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配电变压器常见故障分析判断及处理内容提要：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：变压器、故障分析、处理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常运行，除掌握变压器的理论知识外，对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。
一、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对声音、振动、气味、变色、温度及其它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。
（一）直观判断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引起振动，发出平均的“嗡嗡”响声。
如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）音响较大而噪杂时，可能是变压器铁芯的问题。
例如，夹件或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，再涂上硅油或硅脂等涂料。
一、油流带电的现象和机理：近年来，随着电网向超高压大容量方向发展，变压器地容量与电压等级也越来越高，但是随着电压等级的提富，变压器的绝缘欲度却越来越小，因绝缘故障造成事故的例子逐年增多。
油流放电是近年来逐渐受到重视的一个新问题，因为油流放电造成变压器绝缘损坏及铁芯多点接地等的故障也越来越多。
1980-2000年，我国先后发生了8台次与油流带电有关的SOOkV等级大型电力变压器地绝缘事故，如辽阳1号主变C相、安徽淮南洛河电厂主变B相、山东潍坊主变B相等，这些事故大多数发生在变压器油流流速最高的油道入口处，威胁变压器地运行。
油流放电只在采用强迫油循环的大容量变压器中存在，小容量变压器因为发热量低，均采用油自然循环，因为油的流速低是不会产生油流放电这种问题的。
由于大容量变压器电压等级和损耗较高，自然冷却已不能满足散热要求，因此对强迫油循环冷却的使用越来越多，要求也越来越高。
高强度的绝缘油在干燥的油道中循环流动时，其流速比自然循环时高很多，加上现代变压器绝缘结构的紧凑化，材料干燥度的增加，就会在油纸界面上产生电荷分离，流动中的油因与固体绝缘摩擦形成油道中局部静电电荷的积累，这种因油在流动中与固体绝缘摩擦产生的静电现象称为油流带电。
单位体积变压器油所产生的电荷量称为油流带电度,若带电度过高就会发生静电放电造成事故，称为油流放电。
二、影响油流带电的主要因素：1、油流速度与温度的影响油流速度是最主要的影响因素。
油流速度的增加，油流带电程度随之严重，通常认为在2-4倍的额定流速（平均流速）下，带电倾向较为明显。
例如，西北某水电厂的1-3号主变压器油中乙烘、总燃含量超标，乙块含量最高达30XIo-6,总烧含量高达164X10-6。
经测试和综合分析判断，认为1-3号主变压器油中乙块含量增高的重要原因是由于油流放电引起的。
为此将原来运行的4台潜油泵减少为3台，使油流速度降低。
半年的监测表明：乙块含量明显降低。
并一直稳定。
大型变压器出厂前的试验根据技术规范、最新版的IEC有关标准及其补充说明进行变压器试验，试验应出具详细记载测试数据的正式试验报告，并有招标方代表或第三方人员在场监试或见证，并提供变压器及其附件相应的型式试验报告和例行试验报告，同时执行下列要求。
