电力机车主变压器故障诊断技术分析
摘要：随着城市化和工业化进程加快，电力机车已成为公共交通的重要出行方式。电力机车主变压器是作为其关键装置之一，通过将高压交流电源转换成适用于电力机车的低压直流电源，为电力机车提供稳定的电力支持。但电力机车主变压器在长期使用中容易出现各种故障，如短路、绝缘损坏等问题，制约电力机车的正常运行和使用寿命。因此，发展适用于电力机车主变压器的故障诊断技术已成为值得讨论的领域。就此，文章结合电力机车主变压器的相关故障诊断技术进行分析，旨在为技术人员提供指导建议。
关键词：电力机车；主变压器；故障诊断
前言
电力机车主变压器是电力机车牵引系统中最重要的零部件之一，其正常运行状态对于保证机车的可靠性和安全性具有重要的意义。如果主变压器出现故障，将会对机车的行车安全带来严重的影响，甚至会导致不良的后果。因此，对为了提升电力机车主变压器的故障诊断和处理效率，要分析电力机车主变压器存在的故障问题，提出相应的故障诊断技术措施，进一步保障电力机车主变压器的正常运行。
1电力机车主变压器概述
电力机车的主变压器主要是安装在机车上的牵引变压器，其功能是实现接触网电压的转换，接触网上的电压为25kv（额定电压，实际存在上下浮动），而电力机车上的各种用电设备多运行在较低的电压上，因而需借主变实现降压。
1.1主变压器的结构与接线原理
因电力机车是移动性交通工具，其运行过程中的负荷过大、震荡过大，电力机车上的主变压器和一般形式的变压器是并不相同的，电力机车在运行过程中受到的外部冲击和震荡，必然会影响车载变压器的正常运行状态。国内电力机车上
的变压器按照绕组和铁芯的相对位置差异分为壳式和芯式两种类型，虽然存在一
定的差异，但结构上基本一致。电力机车主变的核心组成包括绕组、铁芯、变压
器油、冷却系统以及油箱等。电力机车主变上的故障通常由各个组成部分所引起。由于主变压器是牵引机车行驶的设备，会给电力机车提供动能负荷，所以电力机
车的主变压器供电的接触网也会时刻发生变化。以HXD3C型的电力机车为例，该
车采用主变压器是JQFP-10160/25型号的设备，可以将接触网的25kV电压转化
为该车运行所需的各类低电压，进而维持电力机车的稳定运行。
1.2主变压器的保护配置
电力机车的主变压器设备属于油浸式变压器设备，运行状态包括正常的工作
状态与不正常的工作状态及故障状态三种。其中，不正常的状态之所以和故障状
态做出区分，是因为不正常的状态指代的是过负荷运行状态、油箱漏油状态、油
位降低状态机油温过高状态等，这些运行状态虽然不正常，但多数情况下还可以
维持运行，而故障状态则是受严重危害，不能再勉强维持电力机车的正常运行。
如果检测到变压器已处于不正常的状态时，继电保护装置会立即发出报警信号。
2电力机车主变压器常见的故障
2.1绝缘老化
随着时间的推移，电力机车主变压器的绝缘材料会受到各种原因的影响出现
绝缘性能下降的问题，这种情况被称为“绝缘老化问题”。
绝缘老化主要有两种方式：热老化和电老化。热老化是由于主变压器长期在
高温环境下工作，或者因为电力机车主变压器热油泵、冷却风扇等组件出现故障
导致的温度升高，造成绝缘材料分子逐渐分解和损坏，出现绝缘电阻下降的问题。而电路老化是由电场作用引起的材料老化现象，主要表现为材料的电气性能发生
了变化，如绝缘材料的介电强度下降、电容值变化等。
2.2内部短路
内部短路问题是电力机车主变压器常见的故障问题之一，指的是主变压器内
部绕组发生了互通电短路导致故障。这种故障可能由于绝缘老化、导体间隙过小、
湿度问题、过载、外部电击等原因造成。内部短路会使得主变压器传输的电能互
相叠加导致发热过快，引起局部温度升高，从而引发故障，情况严重的可能会导
致主变熔毁。
2.3内部绕组接触不良
内部绕组接触不良也将会导致电力机车主变压器出现故障，通常是受到连接
点腐蚀、机械损伤等因素影响，导致主变压器出现温度升高、电气性能下降、噪
音等问题。当绕组接头出现问题时，电流通过的区域变窄，电流密度升高，引发
短路、绕组发热等问题。
3电力机车变压器故障诊断技术措施
3.1变压器振动诊断技术
变压器振动诊断技术是一种常用的电力机车主变压器故障诊断方法，通过检
测变压器振动的变化特征来诊断变压器存在的故障。振动信号的动态演变方式会
随着变压器内部故障的不同而发生变化，有助于预测故障的发生及严重程度，可
以帮助机车维修人员及时采取正确的维修措施，保证电力机车的安全和可靠运行。基于变压器内部故障会引起变压器内部产生振动信号，当变压器内部受到短路、
接触不良、绝缘老化和机械损伤等故障时就会导致变压器内部的物理振动，利用
加速度传感器、振动传感器等仪器，将变压器产生的振动信号捕获并放大处理，
通过特定的算法分析，实现变压器故障的诊断。变压器振动诊断技术是非接触式
检测，无需拆卸变压器进行检修，减少维修成本。同时对变压器内部不同位置的
故障进行有效地判别和分析，包括绕组间短路、接头不良、轴承与机构的机械损
伤等故障。
3.2热红外成像技术
热红外成像技术是利用红外辐射原理来监测物体或设备温度分布情况的非接
触式成像技术。通过对物体发出的热辐射进行探测、转换和处理，将其转化为可
视化的热图像，使人们直观地观察到目标物体的温度分布情况，对目标物体或设
备的运行状态进行在线监测，是提高其效率和可靠性的一种高效检测技术。
在电力机车主变压器故障诊断中，热红外成像技术非常有效，主要原因是主
变压器在故障状态下通常会伴随温度升高的现象，这种现象可以被热红外成像技
术所探测并转化为图像。通过对变压器表面温度的实时监测和比对，可以快速地
发现温度异常和错位现象，有效识别故障部位。在分析热红外成像诊断结果时，
要综合考虑目标场景中温度分布的影响因素，譬如环境温度、气象条件等，同时
要充分考虑监测周期和频次。
3.3绝缘电阻测量技术
绝缘电阻测量技术是常见的电气测试技术，用于判断变压器绕组绝缘的状态。在电力机车主变压器故障诊断中，绝缘电阻测量技术是常用的一种方法之一，在
实际监测中，其实现方法和测量方法各有不同。
在直流电压法中，通常采用的是高压电源作为电源，对被测绕组两端施加相
对较大的电压，通过电表对电压和电流进行测量，得到绕组的直流电阻。直流电
阻法存在测量方法简单，适用范围广，易于掌握，具有经济实惠等特点。但却不
能确定绕组内部的局部损伤，同时也存在电压的过高问题；在交流电压，低频信
