基于故障树分析法的变压器套管故障诊断_伍庭铮

变压器电容式套管介损数据异常分析变压器电容式套管介损数据异常分析变压器是电力系统中一个重要的设备，其作用是将高电压变换为低电压，或将低电压变换为高电压，以满足不同终端的电压需求。

而电容式套管介损则是对变压器绕组故障诊断中的重要参考指标，是评估变压器绕组绝缘质量的良好方法之一。

然而，在实际工作中，电容式套管介损数据经常出现异常，需要进行进一步的分析和判断。

一、电容式套管介损的基本概念电容式套管介损是指绕组绝缘材料在高电场作用下的能量损耗。

它为表征绕组的绝缘质量提供一种重要的检测手段，它直接影响到变压器的安全稳定运行。

电容式套管介损测试是一项标准的变压器绕组绝缘质量检测方式，即将一个电容容积为1.8L的电容器插入变压器绕组中，其中绕组与电容器的串联效应使得电流在绕组内部流动，电容器内的电极之间产生电压，从而测量得到绕组的电容式套管介损的数值。

二、电容式套管介损数据的异常情况由于各种原因，电容式套管介损测试数据有时会出现异常，主要表现为以下几个方面：（一）读数异常测试人员在测试时可能会出现操作不当，如连接不紧或接触不良，导致读数出现偏差或波动较大。

在数据上出现骤升或骤降情况。

（二）超出范围仪器在正常运行下测量范围是20W以下，当电容式套管介损超出该范围时，测试结果不准确，需要更换更高阶的测量设备才能测量。

（三）非随时间变化异常电容式套管介损测试的结果应该是随时间推移逐渐稳定，但如果测试的数据出现非随时间变化的异常情况，如单次测试结果比平均值远大或远小，这可能表明绕组绝缘存在故障或损坏。

（四）畸变波在测试时，电容式套管介损发生畸变波时，它会导致读数不准确或错误，这时测试仪器可能会出现误报异常。

三、异常数据的处理方法在发现电容式套管介损数据异常时，需要进行正确的处理方法。

（一）根据常识和经验来分析异常数据的原因，检查测量仪器的正常性。

（二）在电容式套管介损测试完毕后，在数据处理程序中进行对比和分析，发现异常数据，并问询测试工人得到数据异常的原因。

500kV变压器、电抗器的套管事故及障碍分析变压器、电抗器是电力系统的主要设备之一，在电力系统中起着举足轻重的作用，因此他们所发生的事故和障碍倍受关注。

变压器、电抗器除本体所发生的事故和障碍外，附件套管的事故和障碍也占相当的比例。

近年来，500kV变压器、电抗器的事故和障碍频繁发生，已经引起了有关部门的重视。

文章介绍了近年来在我国运行的国产和进口500kV变压器、电抗器的套管事故和障碍情况，并进行了分析。

1 在运500kV变压器、电抗器概况目前，在我国运行的500kV变压器截止到2000年底的统计数字是701台，186 054MVA。

其中，进口单相变压器335台，80 978MVA；进口三相变压器59台，28 932MVA；国产（含合资企业）单相变压器259台，58 964MVA；国产三相变压器47台，17 200MVA。

500kV并联电抗器截止到2000年底的统计数字是230台，11 230Mvar。

其中，进口有88台，4400Mvar；国产有142台，6 830Mvar。

据有关方面的统计，如果将变压器、电抗器所发生的事故及障碍按损坏部位分类的话，套管所发生的事故及障碍居第2位，仅次于线圈。

2 事故及障碍情况据不完全统计，迄今为止，国产和进口500kV变压器、电抗器上安装的套管先后共发生事故23台次，其中国产套管事故8台次，进口套管事故15台次。

占同期变压器、电抗器事故总台次的36％。

障碍27台次，其中国产套管16台次，进口套管11台次。

占同期统计到的变压器、电抗器障碍总台次的12.4％。

来源:套管事故有多种，轻者如外绝缘闪络、接头烧熔、套管绝缘局部击穿或瓷件裂纹渗漏油等，不会影响变压器、电抗器的线圈和器身绝缘，只需进行局部处理或更换套管即可恢复运行。

而重者则可造成套管爆炸、下瓷套外绝缘成型件破损甚至着火燃烧，套管爆炸时瓷件碎片还会打坏其他电器设备，致使事故扩大，甚至需要长期停电修复，带来巨大的经济损失。

电力变压器故障诊断与状态检修方法发布时间：2021-07-22T10:52:16.177Z 来源：《城镇建设》2021年第3月第8期作者：胡章勇[导读] 变压器作为电力系统中的核心设备，承担着电压变换、电能分配和电力传输的重要任务，其正常运行是保证社会生产稳定可靠供电的基础。

