电力变压器状态监测与故障诊断.doc

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1、大连理工大学网络高等教育毕业大作业模板 网络高等教育专 科 生 毕 业 大 作 业 题 目：电力变压器状态监测与故障诊断学习中心：00000奥鹏学习中心层 次：00000000000专 业：电气工程及其自动化年 级：0000年秋季学 号：00000000000学 生：00000指导教师：00000完成日期：2015年01月00日III电力变压器状态监测与故障诊断内容摘要在变压器各类故障中，最常见的就是绕组匝间短路。目前，主要是通过变压器油中溶解气体的在线监测作为监测变压器运行的主要手段。通过分析找到了变压器在线监测特别是针对绕组在线监测的新特征量：功率损耗。在此基础上，探讨了实现变压器绕组在线

2、监测的可能性，再结合油气量分析提出了相应的监测判断流程，初步探讨了新的电力变压器在线监测系统和变压器状态评估的框架。配电变压器的安全运行管理工作是我们日常工作的重点，本文重点介绍变压器常见故障分析判断及处理方法，为同行们分析、判断、故障原因及故障的预防和处理提供一些依据。关键词：电力变压器；在线监测；匝间短路；功率损耗；目 录内容摘要I引 言11 变压器在线监测21.1 变压器绕组匝间短路分析及在线监测原理21.2 变压器在线监测原理的提出32 MDDTM系统52.1 MDDTM系统6个在线监测子系统52.2 MDDTM系统的主要功能62.3 MDDTM主机系统72.4 局部放电在线监测子系统

3、72.5 套管绝缘在线监测子系统82.6 变压器故障诊断专家系统82.7 远程监测网络93 故障的分析判断103.1 电力变压器常见故障的分析判断103.1.1 声音103.1.2 气味、颜色113.1.3 温度113.2 电力变压器常见故障分类123.2.1 铁芯损坏123.2.2 铁芯接地片裂123.2.3 绕组匝间短路123.2.4 绕组时接地部分短路123.2.5 绕组和引线断线123.2.6 绕组相间短路133.2.7 套管碎裂或出线连接松动133.2.8 气体继电器134 总结14参考文献15引 言电力变压器是电力系统中重要的高压电气设备，担负着电压、电流的转换以及功率传输的任务，

4、其性能的好坏直接影响着电力系统的安全稳定运行，可以形象地将电力变压器视为电网的“心脏”。因此，这对长期运行的电力变压器来说，变压器的故障概率是比较高，从而提出一种新的电力变压器的在线运行监测方法，故障诊断，确保它的运行可靠性是一个重要的问题。近年来，电力变压器制造材料的改进、设计方法和制造技术的提高已经在一定程度上地提高了电力变压器运行的可靠性。但是，由于电力变压器的运行环境以及现在的故障诊断手段还不够完善、评定电力变压器设备绝缘状态可靠性的可信度还不高，以至于电力变压器出现故障时，不能准确地判断出电力变压器的故障，所以，电力变压器的故障概率是比较高的。目前，国内外学者在电力变压器在线监测以及

5、故障诊断方面进行了大量的研究工作。在线监测主要包括：油中气体含量在线监测（油色谱在线分析）、油中氢气浓度在线监测、变压器绕组局部放电在线监测、变压器绕组变形在线监测等等，其中最成熟也最主要使用的方法是油中气体含量在线监测，即气相色谱法（三比值法、特征气体法、Rogers法等），即监测正在运行时的电力变压器油中出现的各种气体的含量来判断电力变压器潜伏性故障。但由于电力变压器结构复杂,而且电力变压器的故障往往由多种原因引起，不同故障所表现出的征兆有时具有相似性、随机性、人为的干扰因素以及诊断设备和手段存在的误差等因素，因此，常规的电力变压器故障诊断方法远远不能满足现代故障诊断的要求。实现从油气量和