号法中，通常采用的是低幅值、低频率电压信号来对绕组绝缘进行检测。
结语
电力机车主变压器的运行可能受到多方面因素的影响，不同的故障因素在诊
断方法和处理方法上存在很大的差异，机务管理部门在日常管理中需加强诊断技
术和处理技术，将主变的故障率控制在较低的水平。就此，我们应充分发挥信息化、智能化的作用，科学诊断主变压器的运行故障，明确故障的具体位置和种类，采取科学的维护保养方式，对主变压器的故障进行及时准确的诊断和排除，进一
步推进机车安全性和正常运行发展。
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SS4G型电力机车主变压器故障分析SS4G型电力机车主变压器故障分析科技信息工程技术 SS4G型电力机车主变压器故喧分析 沈阳铁路机械学校潘德永 [摘要]主变压器是电力机车的心脏部件,做好主变压器的故障分析能够在很大程度上保证电力机车的机车质量.本文从SS4G型 电力机车型号为TBQ--4923/25主变压器的基本结构,常见故障,预防主变压器损 对于SS4G型坏的主要措施等方面进行了阐述, 电力机车的运用和检修工作提出了建设性的建议. [关键词]主变压器故障损坏预防 一 ,TBC卜-4923/25主变压器基本结构 TB0-_4923/25主变压器是一种一体式变压器,除包含有主变压器外,还含有平波电抗器和四个滤波电抗器,它们装在一个油箱里,共用一 个冷却系统.主变压器由下油箱,上油箱,变压器身,油保护装置,冷却系统,其他附属装置等组成.其主体部分变压器器身由铁心,线圈,绝缘件等组成. 二,常见故障 l,变压器漏油,油位不符合要求,油温高,变压器油化验指标不符合要求. 漏油处所主要有箱体钢板存在砂眼,砂眼在运行中受振动及变压器油晃动冲击穿孔,引起漏油;箱体间箱沿密封胶圈老化,未压装好,或紧固螺母未紧到位而引起箱体间密封胶圈处漏油;各接线端子密封件,油路密封件老化或压偏引起漏油等.在
现场就曾发生过SS4G7008机车更换完油泵,油路密封件压偏引起严重漏油形成机破的教训(注:所有密封胶圈均为耐油橡胶). 在变压器油表中放入一个红色的玻璃球,用于指示油位,油表旁边有刻 度:+40"12,+2O?,一30~C,这些刻度是指主变压器未工作时,在环境温度分别是 +40?,+20~C,一30?时,储油柜里的油应具有的油位,由于漏油或添加变压器油时不注意会引起油位不符合要求.之所以要按规定添加变压器油是因为储油柜设计为:在高温(+4O?)并在变压器持续运行时,油不溢出储油柜;在低温(一25?)且变压器 不工作时,储油柜中应有油.变压器的油位与油温是对应的,如果冷态油位合适而油温持续上涨屠油温表)引起油位上涨,主要原因是油冷却系统出现问题.原因有变压器风机反转,机车侧墙滤网堵塞变压器风机进风量不足,冷却器芯子的波纹形散热片被灰尘等脏东西堵塞影响散热效果,也有蝶阀处于半关闭引起抽循环不畅等原因.变压器油温高多发生在炎热的夏季, 因为在冬季还可以靠主变医器的外壳来散热. 变压器油化验项目主要有11项,主要指标有3项:耐压?30KV, 闭iSI闪 点?137?,水分<25ppm,耐压值是考验绝缘性能的,闭口闪点是考验不易燃烧性的.水分含量超标会引起绝缘不良,在实际生产中, 变压器油内含水引起变压器油不达标现象发生较多. 除了检验以上三个主要指标以外,还可以对烧损或发生故障的变压器油进行色谱分析,分析出油内非正常成分,通过非正常成分来源找出故障原因. 2,变压器外围电路故障. 变压器是通过各铜排连线与引线端子相连的,外围电路故障引起机车电路不正常工作,有时外围电路的故障有时也会引起主变压器内部故障.外围电路故障主要有:铜排随接螺丝松动,在大电流下引起烧损;铜排支架松动引起铜排震动裂损或距离近放电烧损;铜排变形引起距离近放电,或铜线辫距离近放电,按照电压等级一般
电力机车主变压器的故障诊断及科学处 理 摘要：为了提升电力机车主变压器的故障诊断和处理效率，确保电力机车主变压器的安全稳定运行，我们需要深入分析电力机车主变压器存在的故障问题，并提出相应的故障处理方法，从而保障电力机车主变压器的正常运行。 关键词：电力机车；主变压器；故障诊断；处理 1电力机车主变压器温度过高问题的诊断和科学处理 1.1电力机车主变压器温度过高的诊断和科学处理 造成电力机车主变压器温度过高的原因主要分为两种：一种是电力机车主变压器冷却系统出现异常，系统内部的通风设备出现运行问题，吸入的风量太小，冷却效果不佳，从而导致电力机车主变压器的温度过高。冷却系统内部的散热器运行不佳，尤其是散热片出现堵塞、过滤网出现污损问题，影响冷却系统的工作效率，使散热效果大打折扣，甚至会变相增加热源累积，造成电力机车主变压器的温度过高。另一种是电力机车主变压器冷却系统维护工作不全面产生的故障。一些企业在日常维护和保养工作中没能做好开盖检查、清洗叶片、滤网更换、规范清洁等相关操作，导致冷却系统出现杂物堵塞、通风不畅等问题，日积月累使电力机车主变压器冷却系统产生了过热问题。 1.2电力机车主变压器温度过高问题的科学处理 工作人员应提前评估冷却系统的故障类型，认真检查冷却塔、通风设备和电机的运行情况，尤其使应检查系统内部的接地电阻数值，尽量降低由于短路、断路等造成的机械故障问题。工作人员需及时更换存在问题的设备，从而有效提升电力机车主变压器的工作效率和安全性。借助声音、温度等指标客观评估冷却系统的工作现状，应及时发现设备运行中的声音异常、温度异常等问题，快速鉴别