1例行试验1.1绕组电阻测量测量所有绕组的直流电阻，对于带分接的绕组，应测量每一分接位置的直流电阻。
变压器绕组电阻不平衡率：相间应小于2%,三相变压器线间应小于1%。
即(RmaX-Rmin)‰e<2%(1%)1.2电压比测量和联结组标号检定应在所有绕组对间及所有分接位置进行电压比测量。
电压比允许偏差应符合GB1094.1中表1规定。
应检定变压器的联结组标号。
1.3短路阻抗及负载损耗测量1)短路阻抗测量。
应在各绕组对间，在主分接和最大、最小分接位置测量。
短路阻抗的允许偏差不能超过合同规定值，并在主分接位置进行低电流(例如5A)下的短路阻抗测量。
2)负载损耗测量。
负载损耗应在各绕组对间，在主分接和最大、最小分接位置上，按GB1094.1的方法进行测量。
所用互感器的误差和试验接线的电阻损耗(包括线损和表损)必须予以校正。
短路阻抗和负载损耗应换算到参考温度(75℃)时的值。
1.4空载损耗和空载电流测量在10%~115%的额定电压下进行空载损耗和空载电流测量，并绘制出励磁曲线。
空载损耗和空载电流值应按照GB1094.1中的方法进行测量，并予以校正。
提供空载电流和空载损耗。
1.5长时间空载试验在绝缘强度试验后，应对变压器施加1.1倍额定电压至少运行12h,然后进行与初次测量条件相同下的100%和110%额定电压的空载损耗和空载电流测量。
测量结果应与初次值基本相同。
1.6绕组连同套管的绝缘电阻测量每一绕组对地及其余绕组之间的绝缘电阻都要进行测量，测量时使用5000V 兆欧表。
吸收比（塌］不小于1.3或极化指数不小于1.5。
当极化指数或吸收比达不到规定值时，而绝缘电阻绝对值比较高（例如＞10000MC）,应根据绕组介质损耗因数等数据综合判断。
关于油质监督的几点思考摘要：随着电力行业的发展，变压器的电压等级不断提高，容量不断增大。
因此，对油质的监督越来越重要。
为了保证大型变压器的安全、可靠、经济运行，以往油质监督在变压器故障预测方面做了大量工作，但目前油质监督工作并不理想。
特别是对突发性故障和故障定位，还没有发挥其应有的作用，需要进一步的研究和改进。
关键词：油质；监督；建议变压器油溶解气体分析方法是目前大型变压器诊断的主要方法之一。
但为了进一步提高诊断效果，充分发挥油质监督的作用，有必要进一步完善实验手段，提高油质监督人员的专业素质。
一、重视油流带电问题为了提高现代高压大容量油浸式变压器的冷却效果，大多数变压器采用强制油循环冷却方式，但由此出现了一个新的问题，即变压器油流带电现象对绝缘造成一定的危害，应引起油质监督者的重视。
油流带电现象在变压器绝缘部位积累了一定的电荷，这些电荷将建立一定的直流电场强度，当电场强度超过油的击穿强度或固体绝缘沿面的放电强度时，就会发生击穿与沿面放电，这两种放电的发展将进一步促进油品的劣化，加强放电，并在绝缘表面形成碳痕，极大地降低了绝缘性能，最终导致绝缘事故。
另外，由于油流带电现象的出现，用气相色谱数据难以判断变压器内部故障，从而增加了其难度。
二、提高大型变压器在线检测技术水平在线检测是发现和控制突发故障的一种良好手段，它能随时掌握设备的运行状态。
国内外关于这方面的信息较多，就油质监督在线检测而言，我国目前有可同时在线检测H、CO、CH4、C2H6、C2H2、C2H4的新型装置、油中溶解气体的连续检测装置、电力变压器的在线检测装置(顶油温度、线圈电流、相对电晕、油中气体、状态输入)等。
当前，这些在线检测装置能连续、实时、自动地分析变压器油中溶解气体的含量、相对产气速率和绝对产气速率，并采用故障诊断专家系统对变压器故障进行自动诊断。
