电力变压器故障分析

电力变压器作为电力系统中的核心设备，其运行状态直接影响电网的安全稳定。故障分析是保障变压器可靠运行的关键环节，需从故障类型、成因机制、诊断方法及预防措施四个方面进行系统剖析。

一、常见故障类型及其特征

1. 绕组故障：包括匝间短路、相间短路、对地击穿和绕组变形。匝间短路由绝缘老化或局部过热引发，表现为轻瓦斯动作、油色谱中乙炔含量升高；相间短路多因绝缘劣化或异物导致，伴随重瓦斯保护动作与差动保护跳闸；绕组变形常由短路电动力引起，可通过频率响应法（FRA）检测绕组结构变化。

2. 铁芯故障：主要为铁芯多点接地与局部过热。正常情况下铁芯仅一点接地，若出现两点及以上接地，将形成环流导致局部温度升高，继而产生大量烃类气体，油色谱分析显示甲烷、乙烯为主导成分，同时铁芯接地电流异常增大。

3. 绝缘系统故障：涵盖主绝缘击穿、套管闪络与油纸绝缘劣化。受潮、污秽、裂纹等因素可导致套管表面闪络；长期运行下油中水分、酸值上升会加速纸绝缘聚合度下降，降低机械强度与介电性能，最终诱发击穿。

4. 分接开关故障：有载调压开关在频繁操作中易发生触头烧损、过渡电阻断裂或机构卡涩，造成接触不良、局部高温及三相不平衡，反映为电压调节失灵、振动加剧与油中CO、CO₂浓度上升。

5. 冷却系统故障：风扇、油泵失效或散热器堵塞会导致变压器温升超标，尤其在高负荷时段可能引发过热性故障，监控系统显示顶层油温或绕组温度持续偏高。

二、故障成因的深层次分析

1. 材料老化：变压器设计寿命通常为30-40年，但实际运行中受电场、温度、氧气和水分协同作用，绝缘材料逐步降解。纸绝缘聚合度低于200时即丧失机械支撑能力，成为潜在故障源。

2. 过电压冲击：雷电冲击与操作过电压可在绕组间产生不均匀电压分布，引发表面放电或纵绝缘击穿，尤其在老旧变压器中风险更高。

3. 制造与安装缺陷：如绕组压紧不足、引线焊接不良、器身清洁度不够等，在投运初期或负载变化时暴露问题，典型案例如悬浮金属颗粒引发局部放电。

4. 运行环境影响：高温、高湿、粉尘污染地区加速外绝缘劣化；地震或多振源场所可能导致内部连接松动；地下水位高区域易使基础积水，影响冷却效率。

5. 负荷管理不当：长期过载运行使热点温度超过允许限值（一般为140℃），加快绝缘热老化速率；间歇性重载还可能引起热应力疲劳，促进微裂纹扩展。

综上所述，电力变压器故障分析是一项涉及多学科交叉的复杂工程任务，必须坚持“预防为主、防治结合"的原则，依托技术手段构建全过程、全要素的健康管理机制，从而延长设备使用寿命，保障电力系统安全经济运行武，武汉华源电气有限公司做专业电气设备检修、电力运维、电力年检等相关电力综合服务项目，为您提供电力检修、试验、安装工程及用户配电室运维等电力设施一站式服务。