叶片卡顿、运行啸声、轴承故障等常见问题，丰富维护经验和保养技巧。要根据电力机车主变压器的技术规范和实际运行条件，针对性地做好冷却系统的保养工作，做好散热器表面的开盖检查，维护风道通畅性，及时更换散热滤网，定期清理系统堵塞物，保障电力机车主变压器的通风良好。 2电力机车主变压器信号传输故障的诊断和科学处理 2.1电力机车主变压器信号传输故障的诊断 电力机车主变压器信号传输系统的组成主要包含数据收集设备、传感设备、检测回路、网络等，比较常见的信号传输故障主要包含采集设备故障、传感设备失灵以及回路电阻过高等。电力机车主变压器信息传输的早期阶段，可能会出现传感设备温度过高、电阻数值不正常等故障问题，通过调查分析可以发现，造成这一故障的原因是信号传输故障、接地质量不达标等。加强对电力机车主变压器传感器的检视和检验能够有效防止信号出现传输问题。对于电力机车主变压器信号传输的骨干网络，模块间的连接不畅是产生传输故障的主要因素，由于各类功能模块存在设计技术、功能区域、适应范围等方面的差异，导致在形成信号模块体系的过程中存在连接、性能上的不适应和不匹配，使得信号传输中出现模块间紧固、连接问题。 2.2电力机车主变压器信号传输故障的科学处理 工作人员需要按照从整体到局部、从外部到内部的方式找到信号传输故障，并提出相应的处理方案，尽量用最短的时间找到信号传输故障并解决。在寻找信号故障之前，工作人员需要做好断电处理，然后借助高精密度、自动化万用表监测信号网络系统的电阻值，明确信号传输故障的范围，并进一步了解造成故障的原因，从而尽量处理好信号传输故障问题。工作人员还需认真检查故障部位，检测出故障零部件的电阻和功能部件的工作状况，对于出现接触不良、紧固不好、损坏的线路，应重新紧固或更换，同时做好电信号和电阻值的复检，稳定信号传输质量。如果存在故障传感器和问题回路，则必须更换，更换过程中要注意替换部件和电线的技术参数、运行要求，尽量采用统一标准的零部件，反复检验核心数值，确保零部件和网络符合电力机车主变压器信号传输的要求和规范。
HXD3型电力机车主变压器常见故障分析 摘要：HXD3型号的电力机车目前广泛应用于我国的交通运行中，但是其变压 器常常出现过热和泄露等故障，影响日常的运行质量。为了解决这些常见故障， 本文主要针对HXD3型电力机车主变压器的基本情况进行简单介绍，之后就其常 见过热原因和处理措施进行研究，同时探究了主变压器在使用过程中出现的泄露 故障，并就如何解决提供几点参考建议，希望能够对机车的稳定运行提供一定的 帮助。 关键词：HXD3型电力机车；主变压器；常见故障；解决措施 一、HXD3型电力机车主变压器相关介绍 和谐号自运行起其配备的主变压器就与常规的机车不同，传统机车一般配备 开放式变压器，而HXD3型列车所使用的主变压器为全密封式。在这类变压器中，将传统的内部储油柜和油枕改成了油箱直接连接氮气室，这是主变压器的一种创 新型设计。在这种设计下变压器内部的油和空气必须彻底隔离，不然容易导致绝 缘性失效，变压器的使用寿命缩短，这是由于变压器中的油如果接触到外界的空气，那么就会吸收其中的水分，从而产生负面影响。因此，这就要求HXD3型电 力机车主变压器必须具备极高的密封性，同时全密封结构的变压器从根本上避免 了频繁换油的行为，降低了维修费用，除此之外，全密封设计的变压器在注油时 主要依赖真空注入的方式。 二、HXD3型电力机车主变压器出现过热故障的原因分析 （一）HXD3型机车冷却系统出现障碍 在机车运行过程中对变压器最主要的降温手段就是自身的冷却系统利用冷却 风发挥作用，一般车顶侧壁都会预留一个通风窗，机车的冷却塔就利用这一窗口 将风吸入车内，通过通风带循环降温，最先冷却的部位是冷却塔内部的散热器。 实现这一冷却循环的重要前提是通风要时刻保持畅通，如果冷却系统无法将风吸
HXD3 型电力机车主变压器常见故障分 析及处理 摘要：主变压器是电力机车的心脏，承担着整车供电的重任，主变压器的正常运行关系到电力机车的行车安全。本文对电力机车主变压器检修过程中常见故障进行分析并提出解决方案，保证电力机车主变压器检修及运用的安全性和可靠性。 关键词：电力机车、主变压器、故障分析 0前言 我国铁路发展迅速，大功率电力机车已然成为普速列车和货运机车的主流。截止2020年底电力机车数量占比全国铁路机车62.7%。主变压器作为电力机车的核心部件，在检修过程中对故障点分析及处理尤为重要。 1、HXD3机车主变压器结构及原理 HXD3型电力机车主变压器，主要由箱体、器身、套管、油箱及附属件组成。主变压器为全密封结构，采用真空注油方式，通过氮气箱与储油箱之间的管路连接，对变压器运行过程中的油位进行调节，同时起到隔绝空气运用，减缓主变压器油劣化过程。并采用强迫油循环风冷方式进行主变油冷却。主变压器器身由铁芯、绕组及绝缘件等组成。通过原边绕组与次边绕组的变比将从接触网接收的25kV高压电转化为机车各设备运行要求的电压等级，从而为整车提供动力。 2、主变压器检修常见故障及处理 2.1低压套管烧损、老化 低压套管由树脂伞裙和接线端子组成，树脂伞裙可以增大爬电距离，防止接线端子与变压器箱盖发生放电现象；接线端子为铜镀银材质，通过机车主电路大
线与主变流柜连接。在对主变压器C6修检修过程中，发现低压套管存在烧损现象，故障原因分析及处理如下： 1. 机车运用晃动及检修过程中拆装导致大线连接处螺栓松动，致使变流柜大线与铜接线端子接触不良，接触电阻变大导致低压套管发热氧化发黑，严重时发生放电、烧损节瘤；同时机车运用中套管表面脏污受潮导致绝缘降低，漏电流增加也会使套管发热老化。此时需对套管进行清洁，可采用打磨镀银处理，严重者需更换套管，在日常运用中保证安装螺栓紧固到位、力矩符合要求，定期检查可杜绝此类现象。 2）机车运行过程中线路故障，导致电流过大，低压套管发热氧化发黑、烧损节瘤。此种情况需结合整车调试进行线路检查，视情况调整接线、更换问题配件及套管。后期运用中注意观察微机、监控反映的机车状态，及时发现故障并处理。 2.2器身铁芯缓冲器电蚀 在对主变压器C6修解体检修时，发现缓冲器固定螺栓处有电蚀现象，分析变压器芯体结构，器身通过缓冲器连接着上下夹件，与拉螺杆配合固定着硅钢片铁芯（如图1），变压器运行过程中铁芯、绕组产生磁场，在上下两极产生的漏磁通最为严重，也最易产生漏电流。长期运用变压器油中的金属杂质、胶质等在缓冲器螺栓处产生放电，导致缓冲器碳化电蚀。处理方法:对器身缓冲器、拉螺杆进行绝缘改造，在紧固螺栓处增加尼龙绝缘套，增大绝缘性能减少放电，同时对问题缓冲器进行焊修处理。