6、电气量两个方面同时去监测变压器的运行状况，从而提出一种新的电力变压器的在线运行监测方法。由于油气量的工作已经非常成熟，只侧重于电气量方面的研究。安全、优质、经济地供电，是对现代电力系统运行的3大要求，其中以安全性最为重要供电系统的关键设备大型电力变压器在长期运行过程中，因受外界环境各种因素的影响，不可避免地会逐渐老化，以致丧失其本身的设计功能，如未能及时发现并采取适当的修复措施，则缺陷会不断发展，从而引发运行事故因此，必须运用一定的管理方法和手段对运行中的变压器进行管理和监控这是电力行业安全生产的重要任务。1 变压器在线监测1.1 变压器绕组匝间短路分析及在线监测原理变压器涉及电气量的部件主要

7、就是绕组，据统计资料表明，变压器中最常发生故障的部件之一就是变压器的绕组，它的损坏率约占整个变压器故障的60%70%，而在变压器绕组故障中，其中因绝缘老化而导致的绕组匝间短路、相间短路、绕组对地短路占整个故障的70%80%。1变压器绕组故障都能归于绕组匝间短路故障引起。随着输电电压越来越高，人们发现传统的连续式线圈已经不能满足超高压输电的需要，因此引入了纠结式线圈。纠结式线圈的特点在于，它在线圈的相邻数序线匝间插入了不相邻数序的线匝，形成了交错纠连的纠结线段并组成了纠结式线圈，从而使线圈的纵向电容增加，这样沿线圈的轴向高度上冲击梯度分布特性就得到了很大的改善，所以在各种高电压线圈上得到了广泛的

8、应用。由于纠结式线圈的两个相邻匝间的电压比连续式线圈大n/2倍（n为绕组线圈的匝数），其绝缘水平也要求更高，更容易发生匝间短路。对于变压器绕组故障特别是匝间短路故障，有必要找出新的故障特征量，从而实现对变压器绕组的在线监测。众所周知，变压器发生匝间短路故障时，尽管短路匝电流很大，但流出一次侧电流非常小。 传统的保护措施是通过整定继电保护的参数来实现的，这对一些尚不致于产生保护动作的匝间短路故障的诊断就无能为力。对于瓦斯继电器，只有当气体积累到某一最小容积时才能动作，故瓦斯保护反应变压器内部这种匝间短路故障的速度慢、时间长。因此，如何在继电保护动作之前及时地监测这种潜伏性故障，避免变压器非正常退

9、出运行就显得非常必要。对变压器有功损耗物理机理的研究是新的变压器匝间短路故障在线监测方法的基础。电力变压器的有功损耗分为负载损耗和空载损耗两大部分，其中，负载损耗包括基本损耗（欧姆损耗）和由漏磁场引起的附加损耗（杂散损耗）；空载损耗（铁心损耗）包括基本损耗（涡流损耗和磁滞损耗）和由漏磁场引起的附加损耗。空载损耗包括基本损耗和附加损耗两部分，前者包括磁滞损耗和涡流损耗，后者主要是由漏磁场在变压器内部产生的各种附加损耗。变压器匝间短路后，一方面，由于短路匝中电流很大，造成铁心局部严重饱和，导致损耗增加；另一方面，由漏磁场的变化将直接影响到附加损耗的变化原理可知，绕组如果发生了匝间短路故障，将直接影

10、响到漏磁场在变压器内部的分布，从而直接影响变压器内部附加功率损耗的大小。变压器绕组发生匝间短路后，故障相所引起的漏磁场变化很强烈，非故障相的不明显，从而可得到结论：2变压器绕组发生匝间短路后，故障相的附加损耗就会发生比较大的变化，其他绕组的附加损耗也有变化，但是变化很小。总之，变压器绕组发生匝间短路故障后，由其内部磁场的变化所引起的功率损耗将会增大。正常运行时，变压器的附加负载损耗是指变压器线圈导线中的涡流损耗，线圈内部的环流损耗以及结构件中的涡流损耗，这些附加损耗都是负载电流引起的漏磁通所感应产生的。当变压器发生匝间短路时，会引起下列变化： 由于短路使短路所在相绕组匝数减少了，短路后将产生一

