摘要:变压器的主要作用是控制电压和电流，以确保电力网络可以安全平稳地运行。因此，对变压器进行必要的检修和日常维护，是关系着国家电力网络能否顺利运转的重要工作。对变电站中的变压器进行研究，了解其运行原理，明确对变压器常见故障的有效应对方法，对于电力网络的安全运行有十分重要的作用。
关键词：电力系统；电力变压器；故障诊断；维护保养
引言
电力变压器指的是电力系统一次回路中供输、配、供电用的变压器。电力变压器结构繁杂，运行环境相对较差，如果发生故障事故的话，对电网波动和供电的可靠性也有较大的影响，所以需要对于具体状况采取对应措施。因为变压器是连续运行，在实际工作中可能出现各种故障，重大事故不仅会导致变压器自身出现损坏，还会造成电力供应的中断，给工厂造成一定的生产经济损失。因此日常点检和维护变压器在工作中占很大的作用，更重要的是值班人员应当对变压器可能出现故障的处理措施进行学习运用。
1变压器的主要结构与工作原理
1.1变压器的主要结构
组成变电站的变压器的主要结构为主体装置、油料、调压装置与内置铁芯，以及对变压器起到保护作用的一些装置和配件。在这些配件当中，最重要也是最核心的部分，是内置铁芯，以及与内置铁芯相匹配的必不可少的绕线圈组。
1.2变压器主要部件的工作原理
高压变频器以多个功率单元串联多电平输出高压为当前主流产品，主电路采用交-直-交变流结构。成套高压变频器主要由高压开关设备、移相变压器、功率单元、控制单元及冷却设备组成。高压开关设备用于接通断开的输入电源和负载，切换工频旁路；移相变压器将网侧高压变换为多组低压，各副边绕组采用延边三角接法，相互之间有一定的相位差。功率单元是变频器核心，采用多重电路新型接法结构将其均分成三组，每组一相，每个单元将三相交流电进行整流储能滤波逆变后输出单相低压交流电，每组多个功率单元输出侧串联形成高压，各单元具有故障自检自动退出功能，非故障单元正常工作可保障电机继续运行或自动切换到高压旁路工频运行，避免停机造成损失，模块化设计利于故障时迅速替换。控制单元对变频器主回路进行检测、控制及保护，对外传输接收指令信号及参数，控制单元通过光纤对每一个功率单元进行整流、逆变控制与检测，实现电气隔离。冷却风扇安装于高变频器柜顶，以往外抽风方式进行风冷。
2变压器常见故障分析
2.1变压器气味颜色异常
①当防爆管的防爆膜在破裂之后会使潮气和水同时进入到变压器中，造成变压器绝缘度降低和绝缘油乳化的现象。②当套管闪络发生放电时会出现发热，造成管道受损、绝缘老化，严重时会发生爆炸。③套管的接线紧固部位如果发生松动的现象，接触面就会出现严重氧化的现象，导致接触过热，颜色发暗并且没有光泽，同时也会破坏表面的镀层。④套管出现较为严重的无损时会发出一定的臭氧味道，油泵出现烧毁现象也会散发出烧焦的气味。⑤此外，垫圈损坏、吸潮过渡或者油室内进入太多的水都会导致吸湿剂发生变色现象。
2.2变压器过热
变压器过热故障问题通常可以划分为三种情况。第一种情况是变压器低温过热，具体表现为：变压器机身温度≤300℃。第二种情况是变压器中温过热，具体表现为：300℃≤变压器机身温度≤700℃。第三种情况是变压器高温过热，具体表现为：变压器机身温度≤700℃。变压器出现过热的故障会严重影响变压器的正常使用和运行，甚至引起重大安全事故，所以必须对其进行及时检修，排查问题。
2.3铁芯故障
传递、交换电磁能量的主要部件之一是变压器的铁芯，铁芯质量好坏是决定变压器能否正常运行的重要关键。铁芯多点接地故障出现较多，铁芯局部过热运行时间过长会使油纸铁芯片绝缘层老化，严重时导致铁芯接地引线绕断［6］。