同时，克服了传统油质监督工作效率低、工作量大、盲目性差的缺点，大大提高了绝缘诊断的效率和准确性，能有效降低变压器的事故率。
一、选择题（共 50 题，每题 1.0 分）：【1】高压断路器断口并联电容器的作用是（）。
A．提高功率因数B．均压C．分流D．降低雷电侵入波陡度【2】造成变压器油流带电最主要的因素是（）。
A．油流速度B．油路导向C．油品质量D．油的温度【3】在下列各相测量中，测量（）可以不考虑被测电路自感效应的影响。
A．变压器绕组的直流电阻B．发电机定子绕组的直流电阻C．断路器导电回路电阻D．消弧线圈的直流电阻【4】国产600MW机组冷却方式是（）。
A．空冷B．双水内冷C．水氢氢D．水水氢【5】阻值分别为R和2R的两只电阻串联后接入电路，则阻值小的电阻发热量是阻值大的电阻发热量的（）倍。
A．1B．1/2C．2D．1/3【6】三相变压器的零序电抗大小与（）有关。
A．其正序电抗大小B．其负序电抗大小C．变压器导线截面大小D．变压器绕组联结方式及铁心结构【7】在安装验收中，为了检查母线、引线或输电线路导线接头的质量，不应选用（）的方法。
A．测量直流电阻B．测量交流电阻C．测量绝缘电阻D．温升试验【8】单相弧光接地过电压主要发生在（）的电网中。
A．中性点直接接地B．中性点经消弧线圈接地C．中性点经小电阻接地D．中性点不接地【9】用游标卡尺（）测出工件尺寸。
A．可直接B．可间接C．并通过计算可D．不能【10】额定电压为110kV及以下的油浸式变压器，电抗器及消弧线圈应在充满合格油，静置一定时间后，方可进行耐压试验。
其静置时间如无制造厂规定，则应是（）。
A．≥6hB．≥12hC．≥24hD．≥48h【11】自感系数L与（）有关。
A．电流大小B．电压高低C．电流变化率D．线圈结构及材料性质【12】规程规定电力变压器，电压、电流互感器交接及大修后的交流耐压试验电压值均比出厂值低，这主要是考虑（）。
A．试验容量大，现场难以满足B．试验电压高，现场不易满足C．设备绝缘的积累效应D．绝缘裕度不够。
【13】通电导体在磁场中所受的力是（）。
220kV大型电力变压器局放试验及分析摘要：局部放电测量是变压器试验中最重要的项目，也是决定电网的是否能安全稳定运行的基础和保障。
文章阐述了电力变压器局部放电现象产生的危害及原因，并对局放试验的试验要求、试验原理等进行了相关论述。
关键词：220kV大型电力变压器；局放试验L/T596《电力设备预防性试验规程》要求进行局部放电测量。
多年来的实践表明，局部放电试验对变压器绝缘中微小缺陷的检测是非常灵敏的，也是非常有效的，在现场试验中得到了广泛的推广，为电力系统的安全稳定运行提供了有力的保障。
1变压器局部放电产生的原因1.1绝缘内部的气隙变压器的绝缘结构较为复杂，所使用的绝缘材料既有变压器油，又有绝缘纸板、层压木等，干式变压器中还有环氧树脂绝缘。
众多的绝缘材料在生产或安装过程中难免会存在一些气隙，而这些气隙的存在就构成了电力变压器内部产生局部放电的重要原因。
通常气体的来源主要有以下几方面:a)油浸变压器真空注油、油循环、静置工艺过程中由于值班人员疏忽，使真空机、滤油机控制不严，使真空度不满足工艺要求，循环、静置时间不够，变压器绝缘中存在残余气体，导致运行电压下发生局部放电。
b)变压器内部绝缘使用的层压制品，包括层压绝缘纸板、电工层压木、层压玻璃布板等。
由于生产企业对层压制品中气泡的危害性认识不足，或生产工艺不够完善，预浸坯料挥发物含量较高，使层压制品中残留气泡。
对油浸变压器而言，由于真空注油真空度不高、注油后静放时间不够，层压制品中的气体没有把油完全置换出来，影响材料的绝缘性能。