11、个短路电流，此短路电流使变压器产生一个附加的损耗，同时，在短路的线匝之间形成一个短路环，短路环的电流较大，也产生了一个附加的功率损耗。被短路的绕组相当于一个匝数等于短路匝数的短路环加在变压器的铁芯上，该短路绕组内的电流近似等于变压器的短路电流（环流），可以达额定电流的20倍以上（但变压器绕组引出线上的电流变化并不大）。短路环流引起变压器局部发热，造成铁心的局部饱和，也引起额外的功率损耗（与电流平方成正比），而且对于不同的匝间短路，此增加损耗不同，增加损耗随着短路匝数的增加而增大。 对多台变压器并联运行，若一次侧短路，则二次侧的电压将略有升高，若二次侧短路，则二次侧的电压略有降低，这都会使并联运

12、行的变压器之间产生环流，也将会使变压器损耗增加。 从能量的观点来分析，当变压器发生匝间短路故障后，在故障点将形成一个放电点，随着弧光放电产生，必将消耗大量的功率损耗，其具体的数值将依赖于过渡电阻的大小。综上所述，可以得出结论：当变压器绕组发生匝间短路，会使变压器的负载铁耗和空载损耗均增加,从而导致总损耗增加，而且对于匝间短路严重程度的不同，此增加损耗也不同，损耗会随着短路匝数的增加而增大，具体的数值依赖于短路故障的严重程度以及过渡电阻大小等因素。1.2 变压器在线监测原理的提出如果能够检测出变压器功率损耗的变化，就基本上能够确定出变压器绕组是否正常以及故障的严重程度，这对电力变压器绕组状态监测

13、和故障诊断提供了一个非常有效的方法，对提高变压器故障诊断的准确率非常有意义。3所以可以利用变压器各次侧的电压、电流量，计算出变压器的功率，进而得到其损耗的变化，同时，由于变压器在运行过程中，由于负载电流的变化而导致负载损耗的变化，为了不影响判断，可以剔除掉变压器的负载损耗中的最基本的欧姆损耗，得到具体判别表达式如下： （1.1）式中：P1 变压器一次侧流入功率；P2 变压器二次侧流出功率；1、2负载系数（实际电流与额定电流比值）；PL1、PL2变压器原副边绕组在额定电流下的短路损耗值；按照躲过变压器正常运行时损耗值确定，实际运行中可以调整。从理论上讲，上式中的W(t)就是变压器的空载损耗，但变

14、压器在实际运行中，由于运行条件与变压器出厂试验条件不一样，并且随着运行时间其空载损耗也要发生变化，因此在实际运行中，W(t)是不等于变压器空载损耗。变压器绕组匝间故障后，其功率损耗的增大主要表现在故障相上，由于磁场耦合的关系，非故障相也应该有不同程度的增大，但是不如故障相明显，因此可以利用这个特点来进行变压器绕组在线监测的初步定相，即计算变压器原副边绕组的功率，利用功率差进行判断，判别表达式(1)相应变为： （1.2）与式(1.1)相对应，式中的每一个变量代表每个相位的值。对Y-y连接的变压器，其每相绕组的电压电流都可以直接测得，故可以利用测得的电压电流 直接计算变压器每相绕组的功率。 实际电

15、力系统不可能做到完全对称，每一相中除了正序分量外，还有负序分量和零序分量，从而在二次侧也将有这些分量。对于零序分量边是三角形连接，零序电流不可能流通到外部线电流去，但在三角形内部将产生环流。由于在线监测部分只能测出副边的线电流，不可能测到三角形连接绕组内部的环流，为了解决这个问题，决定采用正序分量来计算变压器原副方绕组的功率，即正序功率差。采用正序功率后，计算每一相的功率损耗就容易了。把测得的每一相的线电流分解成正序分量、负序分量和零序分量，对于正序分量，由KCL有： 计算出每相绕组的电流后，再利用直接测得每相绕组的电压就可以计算每相绕组的功率了。Y-Y-d连接的变压器绕组的计算，这里就不再赘