电力机车主变压器的故障诊断及分析处 理 摘要：电力机车主变压器通常用于将接触网上的高压电转换成适用机车内各 类设备的低压电，变压器故障主要集中在管路系统漏油，冷却系统通风机卡滞， 散热器堵塞，以及温度检测装置连接插头或者传感器失效等方面。针对以上常见 的变压器故障类型分析了具体的诊断方法，以下提出了处理相关故障的技术措施。 关键词：电力机车；主变压器；故障诊断；处理措施 引言： 电力机车主变对维持牵引动力具有非常重要的作用，在实际运行过程中主变 上也会出现一些故障，并且有些故障的发生率较高，且大部分与主变的冷却系统、油路系统及其油温监测系统相关。在日常管理中要结合变压器的特点以及管理数据，加强对常见故障因素的诊断和处理，提高变压器的可靠性。 一、电力机车主变压器结构 电力机车的主变压器实际上就是安装在机车上的牵引变压器，其功能是实现 接触网电压的转换，接触网上的电压为25kv（额定电压，实际存在上下浮动）， 而电力机车上的各种用电设备多运行在较低的电压上，因而需借主变实现降压。 国内电力机车上的变压其按照绕组和铁芯的相对位置差异分为壳式和芯式两种类型，虽然存在一定的差异，但结构上基本一致。电力机车主变的核心组成包括绕组、铁芯、变压器油、冷却系统以及油箱等。另外，电力机车牵引变压器上还设 计了一系列继电保护装置，典型的如油流继电器、压力释放阀、信号温度计、油 位表等[1]。电力机车主变上的故障通常由各个组成部分所引起。 二、电力机车主变压器的常见故障及其诊断和处理 （一）主变铁芯故障及其诊断处理
①故障现象。电力机车的主变压力器在正常运行时，由于绕组通电，因而会 产生电场，并且这种电场覆盖了油箱、铁芯以及其他各种金属构件。但各个区域 的电场强度存在很大的差异，因而需在铁芯上设计接地，否则会引发强烈的放电 作用。变压器的绝缘性能将受到严重影响，尤其是变压器绝缘油。铁芯故障主要 分为两类，其一是施工工艺造成短路。其二是金属软管、不锈钢软管多点接地， 这种情况下会造成铁芯局部烧毁，通过观察即可判断。 ②故障诊断及处理。变压器铁芯故障斩诊断可在断电情况下进行，方法上分 为直流法和交流法两种。以直流法为例，打开铁芯与夹片的连接片，然后在硅钢 片上通入6V直流电，接着依次测量各级硅钢片上的电压值，判断故障点的方法 是电压为零或者电压指示反向。找到故障点之后排除多点接地或者短路即可。 （二）主变绕组故障及诊断处理方法 ①故障现象。由变压器绕组故障所引发的现象主要包括变压器过热、绝缘油 温度异常升高、绝缘击穿或者通电后变压器无法运行等。 ②故障诊断。变压器绕组常见故障类型为绕组接地、匝间短路、相间短路等，还有一种情况是绕组中线路断开或者开焊。最后一种故障通常会导致变压器无法 启动运行，因而比较容易判断。绕组接地的主要原因是绝缘击穿、主绝缘破坏， 通常由瞬间的过电压引起。绝缘油故障也会引起变压器绕组方面的故障，例如， 绝缘油中混入水分，导致其劣化，或者油路密封受损，漏油，并且空气混入，空 气与绝缘油接触，最终导致酸价过高、油位下降，严重影响绝缘效果，绕组原本 浸润在绝缘油中，借助绝缘油保护绕组。绝缘油的泄漏或者劣化将导致其在运行 时短路。 ②处理措施。在处理绕组故障时要先排除导致绕组短路或者接地的其他成因。如清除变压器内部长期积累的杂物、检查油路系统是否漏油，判断变压器油是否 劣化，如果存在，更换变压器油，做好密封措施。绕组故障通常会导致绕组受损，在排除了其他故障因素之后，可更换绕组。 （二）温度信号检测装置的故障、诊断及处理
电力机车电气线路分析及应急故障 处理 电力机车是现代化铁路运输的重要组成部分，其运行安全与否直接关系到铁路运输业的发展和运行效益。而电气线路是电力机车运行的关键，一旦出现故障，将会对列车的正常运行带来影响。因此，电力机车电气线路的分析和应急故障处理显得尤为重要。 一、电力机车电气线路分析 1. 电路基本组成 电力机车电气线路主体是由电动机、转速控制器、冷却系统、客室设备、辅助设备等构成。其中，电动机是电力机车的动力来源，常见的有三相异步电机、直流电机、交流电机等。转速控制器是调节电动机输出功率和速度的关键设备，其控制方式有电阻调速、起停转速调节、高级PWM变流器控制等。 2. 电路电源 电力机车电气线路的电源主要依靠机车上的蓄电池和交流牵引电源。其中，蓄电池可用于启动电动机和提供辅助电力，而交流牵引电源是由电子变压器驱动的，可提供高速高质量的电源。 3. 电路安全保护
电力机车电气线路需要经常对各个部件进行检测和维护，保证系统的正常运行和安全稳定。在电路中，安全保护主要包括过流保护、电压保护、温度保护、短路保护、防雷击保护等。 二、电力机车电气线路应急故障处理 电力机车电气线路故障处理对于机车的正常运作具有极为重要的作用。在车辆保养和检修过程中，如何快速、准确的诊断故障和处理故障，是提高电力机车电气线路工作效率的关键。 1. 故障分析 在发生故障时，首先需要对整个电路系统进行分析，包括查阅电气图，判断故障位置和影响范围。对于故障，可通过故障告警系统提示或手动检测等方式进行诊断、确认并记录，以便进行故障排除。 2. 故障排除 根据故障的定位和描述，对可能产生故障的部件进行检查和排查。对于电路元件故障，可根据不同的故障信号进行相应的检测和排查。对于电机等部件故障，可以通过试运行、交互检查等方式进行查找并确认。 3. 故障修复 在排除故障之后，需要对相应的部件进行修复和更换，以确保机车能够正常运行。对于故障修复，需要采取相应的措施，
电力机车牵引变压器故障诊断的技术研究的开题报 告 一、研究背景及意义 电力机车作为重要的运输工具，其安全性和可靠性一直是人们关注 的焦点，而牵引变压器作为电力机车的核心部件之一，起着变换电压、 提供牵引电流的重要作用。因此，对电力机车牵引变压器的故障诊断技 术研究具有重要的现实意义和应用价值。 目前，电力机车牵引变压器故障诊断技术已经取得了很大的进展， 主要包括基于波形分析的故障诊断、基于能量分析的故障诊断、基于神 经网络的故障诊断等方法。然而，在实际应用过程中，出现了一些问题，比如诊断结果不稳定、诊断率低、误判率高等，这些问题制约了该技术 的普及和推广。 因此，本研究旨在深入探究电力机车牵引变压器的故障诊断技术， 通过建立牵引变压器故障诊断模型，提高诊断准确率和稳定性，为电力 机车的安全运行提供有力的技术支撑和保障。 二、研究内容与方法 1.研究内容 （1）电力机车牵引变压器的结构和工作原理分析。 （2）现有牵引变压器故障诊断技术的优缺点分析。 （3）基于波形分析、能量分析和神经网络的牵引变压器故障诊断方法研究。 （4）建立电力机车牵引变压器的故障诊断模型。 （5）实验验证和数据分析。 2.研究方法