胡章勇国网山东省电力公司鄄城县供电公司，山东菏泽 274600摘要：变压器作为电力系统中的核心设备，承担着电压变换、电能分配和电力传输的重要任务，其正常运行是保证社会生产稳定可靠供电的基础。

现实当中，变压器总是长时间带负荷运行，势必遭受各种来自电网内外的破坏因素冲击，故障与事故不可避免。

加之全国跨区域联网日趋紧密，形成的网络日益庞大，变压器故障如不及时切除或修复，往往会引发链式反应，严重时可能导致大面积停电和电网瘫痪事故。

针对故障检修手段、状态检修思路，研究当前在线监测与诊断技术的主要方法，为变压器故障检修与诊断提供了应对策略。

关键词：电力；变压器；故障诊断；状态检修1 状态维修和维护的意义电力系统正常稳定运行的重要环节之一就是电力变压器。

处在发电、输电、变电、配电和用电5个部分的中间，变压器的工作本质可以看做是一种静止电机。

我们都知道，变压器承担着改变电压高低的重要职责，起到传递能量和功率的作用，是电网中的核心枢纽。

变压器的稳定与否直接关系到电网运行的稳定性。

随着经济的快速发展，国家现代化的建设，电网的规模也日益强大，变压器的负荷也越来越重，检修和维护的问题也更加的重视。

据统计，由于变压器设备导致的电网事故占到所有电网事故中的49%，所以，对变压器维修维护工作的重视是保障电网健康运行，预防用电事故发生的重要举措。

另一方面来说，也是为企业和电力系统带来经济效益。

因为定期的停电维修和维护对企业的经济造成一定影响，虽然是定期维修，有所预示和准备但是就避免不了对企业生产和生活产生影响。

2 电力变压器状态检修技术2.1 基于油液气体分析技术的状态检修法电力变压器运行时，随着部件的相互啮合摩擦，可能会使原先溶解在油质中的水蒸发变成气泡，此时油质中气体的含量及其元素成分都会发生变化，运用油色谱分析方法，可以很清楚的区分出正常运行与故障运行下油液中气体的变化，进入对其健康状态作出评估。

500kV变压器围屏树枝状放电故障分析摘要：主要研究500kV变压器围屏树枝状放电故障，分析了变压器故障的常见类型，并对500kV变压器围屏树枝状放电故障的原理以及发展过程进行了分析。

关键词：变压器；围屏树枝状放电随着国民经济发展，500kV电网得到迅速发展，已成为地区骨干网架。

变压器是变电站的核心设备，变压器故障将会严重影响变电运行，导致区域供电中断，影响群众正常生产生活。

本文重点分析500kV变压器围屏树枝状放电故障的原理和原因，对提高500kV变压器安全稳定运行有重要意义。

一、变压器故障变压器故障类型比较复杂，根据故障部分划分，有内外部故障两种，根据故障形式不同，可以分为绝缘老化、局放、电弧放电、低能量放电等几类，根据故障发生过程，可以分为突发性故障以及慢性发展故障两类。

（一）内部故障1、磁路故障磁路故障是指变压铁芯以及夹件故障，其中铁芯多点接地故障最为常见。

2、绕组故障绕组故障是指线段、纵绝缘以及引线故障，主要有绝缘击穿、断线、绕组/曾建短路和绕组变形等几种。

3、绝缘故障变压器绝缘故障主要有绝缘油以及主绝缘故障两类，包括绝缘油异常、绝缘系统受潮、相间短路、围屏树枝放电等几种。

4、结构件和组间故障主要是指内部装配金件、分接开关、套管、冷却器等结构件和组间故障。

（二）外部故障1、油箱故障变压器油箱焊接连接不良、密封泄露可能会导致绝缘油渗漏。

2、冷却系统故障变压器冷却系统主要有油泵、风扇、控制设备等几部分结构，出现故障会导致冷却系统工作异常，变压器运行温度升高，可能导致零部件烧损甚至导致变压器爆炸事故。

3、附件故障变压器还配套有一系列附件，包括套管、储油柜、测温元器件、净油器、吸湿器等，外部附件故障不及时处理，很可能会快速发展为内部故障。

二、500kV变压器围屏树枝状放电故障（一）故障形成过程1、局放薄弱部位变压器绝缘是绝缘油、绝缘纸、绝缘纸板串联组合绝缘结构，不同结缘介质的介电系数不同，根据变压器的绝缘设计方案，需要合理分配不同绝缘材料厚度，否则将会导致部分绝缘结构承受非常大的电应力。