16、述。2 MDDTM系统提出的在线监测变压器绕组新特征量功率损耗，还可以结合油气量的在线监测，研制开发应用于现场生产实际的一套新的变压器在线监测系统。其工作只是一个初步的尝试，要想提高在线监测的准确度和可行度，还有许多方面的工作特别是现场试验及现场工作需要完善，建议今后的工作重点放在：(1)进一步研究变压器故障机理，提出更加可靠有效、全面的状态监测量，实现变压器故障的定性和定量的研究。(2)对本文所提出的新的特征量功率损耗，下一步的工作是结合现场试验取得的实际数据以及变压器油气量在线监测结果，进一步分析变压器在线功率损耗的特点，以求能够给出一个较为准确合理的结果。2.1 MDDTM系统6个在线监

17、测子系统在当前电气设备的故障信息难以全面获取的情况下，对设备的故障诊断实际上可以看成是利用不完备信息进行模式识别的问题。随着人工智能技术的发展，一些新的理论如灰色理论、粗糙集理论、数据挖掘理论等被提出并逐步得到人们的重视，这些理论可以从不完备的数据中发现隐含知识，由不完备信息推出尽可能准确的结论，将这些新理论与模式识别技术相结合，应用到电气设备的故障诊断方面可望取得一些有用的成果。MDDTM系统由6个在线监测子系统、模拟量输入子系统、开关量输入子系统以及CMS监控诊断软件组成。6个在线监测子系统分别为： (1) 变压器油色谱在线监测子系统；(2) 变压器局部放电在线监测子系统；(3) 变压器油

18、温在线监测子系统；(4) 变压器绕组变形在线监测子系统；(5) 铁芯接地电流在线监测子系统；(6) 变压器套管在线监测子系统；MDDTM系统采用通讯控制单元对各个子系统进行透明协议转换，以及采集系统的配置与状态分析。因此整个系统具有良好的可扩展性，能够根据实际需要扩充监测子系统，而且可以很好的兼容其他的电力设备在线监测系统。2.2 MDDTM系统的主要功能(1) 系统具备自诊断功能，MDD主机能自动诊断硬件设备的故障，并给予明确提示；系统配备软、硬件看门狗，确保无死机现象发生。系统可对监测系统的硬件设备状态进行自诊断，如采集系统AD卡、I/O卡、网络设备、传感器、系统状态等。同时，软件可给出软

19、件自身的运行状态参数。(2) 系统可对用户基本信息进行设置；(3) 系统可对设备配置信息进行设置；(4) 系统可对各在线监测子系统的运行参数进行设置(监测间隔时间、数据采样周期、定时巡检时间等)；(5) 系统采用定时巡检方式进行数据采集；(6) 系统运行参数设置既可由MDD主机设定，又可由具有相应权限的网络用户远程设定；(7) 系统具有追踪监测(锁定监测)功能，可使用追踪监测功能自动对变压器进行监测；在检测参数高于设定阈值时，设备参数变化趋势较快时或通过监测系统诊断软件计算处理后这几种状态下可自动追踪监测故障征兆的设备。(8) 系统具有综合故障诊断功能，充分利用监测数据；对变压器故障进行智能诊

20、断，根据在线监测到的各种设备数据，具有基于人工神经网络或模糊数学等高级人工智能诊断故障的能力。(9) 系统采用多级报警方式，监测数据超过设定限值或总合诊断结果需要报警时即会自动报警，并能在线修改报警阈值；报警方式可灵活设定，可将报警信息发送给远程计算机，又可设置通讯接口，自动连接到相关人员的通讯设备上。在线修改报警阈值可在现场主机或网络用户远程设置；(10) 系统具有故障报警输出接点；(11) 系统可图形显示设备的监测位置(监测设备拓扑图)；(12) 系统可以报表形式显示监测数据；(13) 系统可以趋势图、直方图、放电图谱、三维放电谱图、工频放电谱图等形式显示监测结果；(14) 系统具备数据编

21、程、数据拷贝、列表打印等计算和管理系统基本功能；(15) 可以锁定方式显示某个子系统的监测结果；(16) 可以循环方式显示各个子系统的监测结果；(17) 系统具有与用户MIS、SCADA等系统的联网功能，可方便实现联网数据传送，能将检测数据传送到局内MIS系统或其它数据库上，供生产技术管理人员、领导查阅和系统分析用。网络用户具有不同的权限，对设备参数实现分级查阅。；(18) 具有远程监测与诊断功能；(19) 具有打印输出监测图表功能；2.3 MDDTM主机系统MDDTM主机系统由一台网络数据库服务器、一台WEB服务器、三台监控工作站组成，采用C/S和B/S混合体系结构。主机系统架构如图2所示：