c)线圈在干燥工艺过程中真空度控制不好、干燥时间和温度不满足要求，导致干燥后的线圈中残留气体，造成变压器发生局部放电。
d)固体绝缘变压器环氧树脂真空浇注工艺中由于真空度不够高、真空保持时间不够长，不能彻底脱气，使环氧树脂固化物中残存一些气体。
在包裹绝缘的干式变压器中由于浸渍负荷绝缘材料和导线的膨胀系数存在差异，从而造成一些气隙。
大型变压器油流带电现象一、油流带电现象在强迫油循环的大型电力变压器中，由于变压器油流过绝缘纸及绝缘纸板的表面时，会发生油流带静电现象，简称油流带电。
油流带电现象国内外均有发生，惕1989年报导，美国曾有12台大型变压器因油流带电现象而损坏。
我国曾于1992年对国产大型变压器质量进行过调查，调查结果表明，油流带电引发的静电放电是威胁国内大型变压器安全运行的重要因素之一。
东北电力科学院和沈阳变压器厂曾在制造厂内和电力系统中对500kV大型变压器进行油流带电的测试，在40台次的测试中，发现6台次（其中电力系统中的2台次，出厂试验4台次）由于油流带电引起变压器内部放电，其具体情况如表1－－39所示。
表11-39 油流引起变压器内部放电的情况鉴于以上所述，大型变压器的油流带电现象已引起国内外电力部门和变压器制造业的广泛关注。
日本、美国、法国、瑞典、英国和波兰等很多国家早在70年代就投入大量人力、物力对油流带电问题开展研究。
近些年来，油流带电问题也引起我国的重视、变压器制造业、电力部门和有关高等偏校都在认真进行研究。
油流带电机理关于油流带电的机理目前尚有争论，现有的研究结果认为可以从油流的流动作用和交流电场的电动作用两方面来认识。
就油流的流动作用而言，比较普遍的看法是，变压器的固体绝缘材料（如绝缘纸和纸板）的化学组成是纤维素和木质素，其中纤维素带有羟基（-OH），木质素带有羟基、醛基（-CHO）和竣基（-COOH）。
在变压器油的不断流动下，油与绝缘纸板发生摩擦，使得这些基团发生电子云的偏移，即这样，纤维素和木质素分子就被-Hδ+的正电性所覆盖，绝缘纸板表面就如同覆盖着一层正极性的氢原子。
带正电性的-Hδ+对油中负离子具有较强的亲合作用，进而吸附油中负离子，并在油一纸界面上形成仍电层。
当变压器油以一定速度流动时，偶电层的电荷发生分离，负电荷仍附着在纸板表面，正电荷进入油中并随油流动，形成冲击电流，如图1－－82所示。
这样，油就带正电，而纸板表面带负电。
随着油的循环流动，油中正电荷越积越多，当积聚到一程度就可能向绝缘纸板放电。
图1－82 电荷分离机理（a）油静止；（b）油流动交流电场的电动作用是指外加交流电场能大大加剧静电起电作用。
对电动作用机理，目前还远没有达到共识的程度。
测量油流带电倾向的方法和仪器据报导，目前国内外研究人员测量油流带电倾向的方法有循环直接法、循环注入法、流下法和旋转回金法等。
我国采用的方法如下：（一）循环注入法东北电力科学研究院应用循环注入法的测量装置如图1－－83所示。
装置的静电发生器是一段包有皱纹纸和白布带的引线模型，使油在2mm间隙中循环流过引线模型的表面。
用循环泵使基准油以一定的温度和流速流过静电发生器。
测量绝缘表面的对地泄漏电流与时间关系，当测量带电倾向时，用注射器注入几十毫升的被试油样，这时泄漏电流有一变化量，根据泄漏电流波形变化求出带电倾向。
图1-83 循环注入法测量装置1-静电发生器；2-法拉第笼；3-绝缘法兰；4-循环管；5-循环泵；6-调速阀门；7-放油门；8-流量计；9-油箱；10-被试油样器；11-加热器；12-注射器；13-注油阀门；14-调控仪；15-静电计；16-记录仪例如，某500kV变电所C相电抗器油带电倾向测量结果如图1－84所示。
