变压器内部绝缘故障的分析（大全五篇）

第一篇：变压器内部绝缘故障的分析

变压器内部绝缘故障的分析

电力变压器运行中发生的故障率是评价变压器运行的重要指标！

在各电压等级上运行的为数众多的油浸式电力变压器或因技术、制造工艺水平、制造质量，或因运行时间较长等等诸多原因，引起变压器在运行中出现内部绝缘故障的情况时有发生。对变压器制造厂家来说，理应提供长期可靠运行的产品。近年来，对变压器可靠性要求已经有了很大变化，除要求可靠性和寿命长之外，还有适应环境要求，尽可能的符合环保的要求，以及节能、提高效率等。

变压器在运行中发生的重大故障，根据统计结果表明，几乎绝大部分都是由于绝缘缺陷、热或变压器出口处短路电动力等原因所引起的。变压器内部绝缘故障类型大体上可分为：绝缘中的故障和线圈中的故障两类。下面对这两类故障加以简要的分析：

一． 绝缘中的故障

在变压器绝缘结构中，通常是把不同的介电系数的绝缘相串联，如线圈间采用油——隔板绝缘结构，由于变压器油与绝缘纸板的介电系数不同，当对其施加电压时，则其中的场强按介电系数成反比分配，因此，线圈间除应以等电场强度原则分配和调整油隙之外，并应合理地确定隔板的厚度，从而使场强控制在许用值之内。否则，可因局部放电而导致绝缘损坏。

对某些变压器，特别是中小型变压器由于呼吸作用使水分和潮气进入变压器油中。这样就大大降低了油的耐电强度，从而可能引起线圈对油箱或铁芯构件的击穿。

变压器长时间过载可引起变压器油的老化，油温过高会加速油泥、水分及酸的生成。

导线的圆角小或绝缘结构中有“油楔”时，则该部位的电场强度高。由此可能产生局部放电。

绝缘纸板卷制的绝缘筒、绝缘成型件等绝缘件，在制造过程中，有时因其表面存有污秽，导致沿面放电，从而使绝缘材料失效。绝缘件吸附气体常可导致气体电离，介质产生过热，甚至引起绝缘击穿。

一次线圈与二次线圈间放置静电屏时，由于焊接和绝缘不当而引起事故，如静电屏边缘处的电场集中，因而使绝缘局部负担过重。所以，虽然从高压线圈到地屏只有一点击穿也常会导致该铁芯柱上的线圈损坏。

由于制造工艺上的粗心大意，在线圈表面及器身上可能遗留下金属屑末及污秽物等，这对沿面放电将产生很大影响。

当变压器相间绝缘距离没有足够的裕度，则可能产生相间短路。此种短路故障有可能由于相间加入绝缘隔板而改变了变压器内部的电场分布，从而引起油隙及隔板的场强过高。

如果采用木制的线圈引线支架及导线夹未经充分干燥及浸油，则水分的存在将产生桥络而导致分接引线的击穿。

随变压器运行时间的增长，油箱内的油面可能下降。若不能保证油面处于规定位置，则变压器可能因冷却油的循环受到限制而产生过热。对于管式油箱变压器，当油面降至冷却油管上管口之下时，就更容易发生这种情况。

变压器油中悬浮的导电粒子，由于它们在具有电位差的裸导体之间形成小桥而引起暂时的击穿，如油中终端引线之间及终端引线对油箱或铁芯结构的闪络等。

应该指出，变压器绝缘中的局部放电多生于高压引线处，几乎不发生于匝间或饼间，但局部放电量的大小与变压器绝缘寿命间可以认为无明确对应关系，而且局部放电的分散性也较大，测量准确度不高，这样追求更高的准确度也无实际意义。

在变压器绝缘结构上、工艺上采取措施，降低局部放电量，对于改善绝缘寿命是有意义的。二． 线圈中的故障

变压器线圈是变压器的重要组成部分，或形象地称为变压器的心脏，也是变压器运行中发生故障较多的部分。变压器的故障主要是绝缘强度、机械强度和热的原因造成的。根据统计结果表明，线圈匝间短路事故占变压器事故率的70%~80%。因此，分析线圈中的故障具有重要的意义。

变压器线圈在绕制、加压干燥、套装等工艺过程中，由于导线质量、换位、弯折引出线，焊头等处理不当，常会造成线圈短路故障。

当线圈绕制导线的圆角半径较小，则在变压器负荷运行时产生振动。或当变压器因短路以及变压器投入网络而遭受重复的电磁力冲击时，导线的陡棱可能逐渐切断绝缘而导致相邻线匝短路，此种现象多发生于变压器的高压线圈中。

当变压器线圈受到严重的外部短路，特别是发生三相短路情况时，在短路电流瞬时峰值作用下，即使不立即发生绝缘击穿，也可能因线圈的残余变形而造成严重的故障隐患。当线圈遭受短路电流冲击次数越多，承受短路电流峰值概率就越多，越有可

能导致线圈变形，出现恶性循环，导致线圈位移及其压紧装置的损坏。当然线圈某一线段的一匝或多匝导线可能发生错位，由此可能造成匝间短路。线匝产生错位后并不一定就发生击穿现象。但变压器在负载运行期间，由于电磁力的作用而产生振动，因此，当变压器反复遭受严重的电磁力冲击时，相邻错位线匝的绝缘由于摩擦可能导致击穿现象。

对于扁导线包扎绝缘纸可能达不到要求的紧度，因此产生隆起现象，导线绝缘越厚越明显，使导线形状发生变化。实际上有可能呈圆形。这样在绕制线圈过程中判断导线是否弯曲造成一定困难。但这种弯曲有时要引起匝间短路，在线圈的某些位置，相邻导线是端面靠端面。此时，当这样一些线匝绝缘受到摩擦，就可能引起击穿。导线的圆角半径较小，这种现象越严重。