22、根据在线监测的实时性要求，站内监测曾采用传统的Client/Server体系结构，同时为满足远程用户对监测数据、报警信息查询、浏览的需要，对远程用户采用目前流行的Browser/Server体系结构，从而构成以Client/Server方式为主，Browser/Server方式为辅的混合体系结构。此方案能很好地满足用户的需求，符合可持续发展的原则，使系统有较好的开放性和易扩展性。其中，B/S方式用于查询和浏览，B/S方式的特点在于具有广泛的信息发布能力。它对前端的用户数目没有限制，客户端只需要普通的浏览器即可，不需要其他任何特殊软件，另外对网络也没有特殊要求。MGA2000-6的关键技术及软件

23、主要特点是：(1) 采用一种全新的、智能的、谱线峰值识别算法，能不依赖于保留时间识别出峰值的位置和峰值的高度。解决了保留时间的变化对峰的识别和测量精度的影响。(2) 采用了基于神经网络的变压器故障诊断专家系统，该系统故障诊断准确率高，故障分类有效。(3) 系统运行安全可靠，采用了基于权限的用户管理，使系统具有很强的鲁棒性，同时使系统用户管理更富有人性化。(4) 提供原始谱图，并具有强大丰富的谱图控制功能。(5) 数据显示生动形象，报表实用、美观。2.4 局部放电在线监测子系统变压器内部故障分为过热和放电两大类。过热性故障发展较缓慢，在短时间内不会酿成事故。而局部放电性故障，尤其是匝、层间和围屏

24、的局部放电，就大不相同了。因为当这些部位的绝缘受损后，其沿面放电电压将降低，在受到内部或外部过电压的冲击后，绝缘性能迅速下降，引起局部放电及至发展成电弧放电而烧毁。因此，采取可靠的局部放电监测手段可有效防止设备事故的发生。局部放电在线监测子系统采用模块化设计，便于拓展应用。硬件模块包括传感器、放大器、信号调理、采集卡、监控主机等，模块之间主要依靠BNC双屏蔽同轴电缆相联接。变压器上的局部放电信号经传感器耦合后送入放大器，放大之后的信号由多路转换巡回选通两路信号通过采集卡进行数据采集。分析软件对采集的局部放电数据抗干扰等数字处理，获得放电量、三维放电图谱、工频放电图谱、放电趋势图等指标，并将结果

25、通过网络接口传送个MDDTM主机系统，在数据库中存储。另外，为了获得每次采集的工频相位信息，利用高压侧电压互感器(PT)信号经信号预处理后来触发采集卡采集。2.5 套管绝缘在线监测子系统套管绝缘在线监测子系统主要监测变压器套管的介质损耗、等值电容、泄漏电流、环境温湿度等，并根据监测数据采用相对比较等分析方法对被监测设备的绝缘状况做出诊断。该子系统采用全数字式交流同步采集及自适应信号处理技术对介质损耗进行测量，从根本上解决了以往产品采用的“过零比较法”测量介质损耗时由于谐波影响及模拟电子线路原器件漂移造成的数据稳定性差的弊病。真正实现了测量的高精度、高稳定度。传感器设计成自动补偿方式，受温度、振

26、动及磁滞回线的影响要小；磁芯采用高导磁率的玻莫合金材料，线性度、稳定性高，性能好。单匝的穿芯式结构，不影响被测设备的安全性；外壳采用多重屏蔽特殊结构设计，抗干扰性能强。而在数据处理时，对传感器受到的温度和磁滞回线的影响进行修正。2.6 变压器故障诊断专家系统针对电力变压器故障诊断专家系统的现状，MDDTM变压器状态监测与故障诊断系统开发了“电力变压器故障诊断专家系统V1.0”。该系统以在线监测系统获取的监测数据为基础，充分利用在线监测数据的动态特性，融合多类型的在线监测数据，结合了人工神经网络和专家系统技术，开发了综合型智能动态诊断专家系统。系统利用神经网络完成知识获取、推理和知识库维护等任务