图中A点为基准油循环开始，B点为被试油样注入开始，C点为油样注入结束，根据B、C两点闪电流的变化量，计算出带电倾向。
已知测试装置纵坐标灵敏度为0．34nA／cm，根坐标灵敏度为cm，当温度为20℃，注入被试油样为70ml时，经计算带电倾向为q=0. 239 × 10-9× 3．0 × 1012=（μC／m3）图 1－84循环注入法测量泄漏电流与时间的关系曲线该装置的特点是：（1）可移动；（2）可调节温度和流速；（3）测带电倾向时可用较少的油样（几十毫升）；（4）装置除了可测量带电倾向外，还可以用来测量不同油品流动电流与温度和流速的关系。
该装置的不足是：（1）装置所用的基准油量较多，约3000ml；（2）因油与固体绝缘接触表面较小，所以得到的泄漏电流也较小。
（二）流下法流下法是一种非循环式的油流带电倾向测量法。
其测量装置示意图如图1－85所示。
由图可见，它包括以下几个主要部分：图1-85 流下法测量带电倾向装置示意图1-油样容器；2-电荷发生器；3-收集荷电油样容器；4-绝缘台；5-记录器；6-法拉第筒；7-进油口；8-进气口；9-温度计；10-加热器（l）油样容器。
可用塑料或玻璃为材料制作，容积为200ml左右，其作用主要是存放油样，并使油样保持注入前的原始状态。
（2）电荷发生器。
即静电发生器，可用层压管或玻璃管内填满碎绝缘纸制成，内径为 15mm 左右，其主要作用是使油样流过其中时分离电荷。
试验证明，碎绝缘纸采用滤纸较好、它能产生较大的静电电流，使仪器测量灵敏度增加。
（3）收集荷电油样容器。
可用铝板制作，其容积应与油样容器相适应，能将带电的油全部收集在其中，以备测量。
（4）测量仪表。
主要是指微电流计，供测量收集荷电油样的容器对地的泄漏电流用，其最小灵敏度为0．05pA。
（5）记录器。
用于记录时间特性。
（6）绝缘台。
用聚四氯乙烯制作，其作用是将收集荷电油样的容器对地蔽绝缘起来，以免电荷泄放。
（7）法拉北筒，用金属材料制作，其作用是屏蔽外界干拢。
由于该装置具有操作简单、油样少、有标准的纸过滤器和电荷分离效率较高等优点，所以目前在国外获得广泛的应用。
不少国家应用该装置测定油中带电倾向，并积累了一定的经验。
例如，西屋公司根据运行经验，将运行中的变压器油中带电倾向控制在800μc／cm3之内，否则应更换和过滤油。
德国TU变压器厂根据该厂变压器多年运行经验，将运行中的变压器油中带电倾向控制在μc／cm3以下。
在我国，东北电力科学研究院和东北电力学院都用这种装置进行带电倾向的测量和研究。
（三）过滤式法其原理与流下法相似，原电力部电力科学研究院采用的测量装置示意图如图1－86所示。
它由压力供给、电荷发生器及测量等部分组成。
v1.0 可编辑可修改图1-86 过滤式法测量带电倾向装置示意图1-电荷发生器；2-阀门；3-注油器；4-夹子；5-橡皮塞；6-总阀门；7-供气管；8-空气压缩机；9-压力产生及控制；10-油容器；11-聚四氟乙烯绝缘板；12-微电流计（可接图形记录仪）；13-法拉第屏蔽室当强迫使变压器通过一层滤纸时，就会发生电荷分离，过滤后的油带正电，滤纸上带负电。
应用微电流计可以测得滤纸上静电电荷形成的泄漏电流。
再用下式计算带电频向q=I/(V/T)式中q-带电倾向，μc／cm3；T-全部变压器油流过团体绝缘（滤纸）所需的时间；I-微静电计测出的静电电流平均值;V-所用变压器油的总容积。
该装置的特点是，其电荷分离过程能代表实际变压器中发生的油流带电现象，灵敏度较高，能获得较好的测试效果。
影响油流带电的主要因素（一）油流速度与温度的影响油流速度是最主要的影响因素。
