试、局部放电测试以及绝缘油击穿电压试验等。这些试验能够定量地反映绕组、铁芯、套管等部件的绝缘状况和连接的紧固程度。

4.红外检测与超声波检测：红外热像技术可非接触式地检测变压器表面及接头的温度分布，快速定位过热点。超声波检测则可用于探测变压器内部局部放电、机械松动或渗漏等产生的异常声波信号，与其他方法配合使用，能提高诊断的准确性。

5.综合诊断与状态评估：单一的诊断方法往往存在局限性，因此需要结合多种检测数据、运行历史、家族缺陷以及环境因素等进行综合分析。利用专家系统或人工智能算法，对多源信息进行融合处理，能够更科学地评估变压器的健康状态，预测故障发展趋势，为状态检修提供依据。

二、变压器维护措施：防患于未然，提升设备可靠性

变压器的维护工作应坚持“预防为主，防治结合”的原则，通过科学合理的维护策略，延缓设备老化，防止故障发生，确保其长期稳定运行。

（一）预防性维护

1.定期清扫与检查：保持变压器本体及周围环境的清洁，定期清除套管、散热器表面的积尘和污垢，以利散热和观察。检查各连接部位是否紧固，有无松动发热迹象；检查密封部位是否完好，有无渗漏油现象；检查油位计、温度计、压力表等指示是否正常。

2.油务管理：定期进行油色谱分析和油质化验，根据结果决定是否进行滤油、换油或补充油。确保储油柜内的胶囊或隔膜完好，呼吸畅通，干燥剂保持干燥。对于大型变压器，可考虑安装在线油色谱监测装置，实时监控油中气体变化。

3.冷却系统维护：冷却系统是保证变压器在允许温度下运行的关键。应定期检查风扇、油泵的运行状态，确保其启停正常、运转平稳、无异常噪音。清理散热器或冷却器内部的水垢和外部的杂物，保证冷却效率。对于强迫油循环系统，还需检查油路阀门是否开启灵活，油流指示器是否正常。

4.绝缘系统维护：避免变压器承受超过其额定的电压和温度，防止绝缘老化加速。定期进行绝缘电阻、介损等试验，监测绝缘性能的变化。对于长期停运的变压器，应采取有效的防潮措施，如进行热油循环干燥或充氮保护。

5.分接开关维护：无励磁分接开关应在停电时定期检查其接触电阻和动作的灵活性；有载分接开关则需定期进行操作试验、检查触头磨损情况、清洁切换开关室，并按规定更换切换开关油。确保分接开关的良好接触，防止因接触不良导致过热或放电故障。

6.保护装置与二次回路检查：定期校验变压器的差动保护、瓦斯保护、过流保护等主保护及后备保护，确保其动作准确可靠。检查二次回路接线是否牢固，端子有无松动、锈蚀，熔断器是否完好。

（二）故障后的处理与修复

当变压器发生故障或异常时，应立