27、，专家系统部分负责与用户交互，对输入信息预处理，以及对神经网络输出进行综合分析。对设备实施多参数、多种故障特征信息的在线监测是故障综合诊断的基础，在线监测系统提供的连续数据保证了电力变压器故障诊断专家系统V1.0具有动态特性，可以对设备潜在故障的发展趋势做出有效的判断，本诊断系统的多信息综合和动态诊断特性是区别于以往类似系统的主要特征。2.7 远程监测网络该系统的系统结构由远程监控主站系统、现场监控子站系统构成，两者之间通过通讯网络构成一个有效的整体，并在主站端与MIS系统之间相互作用。子站主要完成对变电站内的所有变压器状态的数据采集、处理以及一些简单的存储、打印和分析功能，并实现数据上送。主

28、站主要实现对地区或省内所有在线监测设备监测的信息的统一管理、数据分析、高级应用，实现与其他系统如MIS等的数据共享。通信网络主要提供主站和子站间的通信链路。子站与主站的通信有两种方式，其一是通过电力数据网SPD net以TCP/IP方式与主站相连；其二是以电话拨号的方式通过公共电话网与主站通信。由于该系统应用的各个变电站基本上已经铺设了光纤，而且目前的网络技术已经比较成熟，因此子站和主站间的通信主要采用第一种方式。3 故障的分析判断建筑电力用户通常采用的中小型电力变压器，他需要一个长期稳定的运行环境，正确维护电力变压器，对提高电力用户的供电可靠性具有很深远的意义。要想正确有效的维护电力变压器正

29、常运行，除掌握变压器的理论知识外，运行中变压器经常出现的异常情况及故障也应具有准确的分析判断能力，从而为故障的预防和处理提供准确的依据。3.1 电力变压器常见故障的分析判断电气工作人员可以随时通过直观判断，4对声音、振动、气味、变色、温度及其它的现象的变化来判断变压器的运行状态，分析事故发生的原因、部位及程度。从而根据所掌握的情况进行综合分析，结合各种检测结果对变压器的运行状态做出最后判断。3.1.1 声音正常运行时，由于交流电通过变压器绕组，在铁芯里产生周期性的交变磁通，引起电钢片的磁致伸缩，铁芯的接缝与叠层之间的磁力作用以及绕组的导线之间的电磁力作用而引起的振动，发出平均的“嗡嗡”响声。如

30、果产生不均匀响声或其它响声，都属不正常现象。(1) 若音响比平常增大而均匀时，则一种可能是电网发生过电压，另一种也可能是变压器过负荷，在大动力设备(如大型电动机)，负载变化较大，因五次谐波作用，变压器内瞬间发出“哇哇”声。此时，再参考电压与电路表的指示，即可判断故障的性质。然后，根据具体。情况改变电网的运行方式与减少变压器的负荷，或停止变压器的运行等。(2) 音响较大而嘈杂时，可能是变压器铁芯的问题。例如，压紧铁芯的螺钉松动时，仪表的指示一般正常，绝缘油的颜色、温度与油位也无大变化，这时应当停止变压器的运行进行检查。(3) 音响中夹有放电的“吱吱”声时，可能是变压器或套管发生表面局部放电。如果

31、是套管的问题，在气候恶劣或夜间时，还可见到电晕辉光或蓝色、紫色的小火花，此时应清除套管表面的脏污，再涂上硅油等涂料。如果是器身的问题，把耳朵贴近变压器的油箱，则会听到变压器内部由于有局部或电接触不良而发出的“吱吱”或“噼啪”的声，且此声音随离故障部位远近而变化。若站在变压器跟前就可听到“噼啪”声音，有可能接地不良或未接地的金属部分静电放电。此时，要停止变压器运行，检查铁芯接地与各带电部位对地的距离是否符合要求。(4) 若音响中夹有水的沸腾声音时，可能是绕组有较严重的故障，使其附近的零件严重发热。分接开关的接触不良而局部点有严重过热，必会出现这种声音。此时，应立即停止变压器的运行，进行检修。(5

