摘要：电力变压器是电网能量转换和传输的核心。是电网安全第一防御系统的关键设备。变压器一旦发生事故可能会造成设备资产和大电等巨大损失。针对生产中使用的变压器类型进行总结，并对绝缘老化原因进行分析，对故障诊断方法进行研究。
关键词：变压器；绝缘老化；诊断方法；
在远距离供电网络中，电力变压器是重要的电气设备。变压器的性能将影响电力系统的安全、可靠、经济运转。变压器的性能又由其绝缘性能控制。
一、变压器绝缘老化的原因
变压器的运行环境比较恶劣，运行中的变压器绝缘材料在温度、湿度等条件的作用下，出现绝缘性能老化现象。绝缘性能变差是影响变压器运行时间的关键原因。变压器中绝缘纸和绝缘油出现老化是主要因素，其作用是绝缘和散热等。但绝缘材料老化速度又主要决定于工作温度，工作温度与绝缘老化的速度成正比。
二、常用变压器及其运行特点
1.S型变压器。该类型变压器现在在生产中使用较多，S7、S9型投入使用时间较早；S11型主要具有耗能低、环保性能好的特点；S13、S14、S15型由于使用了较为优质的电磁材料和硅钢片，使其节能特性更好。
2.SH15非晶合金变压器。SH15非晶合金变压器初期投入费用较大，但由于其耗能低、损耗低、免维护等优点其在使用过程中运行费用较低，具有很强的经济效益，应用前景较为广泛。
3.调容变压器。该类型变压器重要作用在于可以满足重载启动要求，同时可以保证变压器受控于经济负荷区。在降低了电流密度、磁通密度、短路阻抗影响的基础上，有效的提高了变压器的防护性能。
4.有载调容变压器。基于调容变压器的运行原理，开发了有载调容变压器。其优点在于可以区分变压器启动及正常运转时由于负荷的变化而造成的功率差别，针对性地进行功率输出，减少了能量损耗。
三、影响固体纸绝缘故障的主要因素
1.温度的影响。电力变压器为油、纸绝缘，在不同温度下油、纸中含水量有着不同的平衡关系。一般情况下，温度升高，纸内水分要向油中析出；反之，则纸要吸收油中水分。温度升高，促使寿命缩短。
2.湿度的影响。绝缘油中的水分对变压器绝缘有较大影响，可造成绝缘材料的纤维素降解；同时，水分的存在还可以造成放电电压降低，进一步加快绝缘老化的速度。
3.过电压的影响。①暂态过电压的影响。当变压器发生故障时，主绝缘对中性点接地系统的电压降升高，有可能造成变压器绝缘的伤害；②雷电过电压的影响。雷电过电压由于波头陡，其电压在变压器的绝缘设备上造成分布不均，留下放电痕迹，造成绝缘的损伤；③短路电动力的影响。变压器设备输出端发生短路时，会造成变压器绕组变形、引线移位，由于该故障会造成绝缘的有效防护距离的变化，从而使绝缘体温度上升引起老化加速或者绝缘物质损伤。
四、几种化学方法诊断绝缘老化
由于变压器绝缘材料出现老化时会释放出CO和CO2气体，并生成一种特殊的物质-糠醛，因此变压器绝缘老化的水平可以通过CO、CO2、糠醛的浓度和绝缘纸的聚合度来诊断。
1.测量油中CO2/CO的含量变压器经常处于高温85℃左右的环境下工作，绝缘油与大气相遇就会产生氧化反应。而油中存在的某些物质例如铜又会使这种氧化过程加快，从而使油的性能劣化。
泥垢就是油中杂质比重很高时产生的物质，这种物质聚集在变压器内部元器件上不利于变压器的通风散热。在温度、水分的作用下变压器油中会不断产生酸、灰分等杂质并产生少量的CO和C02气体。绝缘油内CO和C02的浓度随变压器工作过程的延长而逐渐增加。由于CO在绝缘油内的溶解能力小于CO2，因此变压器绝缘老化水平可以通过CO2/CO比率来判断。判断的标准是：当CO2／CO大于7时，认为绝缘可能老化。因此可以采用这种方法来初步诊断绝缘老化的可能性。