（1）文献资料法：收集和分析有关电力机车牵引变压器故障诊断技术的相关文献。 （2）数据采集法：通过实验平台采集数据，并将数据进行处理和分析。 （3）建模仿真法：设计并建立牵引变压器的故障诊断模型，并进行仿真分析。 （4）实验验证法：通过实验验证，验证模型的准确性和可靠性。 三、预期成果 （1）建立基于波形分析、能量分析和神经网络的电力机车牵引变压器故障诊断方法。 （2）建立电力机车牵引变压器的故障诊断模型，提高诊断准确率和稳定性。 （3）实验验证模型的准确性和可靠性。 （4）撰写相关论文并发表在相关学术期刊上。 四、研究计划 （1）前期调研：分析电力机车牵引变压器的工作原理和现有的故障诊断技术。 （2）中期研究：设计并建立牵引变压器的故障诊断模型，并进行仿真分析。 （3）后期实验：通过实验验证模型的准确性和可靠性。 （4）论文撰写：撰写相关论文并发表在相关学术期刊上。 五、研究进展 本研究目前处于前期调研和文献梳理阶段，收集和分析了大量有关电力机车牵引变压器故障诊断技术的相关文献，并对现有的牵引变压器
基于色谱分析实现电力机车变压器故障诊断 摘要：在整个电力机车系统中，变压器有着至关重要的作用，可以说其是电力 机车的心脏，变压器质量的好坏在很大程度上影响着铁路运输工作。目前，用气 相色谱法检测电力机车变压器油中气体的含量已成为判断机车变压器故障的重要 手段。 关键词：色谱分析；电力机车；变压器；故障诊断；分析 引言：电力机车中的主变压器是其能量来源，被誉为电力机车的强大心脏， 它的可靠安全运行对确保铁路运输的高效性及安全性意义重大。然而相对于这种 能够发挥重大作用的主变压器，对其故障诊断技术的分析和研究至关重要。 1.机车主变压器的故障类型 变压器涵盖了较多的故障类型，一部分故障可能会出现不同的多种故障，比 如机车中的主变压器发生了铁芯接地的故障，可以将其分成磁路故障或者局部过 热故障；还能够将绕组匝间短路故障分析电故障或者热故障，也会出现两者同时 发生的现象。通常情况下，针对相当数量的油浸式变压器来讲，在变压器内部出 现了故障的情况下，一般都会发生放电性或者过热故障。然而也有一部分变压器 刚开始发生故障时未出现放电性或者过热故障。所以应该密切联系机车中主变压 器的结构以及运行特点，按照发生故障的物理性质的差异，判定电力机车中的主 变压器出现故障的具体类型。 2.变压器油中气体成分的分析 充油变压器的绝缘材料主要是绝缘油、油浸纸，精炼后的新绝缘油中不含低 分子烃类气体，绝缘油由于电热分解，会产生可燃的和非可燃的各种气体，一般 多达 20 种左右，其中对判断故障有价值的气体有：甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氢气（H2）等。变压器新投入运用时，除能检测出大量的氮和氧之外，还有少量的一般在几 十（含量 1×10－6）的一氧化碳和几百的二氧化碳（含量 1×10－6），有的还有 少量的几个或十几个（含量 1×10－6）的烃类气体，但没有乙炔。当运行一段时 间以后，由于变压器中使用的绝缘材料、残存水分与钢材的反应而产生一氧化碳 和氢气逐步释放于油中。在正常运行温度下油和固体绝缘正常老化过程中，产生 的气体主要是一氧化碳、二氧化碳，在油纸绝缘中存在局部放电时，油裂解产生 的气体主要是氢和甲烷，在故障温度略高于正常运行温度时，油裂解的产物主要 是甲烷，随着故障温度的升高，乙烯和乙烷的产生逐渐成为主要特征气体，在温 度高于（1000℃以上）或产生电弧（3000℃以上）的作用下，油分解产物中含有 较多的乙炔，如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。 需要说明的是，有时变压器内部并不存在故障，但由于某种原因可能造成油 中溶解气体的升高，造成原因有的是由于前次故障排除后油中故障气体没有完全 脱除净，也有时是油箱曾做过带油补焊，致使油中溶入气体以及其它等原因，这 就要使分析研究人员对该变压器的运用维修状态有一个全面的掌握，不至于错判 而造成损失。 在正常情况下运行的变压器油中其溶解气体O2和N2分别为30%和70%左右.当变压器内部存在潜伏故障时，热分解产生的气体以分子的形态存在，如果产气 速度很慢，则仍以分子的形态扩散并溶于周围的油中，这样，即使油中气体含量 很高，只要尚未饱和，一般就不会有自由气体释放出来。如果产气速率很高，分
电力变压器故障检测技术的现状和发展趋势分析 电力变压器是电力系统中的重要设备，它承担着电能变换和传输的任务。为了确保电力变压器的可靠运行，及时发现和排除故障是至关重要的。电力变压器故障检测技术的研究和应用为电力系统的稳定运行提供了有力支持。本文将对电力变压器故障检测技术的现状和发展趋势进行分析。 电力变压器故障检测技术主要包括继电保护技术、在线监测技术和依据智能算法的故障诊断技术。继电保护技术是最早应用于电力变压器故障检测的方法之一，它通过设置保护装置，当电力变压器出现故障时，及时切断电力，以保护电力系统的安全稳定运行。继电保护技术存在着对故障类型和程度的判断不准确的问题。 在线监测技术是电力变压器故障检测技术的重要发展方向。通过安装传感器和监测设备，对电力变压器的电流、电压、温度等参数进行实时监测和采集，从而获取电力变压器的运行状态信息。在线监测技术可以实时监测电力变压器的运行状态，提前发现故障，预防故障扩大，并且能够提供更准确的故障诊断结果。目前，在线监测技术已经在电力变压器故障检测中得到广泛应用。 智能算法在电力变压器故障检测技术中的应用也日趋广泛。智能算法可以通过对监测数据的处理和分析，实现对电力变压器故障的自动诊断和定位。目前，常用的智能算法包括神经网络、支持向量机、遗传算法等。智能算法具有较高的准确性和稳定性，可以有效提高故障检测的精度和效率。 未来，电力变压器故障检测技术将朝着以下几个方面发展。随着传感器和监测设备技术的发展，将实现对更多参数的在线监测，并且监测设备的智能化程度将不断提高。智能算法将进一步发展和应用，包括深度学习和大数据分析等技术，以实现更准确的故障诊断结果。还需加强对电力变压器工作环境和负荷特性的研究，以更好地预测和检测故障。 电力变压器故障检测技术在保障电力系统安全稳定运行中起着重要的作用。随着技术的不断发展，电力变压器故障检测技术将朝着在线监测和智能化的方向发展。这将为电力系统的可靠运行提供更加有效的保障。
学号________________ 密级________________ 大学本科毕业论文 电力变压器的故障诊断分析 院〔系〕名称： 专业名称： 学生姓名： 指导教师： 二○一一年十月
郑重申明 本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进展研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出奉献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。 本人签名：日期：