32、) 当音响中夹有爆裂声，既大又不均匀时，可能是变压器的器身绝缘部件有击穿现象。此时，也应立即停止变压器的运行，进行检修。(6) 音响中夹有连续的、有规律的撞击或磨擦声时，可能是变压器的某些部件因铁芯振动而造成机械接触。如果发生在油箱外壁上油管或电线处，可用增加其间距或增强固定来解决。另外，冷却风扇，输油泵的轴承磨损及滚珠轴承有裂纹，也会出现机械磨擦的声音，变压器内部故障及各部件过热将引起一系列的气味、颜色的变化。3.1.2 气味、颜色变压器内部故障及各部件过热将引起一系列的气味、颜色的变化。5(1)瓷套管端子的紧固部分松动，表面接触过热氧化，会引起变色和异常气味。(2)变压器漏磁、断磁的能力不

33、好及磁场分布不均匀，引生涡流，也会使油箱各部分的局部过热引起油漆变色。(3)瓷套管污损产生电晕，会发出奇臭味，冷却风扇，油泵烧毁会发出烧焦气味。(4)吸湿计变色是吸潮过度，垫圈损坏，进入其油室的水量太多等原因造成的。3.1.3 温度(1)变压器的很多故障都伴随着急剧的温升，对运行中的变压器，应经常检查套管各个端子和母线或电缆的连接是否紧密，有无发热迹象。(2)过负载、环境温度超过规定值，冷却风扇和输油泵出现故障，散热器阀门忘记打开，漏油引起油量不足，温度计损坏以及变压器内部故障等会使温度计上的读数超过运行标准中规定的允许温度。以上所述的依据对声音、振动、气味、变色、温度现象对变压器事故的判断，

34、只能作为现场直观的初步判断。因为，变压器的内部故障不仅是单一方面的直观反映，它涉及诸多因素，有时甚至会出现假象。因此，必须进行测量并做综合分析，才能准确可靠地找出故障原因，判明事故性质，提出较完备的合理的处理方法。3.2 电力变压器常见故障分类3.2.1 铁芯损坏 变压器铁芯硅钢片间绝缘损坏会增加铁芯中的涡流损耗。6涡流损耗的增加与硅钢厚度的平方成正比。如果硅钢片片间绝缘损坏，使硅钢片的厚度增加一倍，涡流损耗将增加四倍，发热后会使临近的铁芯绝缘更加损坏。同时会使油温升高和油质劣化加速。严重时，瓦斯继电器动作。3.2.2 铁芯接地片裂变压器在运行中，其内部金属部件会因感应产生悬浮电位。如果接地不

35、良或接地片断开，就会产生断续的放电。当电压升高时，内部可能发生轻微噼啪声。严重时会使瓦斯继电器动作，油色谱分析结果为不合格。其原因可能是接地片没有插紧，对此可进行吊出铁芯片检查其接地片，更换已损坏的接地片。3.2.3 绕组匝间短路匝间短路时，一般气体继电器的气体是灰白色或蓝色，跳闸回路动作。故障严重时，差动保护动作。在电源侧装有的过流保护动作，高压熔断器熔断。匝间短路如不能及时发现，会使熔化的铜(铅)粒的回散，波及邻近的绕组。绕组间短路的原因是：散热不良或长期过负荷使匝间绝缘损坏;由于变压器出现短路，或其它故障使绕组受短路电流的冲击而产生振动与变形而损坏匝间绝缘，油面降低使绕组露出油面线匝间绝

36、缘击穿;雷击时大气过电压侵入损坏匝间绝缘;绕组绕制时未发现缺陷或绕匝排列与换位、绕组压装不正确等，使匝间绝缘受到损坏。3.2.4 绕组时接地部分短路变压器油受潮后绝缘强度降低，油面下降或绝缘老化;雷电大气电压及操作过电压，绕组受短路电流的冲击发生变形，主绝缘老化破裂、折断等缺陷;绕组内有杂物落入等都会发生这类事故，事故时，一般都是瓦斯继电器动作，防止爆炸的管路喷油，如果变压器的中心点接地，则差动和直流保护也会动作。一般情况下，测量绕组的对地绝缘电阻即可发现是否存在绕组接地。3.2.5 绕组和引线断线由于连接不良或短路应力使导线断裂;导线内部焊接不良，匝间短路使线匝烧断，断线处发生电弧会引起绕组