故障树分析法在变压器运行状态评估中的应用【摘要】本文提出了一种基于故障树分析法的变压器的运行状态评估分析方法。

该方法应用最小割集建立故障树，给出了变压器运行状态可靠性评估的加权计算公式，并结合具体算例对变压器运行状态进行了评估分析，得出计算结果，找出变压器运行的薄弱环节。

【关键词】最小割集；FTA法；变压器1.引言电力变压器是用来改变电压和电流、传输电能的一种静止电器，是电力系统中最重要的电气主设备，是电网安全运行的基础。

随着现代社会工业化程度不断提高，对能源的巨大需求促进电力工业飞速发展，电力设备朝着大容量、超高压的方向发展。

电力网络也是日趋发展为庞大的区域性甚至地区性大电网。

同时随着电力设备容量的增大和电网规模的扩大，电力设备的故障给人们的生产和生活所带来的影响也越来越大，因而对变压器发生故障原因进行研究，能找出变压器的故障特性，给变压器的检修工作提供一定的数据支持和事实依据，同时也能在一定程度上有效降低检修维护工作的复杂程度。

本文提出了一种基于FTA法的变压器的运行状态评估分析方法。

该方法应用最小割集建立故障树，给出了变压器运行状态可靠性评估的计算公式。

2.基本原理2.1 故障树分析法的定义故障树分析法，简称(FTA Fault Tree Analysis)，是一种评价复杂系统可靠性与安全性的分析方法。

故障树分析把系统不希望发生的失效状态作为失效分析的目标，这一目标在故障树分析中定义为“顶事件”。

在分析中要求寻找出导致这一失效发生的所有可能的直接原因和间接原因，这些原因在故障树分析中称之为“中间事件”。

然后再跟踪找出导致每一个中间事件发生的所有可能的原因，顺序渐进，直至追踪到对被分析对象来说是一种基本原因为止。

这种基本原因，故障树分析中定义为“底事件”[2]。

2.2 故障树最小割集的评估方法本文采用最小割集分析法[1]对变压器的运行状态进行定量分析评估。

FTA 法评定故障树就是找出导致顶事件发生的所有可能的故障模式，即求出故障树的所有最小割集。

科学中国人2016年9月探讨故障树分析法在大型电力变压器故障研究中的应用刘艳国网河南西华供电公司摘要：针对故障树分析方法，对故障树分析方法在大型电力变压器故障研究中的具体应用策略进行分析。

先介绍了故障树分析法的相关内容，并对其基本原理、构建故障树的基本内容进行研究；再结合大型电力变压器故障，对故障树分析法的具体应用策略进行分析，以强化相关人员对电力变压器故障的处理能力，为实现电网平稳运行奠定基础。

关键词：故障树分析法；大型电力变压器故障；应用随着我国社会经济进一步发展，典型电力变压器故障逐渐受到人们重视，这就要求相关人员需要加强对大型电力变压器故障问题的分析，寻找变压器故障特性，为实现电网平稳运行奠定基础。

故障树分析法是一种常见的变压器运行状态平复方法，通过深层次分析变压器故障发生的原因与影响，强化相关人员对变压器故障的认识，避免故障问题再次发生。

由此可见，做好故障树分析法在大型电力变电器故障研究中的应用具有实际意义。

1.故障树分析法研究1.1基本原理故障树分析法简称为FTA ，是一种评价复杂系统可靠性、安全性的有效方法。

在具体操作中，故障树分析法将系统不希望发生的失效状态作为分析目标，并围绕该目标在故障树分析中定义为“项事件”，并围绕“项事件”寻找导致这一失效现象发生的直接原因与间接原因，这些原因在故障树分析法中又被称为“中间事件”。

之后，相关人员就可以根据每个中间事件的发生原因，循序渐进的问题本质，直到发现基本原因。

最终避免故障问题发生。

1.2构建故障树故障树是一种表示系统故障因果关系的模型，以系统最不希望发生的故障为“顶事件”，继而寻找出这一故障状态发生的所有可能原因，再通过不断的查找，直到无需分解的原因。

总体而言，故障树一种以逻辑或等符号来表达各事件关系、具有倒树结构的逻辑图。

一般认为，在构建电力变压系统这种复杂系统故障树时，相关人员需要系统、全面的做好资料调研与初步分析，避免因为忽略某些小元件而导致“小故障”发生，最终发展为能影响变压系统稳定性的严重故障。

电力变压器的故障诊断与检修策略发布时间：2021-07-20T10:57:39.077Z 来源：《当代电力文化》2021年3月9期作者：梁宵王金印李佳欣[导读] 国内经济的快速发展，也对电力的供应提出了较高要求，电能俨然已经成为企业生产、人们生活的必备基础资源，电力在促进经济发展、改善民生的作用分量也是逐步提升，对于整个社会的发展所具有至关重要的意义。