油流速度增加，油流带电程度随之严重，通常认为在 2～4倍的额定流速（平均流速）下，带电倾向较为明显。
例如，西北某水电厂的#1～#3主变压器油中乙炔、总烃含量超标，乙炔含量最高达30ppm，总烃最高达164PPm。
经测试和综合分析判断，认为#1～#3主变压器油中乙炔含量增高的重要原因是由于油流放电引起的。
为此将原来运行的4台潜油泵减少为3台，使油流速度降低，半年的监测表明：乙炔含量明显降低，并一直趋于稳定。
由于油流速度与温度有关，所以温度变化时，油流带电程度也随之变化。
图1－－87示出了在不同流速下，绕组泄漏电流与温度的关系曲线。
由图可见，当油温在50～60℃之间时，油流所产生的泄漏电流达最大值。
通常，变压器恰工作在这样的温度范围，显然是不利的。
研究表明，油的流速在0．29m／s以下时，就不会发生放电现象，但为了安全要留有一定的格度。
（二）油流状态的影响油的流动分为层流和湍流，油流状态通常以雷诺数表示。
图l－88示出了油流状态（雷诺数）与泄电流的v1.0 可编辑可修改图1-87 不同流速下绕组泄漏电流与温度的关系图1-88 泄漏电流与雷诺数的关系关系。
从目中可以看出，当油流处在展流区时，泄漏电流与雷诺数成正比，且与温度有关。
而在湍流区，则与雷诺数的平方成正比。
从展流到湍流的过渡区域，由于油流极不稳定，电荷的分离与雷诺数的2～5次方成正比。
以层压纸管的油流来模拟油流的试验结果如图l－89所示。
A B C 位置图1-89 在层压纸管模型中静电感应电流的分布由图可见：（1）在纸管的入油口油流极不稳定，属湍流状态，其泄漏电流最大。
（2）在纸管的出口处，也有类似的湍流效应。
在实际的变压器中，绕组下部的进油口附近区域属湍流状态，因此该区域油流带电程度严重。
（三）励孩对油流带电的影响图l－90所示为在一台实际的500kV单相自耦壳式变压器模型上进行不同励磁下测量静电泄漏电流的试验结果。
由图可知，泄漏电流随励孩电压升高而增大，且与油温有关，泄漏电流的峰值效应明显。
图1－90变压器励磁对泄漏电流的影响（四）油系对油流带电的影响当油泵突然起动时，由于油流的扰动，交界面的偶电展快速被油流分离，会使油很快增加到一个较高的起始带电度，频繁起动油泵会加剧这种现象。
因此油泵的起动和切断应该逐步进行。
此外，由于油泵本身的油流速度较高，很容易分离电行，在设计时，油泵大多是位于冷却器下部，油泵旋转时产生的电荷经油泵本体对地释放一部分，但有人认为，人释放量不够，会影响变压器内部的油流带电，因此有些设计作了改进，其目的是使油进／变压器之前，有一段较长的电荷释放距离。
（五）油中水分的影响油中水分含量对油的流动带电倾向有明显的影响。
随着油中微量水分的减小，油中的带电倾向将增加，从图1-91所示的9种美国产新绝缘油的含水量与电荷密度的关系曲线中可以看出，当怕中微水含量小于15PPm时，油中电行密度剧增。
这与油的种类也有关，电荷密度较高的是一种经水解处理后再用漂白土过滤的油种，电行密度较低的是一种经水解处理后再以溶剂革取的油种，两者的区别是前者无抑制剂，后者则添有抑制剂，也即抽中的其他物质对电荷密度会有一定的影响。
合格的大型变压器中的绝缘油徽水含量低（约10PPm），使得电荷的泄放困难，故运行中的大型电力变压器油流带电问题较严重。
由于温度的变化，水分在油和纸质材料问有一个连续的动态平衡过程，由于这个过程在连续变化。
这相当于液、固两态界面的电导率在连续变化，这也就直接影响了油流带电。
图1-91电荷密度与油含水量的关系（六）固体纸绝缘材料表面状态的影响固体纸质绝缘表面吸附电荷的能力，随着其表面的粗糙度增加而增加，即纸质材料表面的网状结构将直接影响电荷的分离。