2.测量油中糠醛的含量。纤维素是绝缘纸中的主要化学成分，当绝缘纸老化时纤维素会裂化生成糠醛，因此绝缘纸的老化程度可以通过测量绝缘油中糠醛的浓度来诊断。随着变压器工作时间的延长，变压器油中糠醛的浓度就会逐渐升高，绝缘材料老化程度就更加严重。由于可以在变压器运行时取出样品测出油中糠醛含量，因此采用这种诊断方法非常方便、快捷。判断的标准是：绝缘材料中度老化时，绝缘油中糠醛浓度等为0.5mg/L；绝缘材料重度老化时，绝缘油中糠醛浓度超过4mg/L，此时变压器的绝缘性能很差，应当报废处理。由于测量糠醛含量的诊断方法非常方便，可以带电测量，所以被广泛应用于电力系统以及不能断电的场合。聚合度与糠醛含量之间有一定的函数关系，因此可以通过糠醛的含量间接地获得聚合度的大小，利用聚合度的数值进行诊断。当绝缘油中CO和C02所占的比重都较大时，CO2/CO的数据就没有价值了，此时可以采用测量变压器油中糠醛的浓度作为诊断依据，因此利用测量绝缘油中糠醛的比重来判断的方法准确度高。
3.测量绝缘纸的聚合度。纤维素是绝缘纸中一种重要的物质，在温度、湿度和氧气的影响下，纤维素会慢慢出现裂化现象，从而使聚合度降低，绝缘纸的机械能力和绝缘能力也将大大降低。由于聚合度的数值体现了变压器的绝缘老化水平，因此采用聚合度来诊断绝缘老化水平是一种理想的方法。变压器初次投入使用时，绝缘纸的聚合度可以达到1000，随着工作过程的延长，在热度、湿度等条件的作用下，绝缘纸中的纤维素裂解生成糠醛，糠醛溶解在变压器油中从而降低绝缘纸的聚合度。变压器绝缘中等程度老化时，聚合度的数值为500；绝缘老化严重时，聚合度的数值为250。通常采用粘度测试的方法测量绝缘纸的聚合度。可以从引线上的垫块、绝缘纸板等位置取出测量的样品。也可利用吊芯修理变压器的时候取出样品。先将样品中的其他材料去除干净，然后碾碎置于乙酸乙酯溶剂中使之充分溶解。液体的粘度采用粘度计测量出来，然后根据测量数据计算出绝缘纸的聚合度。聚合度的大小是衡量绝缘纸老化水平的主要参数，聚合度与抗张能力有某种函数对应关系，这样就可以从另一方面获得绝缘纸板的机械强度。由于其测量结果准确、可靠，因此采用聚合度作为诊断依据十分有效。
4.测量变压器油中的含水量。水是变压器绝缘发生老化产生的重要物质，产生的水相当于催化剂又会加快绝缘材料老化的速度。当绝缘油中水的成分大于50μg/g时，绝缘油的绝缘性能开始下降，老化现象开始加剧。绝缘纸的聚合度也开始减小，从而使绝缘材料的机械性能变差。工作中的变压器绝缘油中水成分是逐渐增加然后变化缓慢的过程。由于绝缘纸板中含水量不容易获取，所以可以利用卡尔-费休测试法先测出变压器油中的含水量，然后根据经验公式来估算出绝缘纸中的含水量。
5.固体绝缘诊断方法。（1）直流电阻测量法。该方法在变压器的绝缘性能测定中使用较为普遍，但由于测试中加载的直流电压会产生非线形衰减的吸收电流，包括吸收电流、位移电流、泄露电流等，从而对真实电流电阻值的测定造成偏差。通常采用几小时的长时间测试保证数值的准确。（2）局部放电法。通过采用超声波技术对变压器进行局部放电检测，可以有效地发现初始缺陷或高压绝缘的局部缺陷。在现在的生产中可以用于新变压器的长期监测，还可以用于老旧变压器的运行状态评估。此外，固体绝缘的诊断方法还有极化指数法、介质损耗系数法等。
总之，想要增加变压器的运行寿命，使电力系统能够安全可靠运行，掌握有效的诊断方法是关键，这样就能早发现早预防，做到防微杜渐。
参考文献：
[1]董新华.电力变压器优质绝缘热老化的相关研究,2018.
[2]刘庆珍.浅析变压器绝缘老化的化学诊断方法研究.2019.