BACHELOR'S DEGREE THESIS OF WUHAN UNIVERSITY Power transformer fault diagnosis and analysis College ： Subject ： Name ： Director ： Oct 2021
目录 摘要 (5) 第一章电力变压器故障检测绪论 (7) 1.1造成变压器故障的原因........................ 7错误!未定义书签。 1.2变压器故障的种类 (8) 第二章电力变压器故障检测的现状 (9) 第三章目前电力变压器故障检测存在的问题. (11) 第四章电力变压器故障诊断的方法 (12) 4.1油中溶解气体分析法 (12) 4.1.1单项成分超标分析法 (13) 4.1.2特征气体色谱的分析和判断 (13) 4.2 在线检测技术 (14) 4.2.1 局部放电在线监测 (15) 4.2.1油中气体含量的在线监测 (16) 4.4.3绕组故障的在线监测 (17) 4.3 建立完备的变压器历史资料库 (18) 完毕语 (20) 参考文献 (21) 致谢 (22)
目录 摘要 (1) 引言 (2) 1第一讲解变压器碰到的故障分析 (3) 短路故障 (3) 放点故障 (3) 绝缘故障 (3) 2变压器的故障诊断分析 (5) 变压器故障的油中气体色谱检测 (5) 绕组直流电阻检测 (5) 绝缘电阻及吸收比、极化指数检测 (6) 介质损耗角正切测量 (6) 局部放电故障检测 (6) 结论 (8) 参考文献 (9) 致谢 (10)
摘要 变压器是电力系统中的一个关键设备，它的良好运行对电网安全具有重要的意义。据国外近几年的统计，涌流、外部短路和绝缘损耗是变压器损坏的两种主要因素。其中涌流/外部短路发生时，主要靠继电保护装置去保护变压器，而绝缘损耗目前主如果靠变压器按期检修和及时检测来发觉。目前变压器运行靠得住性在不断提高。但变压器事故和故障仍是不断发生。这里有选型、设计、制造的原因，可是安装、检修、运行、检测和保护上的问题也是致使变压器发生事故或故障的原因之一。所以对变压器进行故障分析和及时诊断就显得尤其重要。而近几年出现的一些新的诊断技术专门是变压器在线检测技术为变压器的故障分析和及时诊断提供了有力保障。 关键词：变压器故障分析检修诊断技术
引言 在电能的传输和配送进程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严峻事故不但会致使自身的损坏还会中断电力供给，给社会造成庞大的经济损失。 1.第一讲解变压器所碰到的故障分析： 主要分析以下比较常见的变压器短路故障、放电故障、绝缘故障等三个方面。按各自故障的类型及造成的影响进行分析。 短路故障 变压器短路故障主要指变压器出口短路，和内部引线或绕组间对地短路，及相与相之间发生的短路发生的故障。变压器正常运行中由于受出口短路故障的影响，蒙受损失的情形较为严峻。变压器低压出口短路时形成的故障一般要改换绕组，严峻时可能要改换全数绕组。从而造成十分严峻的后果和损失。因此，应引发足够的重视。变压器的出口短路主要包括：三相短路、两相短路、单线接地短路和两相接地短路等几种类型。
变压器故障监测与诊断技术研究现状 摘要：变压器的故障会对电力系统造成危害，随着计算机领域、数字信息化 和物联网的不断发展，新的故障检测与诊断技术可以结合当前科技实现更加高效、智能和专业化。将多种检测算法整合，对于提高当前故障检测的准确性具有很大 的意义。 关键词：变压器；故障监测；诊断技术；研究现状 1变压器故障源头预防 1.1日常维护及检修 变压器目前使用的恢复模式，与传统的恢复模式不同，恢复模式是一种主动 的方法，可以在设备运行时进行测试，从而避免用户正常用电，减少损失，在某 种程度上避免变压器故障和风险。为了解决问题,联系之间的短路初级绕组中可 能产生的介质,老旧的开关和探测等技术不断在绕组电阻可以发现绝缘线圈之间 的联系和回路的电流也是重要手段探测各种绕组变压器和开关电压平衡。变压器 在不工作或条件不好时产生局部放电，水平和增长率的明显变化可能表明变压器 内部正在发生变化，可以通过局部检测放电异常来有效简化维护程序。 1.2安全保护 针对变压器短暂封闭,内部温度异常升高,绕组温度过高应立即切断电源系统，导致电源系统故障引起的质量问题,都会用继电保护技术的电力系统观察发送故 障或故障发现异常信号,如果得不到,即可能出现故障。继电器保护通常分为气体、微分和备份保护。燃气防护主要在油箱内起作用，因为油箱失灵会迅速反应，切 断电路，从而在绝缘材料或变压器油爆炸事件发生时提供一些预防和控制作用。 在高压变压器高、中、外压力不平衡的情况下，继电保护主要起作用，从而导致 电流平衡，确保变压器的稳定功能。在某个时候，电路短路了，切断了高级电路，避免了故障线。防爆管中的玻璃膜可以有效地降低防爆管破裂的风险，因为振动
基于频率响应分析法的电力变压器故障诊断探析 摘要：电力变压器故障是电力系统安全运行的一大隐患。因此。研究变压器故 障的原因、诊断方法和防止措施，对减少变压器事故的发生具有重要意义，具有 缩短了运行人员故障判断时间，减小了事故停电范围，减少了停电时间，对提高 配电网的用户供电可靠性和经济性等方面起到了积极的作用。 关键词：电力变压器故障诊断频率响应分析法 电力变压器故障是指在电动力和机械力的作用下，电力变压器的尺寸或形状 发生不可逆的变化。它包括轴向和径向尺寸的变化，器身位移，绕组扭曲、鼓包 和匝间短路等。电力变压器故障是电力系统安全运行的一大隐患。因此。研究变 压器故障的原因、诊断方法和防止措施，对减少变压器事故的发生具有重要意义。目前，世界各国都在积极开展变压器故障诊断工作，有些国家甚至把该项工作放 在变压器预防性试验项目的首要位置。 一、电力变压器故障的原因 造成变压器故障的主要原因有： 一是短路故障电流冲击。电力变压器在运行过程中，不可避免地要遭受各种 短路故障电流的冲击，特别是变压器出口或近距离短路故障，巨大的短路冲击电 流将使变压器绕组受到很大的电动力（是正常运行时的数十倍至数百倍），并使 绕组急剧发热。在较高的温度下，导线的机械强度变小，电动力更容易使绕组破 坏或故障。 