梁宵王金印李佳欣长春龙源电力设备有限公司吉林长春 130117 摘要：国内经济的快速发展，也对电力的供应提出了较高要求，电能俨然已经成为企业生产、人们生活的必备基础资源，电力在促进经济发展、改善民生的作用分量也是逐步提升，对于整个社会的发展所具有至关重要的意义。

加强电力统的研究，确保电力系统的顺畅运营具有十分重要的意义。

而变压器作为整个电力传输中具有重要意义，也是电力系统内的重要构成部分，作为整个电力系统高效运行的核心关键环节。

基于此，本文就电力变压器的故障诊断与检修策略进行详细探究。

关键词：电力；变压器；故障诊断；检修策略中图分类号：TM73文献标识码：A 1 引言变压器稳定运行是电网安全运行的基本保障，通过对变压器的异常运行数据、常见故障分析，为电网设备精益运检提供技术支撑，通过故障诊断与检修手段，及时消除电网运行的安全隐患。

2 电力变压器故障成因在日常的运行过程中，变压器可能会出现各种各样的故障，这些故障可能是内部的，也可能是外部的，下面将就变压器出现故障的可能原因进行分析。

（1）操作性故障。

在工作人员的日常操作中，变压器会在低电压一侧的断路器断开的时候进行相关的检查和修复，高压一侧的合闸之后了解到主变压器在这一阶段正常之后才会进行低压侧的断路器合闸。

但低压侧与电流感应器出现了短路，所以差动保护不能够及时进行，两侧的断路保护都不能进行，最后会导致主变压器的损坏[1]。

（2）运行性故障。

运行性故障是指相关的电器元件在运行过程中出现了故障，本文以电流互感器和低压侧短路故障为例。

电力变压器故障检测诊断技术变压器故障的检测技术是准确诊断故障的主要手段，传统检测手段主要包括油中可燃性气体的色谱分析、直流电阻检测、绝缘电阻及吸收比、极化指数检测、绝缘介质损失角正切检测、油质检测、局部放电检测及绝缘耐压试验（包括感应耐压）等；随着技术的进步，又许多新的技术得到了发展应用，如红外测温、绕组变形或低电压下短路阻抗测量、糠醛分析或绝缘纸聚合度的测量、内窥镜直接检测变压器内部状况等。

各种基本检测项目的相应特点和功能如表1所示。

表1变压器故障基本检测项目及特点在变压器故障诊断中应综合各种有效的检测手段和方法，对得到的各种检测结果要进行综合分析和评判。

不可能具有一种包罗万象的检测方法，也不可能存在一种面面俱到的检测仪器直接就能对故障做出有效诊断，只有通过各种有效的途径和利用各种有效的技术手段，同时结合变压器的运行状况、检修状况、外部环境等因素，进行相互补充、验证和综合分析判断，才能取得较好的诊断效果。

1．电力变压器故障油中气体色谱检测技术目前，在变压器故障诊断中，单靠电气试验方法往往很难发现某些局部故障和发热缺陷，而通过变压器油中气体的色谱分析这种化学检测的方法，对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而有效，这已为大量故障诊断的实践所证明。

油色谱分析的原理是基于任何一种特定的烃类气体的产生速率随温度而变化，在特定温度下，往往有某一种气体的产气率会出现最大值；随着温度升高，产气率最大的气体依次为甲烷、乙烷、乙烯、乙炔。

这也证明在故障温度与溶解气体含量之间存在着对应的关系。

而局部过热、电晕和电弧是导致油浸纸绝缘中产生故障特征气体的主要原因。

变压器在正常运行状态下，由于油和固体绝缘会逐渐老化、变质，分解出极少量的气体（主要包括氢、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳等多种气体）。

当变压器内部发生过热性故障、放电性故障或内部绝缘受潮时，这些气体的含量会迅速增加。

故障类型：油过热：主要增大的――CH4、C2H4 次要增大的――H2、C2H6油纸过热:主要增大的――CH4、C2H4、CO、CO2 次要增大的――H2、C2H6油纸中局放:主要增大的――H2、CH4、C2H2、CO 次要增大的――C2H6、CO2油中火花放电：主要增大的――C2H2、H2油中电弧：主要增大的――H2、C2H2 次要增大的――CH4、C2H4、C2H6油纸中电弧:主要增大的――H2、C2H2、CO、CO2 次要增大的――CH4、C2H4、C2H6、受潮或油有气泡：主要增大的――H2油中气体的各种成分含量的多少和故障的性质及程度直接有关。