37、接地和相间短路，油分解促使气体继电器动作。处理时可进行吊出铁芯检查，用电桥测量绕组直流电阻，判断故障相，重绕绕组。3.2.6 绕组相间短路绕组有匝间短路或接地故障时，7由于电弧及熔化的铜(铅)粒子四散飞溅使事故蔓延扩大，可能发展为相间短路。发生相间短路时，强大的短路电流将产生猛烈的电弧。此时瓦斯继电器、差动保护和过流保护都会动作。防爆管严重喷油，油温剧增。测量绝缘电阻及测量绕组的直流电阻和变压比，即可判断出绕组的损坏情况。3.2.7 套管碎裂或出线连接松动变压器套管表面污秽及大雾、下雨、阴天时会造成电晕放电而发生“吱吱”声，套管污损产生电晕，闪络会引起奇臭味;套管的出线连接松动，表面接触面过热

38、，氧化都会引起变色和异常气味;对地击穿或套管间放电时外部保护装置动作。3.2.8 气体继电器当气体继电器动作且其中积聚有气体时，并不能证明是变压器内部有故障，例如绝缘油脱气不彻底，非真空注油。冷却系统不严密，都会使空气进入气体继电器，并使其动作，发出信号，这些空气被排放后，变压器仍能够继续运行，但是当变压器内部发生故障时，情况便不一样了，此时，虽然气体继电器内边积聚气体，但并不是普通的空气，所以应把这些气体收集起来，对其数量，可燃性颜色与化学成分进行分析，判断出故障的性质。在一时不能做色谱分析的地区可按如下方法签别：（1）无色，不可燃的是空气。（2）黄色、可燃的是木质故障产生的气体。（3）淡黄

39、色、可燃并有臭味的是纸质故障产生的气体。（4）灰黑色、易燃的是铁质故障使绝缘油分解产生的气体。4 总结电力变压器故障诊断管理系统的设计与开发是一个非常复杂的课题，不仅要求对变压器的运行、维护、电气试验、检修有充分的了解，而且要求掌握专家系统的关键部分知识的表示和知识库的构造，以及ANN技术与专家系统融合在变压器故障诊断中的应用，而对于诊断过程中的不确定性的分析处理又需要模糊数学的知识可以肯定，在融进了以上的关键技术后，电力变压器故障诊断专家系统的诊断结论是可靠准确的，这将大大提高电力部门变压器运行维护的水平电力变压器的故障诊断与管理系统是一个很有发展前景的研究领域，随着硬件技术的不断提高，专家

40、系统应逐渐向实时在线诊断的方向发展，并努力与SCADA和MIS系统融合，以完成变压器的实时检测与自动控制任务综上所述，变压器发生故障时，只要根据故障显现的状态进行科学细致地分析，就能准确地判断出故障产生的原因，为故障的处理提供准确的依据，保证在最短的时间内恢复运行。同时，在日常运行中加强对变压器状态的检查，也能预防故障的发生，提高电力供电的可靠性。参考文献图书类：1 王晓莺.变压器故障与监测.北京:机械工业出版社,2004.2朱英杰.最新变压器常用数据技术参数与故障监测及试验新技术实用手册，中国科学技术文献出版社；2007年6月出版3才家刚.变压器的运行与检测.机械工业出版社，20104 符杨,王啸,白利军.电力变压器故障诊断专家系统研制及其应用技术开发.上海电力学院学报,1996,12(3):195 国家经贸委电力司.变压器油中溶解气体分析和判断导则.北京:中国标准出版社,20016 安顺合.赵家礼.电工安全操作实用技术手册,2005,34(6):13-17.7董其国.电力变压器故障与诊断，中国电力出版社， 2001年1月1日第1版. 15