二是在运输或安装过程中受到冲撞。电力变压器在长途运输或安装过程中， 可能会受到意外的冲撞、颠簸和振动等，导致电力变压器发生故障。有的电力变 压器投入时间不长就发生突发性事故，很可能与上述情况有关。 三是保护系统有死区，动作失灵。目前、电网的继电保护配置中，电力变压 器的主保护有气体保护、差动保护，它们都满足快速切除（小于0．2s）的要求。但是，由于变电所设备布置上的原因，在变压器出口总断路器间隔的断路器与电 流互感器之间发生的故障，是在变压锅盖动保护区外，母线差动保护区内，在断 路器的电源侧。当母线差动保护动作，断路器跳闸后却不能切除故障，由变压器 供给的短路电流依然存在。这个区域只有两个电力设备（断路器、．电流互感器），数米导线和几只瓷瓶，往往以为故障概率小而被忽视成为死区。但是，在 这个区域内一旦发生事故，后果是相当严重的。保护系统存在死区或动作失灵都 会导致变压器承受稳定短路电流作用的时间长。也是造成电力变压器故障事故的 原因之一。 四是电力变压器承受短路能力不够。当变压器出现短路时，会因其承受不了 短路电流冲击力而发生故障。例如，某DFPSF一250000／500型电力变压器，由 于互感器事故导致 35kV侧发生三相短路后，使其引线支架多处断裂，绕组严重 故障。实际上事故时的短路电流只有105kA，低于变压器应承受的水平，而且保 护动作也正常，但变压器绕组却损坏了。只能说明是变压器绕组承受短路电流冲 击能力不够。 二、电力变压器故障的危害 变压器故障后；有的会立即发生损坏事故，更多的则是仍能继续运行一段时间，运行时间的长短取决于故障的严重程度和部件，显然，这种变压器是带“病” 运行，具有故障隐患。这是因为： 一是绝缘距离发生变化，或固体绝缘受到损伤，导致局部放电发生。当遇到
电力变压器常见故障及诊断技术 摘要：文章介绍了电力变压器的常见缺陷和故障，并分析了这些故障对变压器 的危害，并对消除故障的方法进行了归纳总结，此外还分析了变压器常用的在线 监测技术，具有一定的工程实用价值。 关键词：电力变压器、故障、诊断 1 引言 在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各 业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行 是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变 压器的严重事故不但会导致自身的损坏，还会中断电力供应，给社会造成巨大的经济损失。 2 常见故障及其诊断措施 2.1 变压器渗油 （1）油箱焊缝渗油 对于平面接缝处渗油可直接进行焊接，对于拐角及加强筋连接处渗油则往往渗漏点查找 不准，或补焊后由于内应力的原因再次渗漏。对于这样的渗点可加用铁板进行补焊，两面连 接处，可将铁板裁成纺锤状进行补焊；三面连接处可根据实际位置将铁板裁成三角形进行补焊；该法也适用于套管电流互感器二次引线盒拐角焊缝渗漏焊接[2]。 （2）高压套管升高座或进人孔法兰渗油 这些部位主要是由于胶垫安装不合适，运行中可对法兰进行施胶密封。封堵前用堵漏胶 将法兰之间缝隙堵好，待堵漏胶完全固化后，退出一个法兰紧固螺丝，将施胶枪嘴拧入该螺 丝孔，然后用高压将密封胶注入法兰间隙，直至各法兰螺丝帽有胶挤出为止。 （3）低压侧套管渗漏 其原因是受母线拉伸和低压侧引线引出偏短，胶珠压在螺纹上。受母线拉伸时，可按规 定对母线用伸缩节连接；如引线偏短，可重新调整引线引出长度；对调整引线有困难的，可 在安装胶珠的各密封面加密封胶；为增大压紧力可将瓷质压帽换成铜质压帽。 （4）防爆管渗油 防爆管是变压器内部发生故障导致变压器内部压力过大，避免变压器油箱破裂的安全措施。但防爆管的玻璃膜在变压器运行中由于振动容易破裂，又无法及时更换玻璃，潮气因此 进入油箱，使绝缘油受潮，绝缘水平降低，危及设备的安全。为此，把防爆管拆除，改装压 力释放阀即可。 2. 2铁心多点接地 （1）直流电流冲击法[3] 拆除变压器铁心接地线，在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击，冲 击3～5次，常能烧掉铁心的多余接地点，起到很好的消除铁心多点接地的效果。 （2）开箱检查 对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的，应将定位销翻转过来或除掉。 夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损者，应按绝缘规范要求，更换一定厚度的新纸板。 因夹件肢板距铁心太近，使翘起的叠片与其相碰，则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片，使两者间距离符合绝缘间隙标准。 清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质，清除油箱各部的油泥，有条件则对变压器油进 行真空干燥处理，清除水分。 2.3 接头过热 载流接头是变压器本身及其联系电网的重要组成部分，接头连接不好，将引起发热甚至 烧断，严重影响变压器的正常运行和电网的安全供电。因此，接头过热问题一定要及时解决[4]。 （1）铜铝连接
基于油中气体分析的电力变压器故障诊 断研究 摘要：电力变压器的故障可能会对电力系统产生严重的影响，包括设备损坏、停电、生产损失和维修成本的增加。为了减少这些风险，及早发现和诊断电力变 压器的故障是至关重要的。近年来，基于油中气体分析的故障诊断方法在电力变 压器维护中得到了广泛的应用。这种方法通过监测变压器内部的气体类型和浓度 变化来识别潜在的故障迹象，从而实现了早期故障诊断和及时维修。 关键词：电力变压器；故障诊断；油中气体分析；维护；可用性 引言：电力变压器是电力系统的核心组件之一，其作用是变换电压级别以便 在电力传输和分配中实现能源转换和电压调整。在电力系统中，电力变压器具有 关键的作用，因此其可靠性和稳定性对于电力系统的正常运行至关重要。 一、电力变压器的工作原理 电力变压器是一种静态电器设备，其工作原理基于电磁感应定律。它主要由 两个线圈（一般称为初级线圈和次级线圈）绕制在共同的铁芯上组成。当通过初 级线圈传入交流电流时，变压器的铁芯将导致次级线圈中产生感应电流，从而改 变了电压水平。这种原理允许变压器在电力系统中用于升压、降压和隔离电路。 二、油中气体分析的电力变压器故障类型 1局部放电 局部放电是电力变压器中最为常见的故障之一，其存在可能对设备的可靠性 和性能造成严重影响。这种故障通常源于绝缘材料中的局部缺陷或应力，其结果 是在电力变压器内部产生气体。主要的气体成分包括氢气和甲烷。 2绝缘老化