所以变压器铁芯应当定期测试绝缘强度，发现绝缘强度低于标准时应及时更换螺栓套管和绝缘垫，或将绝缘损坏的硅钢片重刷绝缘。
3变压器常见事故的处理
3.1轻瓦斯保护动作处理
发现有瓦斯保护信号动作时值班人员应立即对变压器进行外部检查，检查项目为油枕中的油位及油色，变压器的电压、电流、温度和声音等变化。瓦斯保护动作的原因有很多种，可能是因滤油、加油或冷却系统不严密致使空气进入变压器；或因温度下降或漏油导致油位缓慢降低；或是变压器内部产生故障产生少量气体；或是因为保护装置的二次回路故障引起的。在经外部检查发现无任何异常时，则应查明瓦斯继电器中气体的性质。若瓦斯继电器发出的信号是由于变压器内部油分解产生的空气而动作，值班人员则应放出瓦斯继电器内积聚的空气，并且注意下次信号动作的间隙时间，如果不久信号消失说明变压器无故障，如果动作时间间隙逐次缩短，则表明变压器所对应断路器即将跳闸，值班人员应将瓦斯保护的跳闸回路切断，并且立即上报准备切换投入备用变压器运行。
3.2变压器局部放电故障及处理
说起变压器放电故障，又可以将其细分为局部放电和火花放电。局部放电通常是因为受到电压的影响，致使变压器内部的绝缘层之间的油膜以及气孔间隙发生放电的现象。局部放电现象的出现大多会表现为变压器的绝缘层有薄弱环节存在，或者是因为绝缘距离没有达到规范的要求。初期放电能量比较低，如果不能立马处理，时间长了就会发生放电影响，导致完全击穿绝缘线，严重的时候还会损坏变压器，造成严重事故的发生。采取的措施：在解决变压器的放电张开时，可以通过以下几种方法来进行：①将日常的维护保养工作做好，对于规模较大的一些供电场所要有专人保持24小时的持续性监管，同时将远程监控设施安装在显眼的地方。②将防雷的接地保护装置增加进来；③在维修处理变压器时要使用性能稳定、质量好的绝缘材料，务必要保证其绝缘效果符合规范，在修复处理时要保证完全密封其表面。④对于规模大的高压变压器色板而言，要将接地的屏蔽设备安装到位，防止有放电故障问题的发生。
3.3解决控制电源故障问题
为保证控制电源稳定可靠，明确控制电源负荷类型对其作相应改进，三相AC380V电源用于柜顶散热风机及AC220V控制电源，AC220V单相UPS用于控制高压开关及开关电源。在实际应用中为解决控制电源问题，做以下技术改造：将高压变频器高压开关AC220V电源改用220V直流电源，由电气系统直流屏蓄电池供电；配置一套DC24V直流屏，集中给各高压变频器的控制器、PLC、触摸屏供电；合理配置控制电源各级断路器保护参数，避免越级跳闸造成扩大影响范围；以上方案可以省掉UPS及开关电源装置，减少换流环节，提高电源可靠性避免控制电源问题高压变频器突然停机。
3.4变压器形变的故障原因及处理措施
就煤矿生产来说，尽管变压器的设备是在地面上进行设置的，然而煤矿生产的环境非常的差，在具体运行的过程中可能会因为各种各样环境因素的影响而导致设备变形或者被破坏掉。典型的问题产生的原因是因为有较大的机械外力作用，或者重物坠落等问题而撞击到了变压器，导致变压器的壳体不能对外部力量所承受，最终出现变形的问题。
结束语
随着智能电网系统技术不断取得突破式进步，电力变压器故障检测也有了更加科学有效的方法。但不管检测和检修技术如何先进，都会产生经济、时间和生产安全成本。只有及时维护和保养，使得电力变压器长时间保持健康、稳定、安全的运行状态，才是保障我国电力系统安全和人民生命财产安全的最根本途径。
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