随着绝缘材料老化的过程中，可能会释放出各种气体，其中包括一氧化碳和 二氧化碳。这些气体的生成与不同的绝缘老化机制相关联，它们可以提供有关变 压器健康状况的重要信息。一氧化碳通常与油中的高温或电弧放电有关。当绝缘 材料老化导致高温或电弧放电时，会释放出一氧化碳。通过监测浓度，可以识别 绝缘系统中的潜在问题，例如绕组或绝缘材料的热老化。二氧化碳的生成通常与 纸绝缘材料老化有关。当纸绝缘老化时，会产生二氧化碳。通过监测浓度，可以 检测到与纸绝缘相关的问题，如绝缘材料的分解或降解。 3绕组故障 首先，外部短路是一种可能导致绕组故障的情况。当在电力系统中发生故障时，例如线路短路或设备故障，大电流可能会通过变压器的绕组流过，导致局部 的过热和应力增加。这可能会损坏绕组的绝缘材料，导致其分解并释放气体。油 中气体分析可以检测到这些故障气体，尤其是氢气和乙烯，这些气体是绕组故障 的明显指标。 其次，绕组内部故障也是导致变压器绕组问题的一个重要因素。这种故障可 能包括绝缘材料老化、热应力、机械损伤或材料缺陷。当绕组内部发生故障时， 绝缘材料可能会分解，产生气体，如氢气和乙烯。通过油中气体分析，运维人员 可以监测这些气体的浓度变化，以及它们是否超出了正常范围，从而及时发现并 定位绕组内部故障。 4油污染 油污染是电力变压器故障的常见原因之一，它在变压器长期运行过程中不可 避免地发生。这种污染通常是由于油中的杂质、水分或颗粒物质引起的，这些因 素可能会对变压器的性能和可靠性产生严重影响。当变压器绝缘油中存在水分时，长期操作中可能会发生氢气的生成，这是水分与油中的金属产生化学反应的结果。氢气的存在可能会导致潜在的火灾危险，并且会降低变压器的绝缘性能。通过定 期分析油中氢气和氧气的浓度，工程师可以监测潜在的水分问题，并采取必要的 维护措施，如更换绝缘油或维修绝缘系统。 5电弧故障
电力变压器故障分析 电力变压器是中很重要的设备之一，它的可靠直接关系到电网能否安全经济的运行。提高电网的经济收益可从减少变压器的故障开始。 变压器故障的引发因素很多：从外部来说大致是有以下几种，绝缘套管的老化或是破裂引起的故障，引出线之间发生的一系列故障，绕组变形，绕组绝缘受潮，变压器内部些许杂质等等。而从内部来说，各相绕组发生短路，变压器过负荷，匝线短路，变压器接地故障等等。 本文主要讨论引起变压器故障原因与解决措施做相关的分析。 1 变压器故障原因分析 通常将变压器短路故障划分为：短路电动力或外部机械力引起的绕组变形故障，短路电流引起的绝缘过热故障，各相之间发生的短路故障，内部引线或是绕组对地的短路故障。 当变压器出现严重发热的现象，通常判断变压器发生了短路现象。这时高、低压绕组可能一起通过为额定值数十倍的短路电流。这时，高压侧要确保主磁通的稳定，那么会产生较大的电流对低压侧短路电流进行抵销以实现去磁作用，线圈的内部也会存在较大的机械应力，使线圈压缩，在解除短路故障后，应力也会跟随着消失。在机械应力重复作用线圈后，垫板与绝缘垫会出现松动脱落，铁芯夹板也跟随松动，高压线圈紧接着崩裂或畸变。由此产生的巨大热量将使变压器绝缘材料严重受损，从而导致变压器被击穿或是损毁。 内部电动力和外部机械力会使变压器绕组变形：1）因为两个轴向垫块之间的导线受电磁力作用，产生过大的弯矩导致其永久的变形，在正常情况，两饼间呈现变形对称；2）由于导线的情况下在轴向力作用下，相互挤压或撞击，导致倾斜变形，严重的倾斜变形可能会出现倒塌；3）因为过大的套装间隙，进而出现电磁线受的支撑力不够情况，这削减了变压器的抗短路能力；4）因为频繁的外部短路事故，在受短路电流的多次冲击后，电磁线受积累点动力效益引起内部相对
变压器故障分析及诊断技术研究 摘要：电力需求量推动着我国电网建设规模的发展，大容量、超高压已经成为 如今电力系统的发展方向。变压器是电网中不可或缺的一部分，其具有电压变换、电气隔离、稳压及电能传输的作用，因此，它的正常运行将会保证电力系统安全、稳定、优质、可靠的运行。在变压器长期运行的过程中，发生故障在所难免，因 此对于变压器潜伏性的故障要及时预测，从而确保电力系统的安全运行。 关键词：变压器；故障分析；故障诊断技术 1引言 随着工业发展的加快与人口增长直线上升，我国的用电需求也在不断的提高，所以对同 阶段配备的电力设备的要求也越来越高，变压器发生故障的可能性也越来越大；为了保证工 业发展和人们的日常生活，我们必须不断的深入研究，对变压器进行故障分析进行汇总，并 根据相应的故障进行诊断研究。 2变压器常见故障形成 2.1 短路故障 此处所说的短路故障指的是在变压器出口处由于各种原因而发生的短路，下面会进行具 体论述。 （1）短路电流引起绝缘过热故障 变压器在正常运行过程中，如果突然出现了短路问题，绕组中会流过很大的短路电流， 其值约为额定值的数十倍，随后会散发很多热量，使变压器温度升高。如果此时变压器的性 能不够稳定的话，变压器的绝缘材料就会受到影响，轻则影响绝缘性能，重则发生击穿事故。单相接地短路、两相接地短路、两相短路和三相短路都是如今较常见的出口短路形式，其中，三相短路的短路电流是最大。 （2）短路电动力引起绕组变形故障 变压器在运行中发生短路时，如果短路电流很小，电力系统中的继电保护装置便会正确 动作从而保护电路，此时绕组会发生轻微的形变；相反的，短路电流很大的话继电保护不能 立即动作，此时绕组会严重变形，甚至有所损坏。绕组发生轻微变形时，需要及时进行检修，不然的话，受短路电流长期影响，在一次又一次的冲击下也会损坏变压器。因此，为了提高 变压器抗短路能力，需要诊断绕组变形程度、制订合理的变压器检修周期。 2.2放电故障 发生放电故障时，放电的能量大小会有所不同，所以便有了局部放电、火花放电和高能 量放电。 （1）变压器局部放电故障 局部放电的定义为在电压作用下，绝缘内部气隙、油膜或者导体边缘发生的非贯穿性的 放电现象。它初期是一种低能量的放电，由于变压器中主要的绝缘介质是气体和油，依据这