目前，大型电力变压器中常设有可调节的线圈压紧装置，供变压器运行中绝缘产生收缩及时调节对线圈的压力。线圈的压紧程度应该由制造厂在器身绝缘装配时细心地加以调整，以便对线圈施加合理的压力，当然，控制各线圈的高度相同是基本条件。否则某些导线可能产生错位，因此就可能发生匝间短路。

如果线圈绝缘中渗入水分，那么迟早要发生匝间短路，尤其是线圈浸渍处理不当，由此而产生的击穿将会重新发生并更加危险。

在变压器干燥处理过程中，由于过分缩短了处理时间，如变压器线圈的绝缘电阻仍较低时，施加正常电压或试验电压后，则由于水蒸汽的存在，匝尖绝缘可能被击穿。

如果变压器在不同程度上遭受迅速的负载波动，则线圈导线的膨胀和收缩将使匝间绝缘上所承受的机械作用力交替地增大和减小。大多数绝缘的机械强度均随机械压力的增加而降低，所以当变压器遭受电或磁的冲击时，其线圈极易发生损伤。

对于独立线圈，尤其是高压连续式线圈，它们的幅向尺寸与轴向尺寸的比值过大，因此，在线圈的内側将产生过热点，使导线绝缘脆化，引起匝间短路。若幅向油道尺寸过小，则这种危险性就更大。

对于纠结式线圈，由于匝间、段间单位差较大，纠结线需要进行焊接，故焊点较多，这些均可能造成绝缘弱点和过热的原因。

在低压线圈采用螺旋式多根并联导线中，并联导线常采用矩形且窄边垂直于漏磁通，而宽边与漏磁通平行，若其比值不合理，则导线中将流经较大的涡流；对多根并联线匝，虽然同匝各股导线相邻处电位相同，若忽视股间绝缘，由于内外层每根导线

电压不同，若股间绝缘破坏将引起循环电流，这样在线圈中可产生过热点。在线圈绕制过程中，进行导线换位，从而使每根导线在漏磁场中处于相同的位置，否则，由于每根并联导线承担的负载不均，因而某些导线产生过热，加速绝缘老化，造成变压器线圈匝间短路。

如果变压器线圈接头焊接质量不佳，则当变压器在负载时，可能由此使线圈产生过热，导致变压器油的局部炭化。接头处产生的热量可传导到线圈的一段导线上，并可使导线绝缘局部炭化，最终导致匝间短路。这样的接头迟早要断开而造成线圈断路。

当变压器发生外部短路时，由于电磁不平衡，可能引起线圈导线严重错位。因为一次及二次线圈为同心式，所以它们的安匝可能不平衡，因此除产生幅向力外，还产生作用于线圈上的轴向力。特别是对于低阻抗的变压器，该轴向力常引起端部线段变形，当线圈具有分接头时，要想在每一分接下维持安匝平衡是有困难的，因此有时安匝不平衡是不可避免的。

匝间短路、线圈对地短路可能由以下原因引起的：

1． 当雷电波侵入变压器时，线圈端部线段的梯度电压增大。由于在变压器与线路之间的过渡点处冲击阻抗有变化，因此产生电压和电流波的反射，结果在变压器线圈中引起高电压，使靠近线路端的若干线段受害最重。由于在线圈的其它部分可能继续产生高电压，所以亦可能发生击穿。

2． 由冲击波引起的过电压可能在以下各点增强：如开口分接处；线圈中冲击阻抗产生变化的任意点，例如加强绝缘导线的末端；串联线圈的联线及中性点。为了尽可能地避免匝间短路，对以上区域应加强绝缘。

3． 当把变压器的二次线圈开路，一次线圈切除，变压器的励磁电流，随着是铁芯中磁通趋于迅速消失。但有时确实衰减很快，其衰减速率与周期变化率相比要大得多，结果有时在变压器中产生高压升高。

已经证明，迅速冷却遮断电弧会增强这种效应，尤其是在最后的半周更是如此。

严重的过载可在变压器中引起高温，造成线圈绝缘变脆，同时可能产生导线绝缘脱落因而导致匝间短路。变压器油中产生的油泥将沉积在箱底、线圈及铁芯构件上。沉积物对变压器线圈及铁芯产生覆盖作用，影响散热，而且使过热越来越严重。

由以上分析可知，变压器发生的故障大部分是与制造质量有关，当然有的也和运行维护相联系，其中主要是匝间短路和过热以及短路电动力等原因造成的。因此，在变压器运行中应加强维护工作，如对变压器油的定期分析、限制变压器的过热等，从而延缓变压器的使用寿命。

第二篇：变压器绝缘老化分析

分析电力变压器绝缘老化及其诊断技术的应用

1、变压器绝缘老化的危害及重要性

目前，我国电网中，有较多的大型变压器运行年限已接近或超期，出于成本等因素的考虑，这些变压器仍在继续超期运行，因而所面临的一个共同问题是，随着绝缘老化程度的加深，绝缘机械强度下降，将导致变压器抵抗短路大电流冲击的能力大大降低，从而降低变压器的运行可靠性。绝缘老化，使变压器逐渐丧失原有的机械性能和绝缘性能，运行中产生的电磁振动和电动力，也容易使变压器损坏；绝缘强度降低易产生局部放电、绝缘的工频及冲击击穿强度降低，造成变压器的击穿损坏。据有关维修部门对各种变压器绝缘故障的剖析和统计研究得知，影响变压器运行状态和寿命的失效故障现象90％以上属于绝缘老化问题，在这种形势下，科学的运行监督能提高变压器安全运行水平，提前发现缺陷，对延长变压器运行寿命周期，提高经济运行效益有十分重要的意义。因此，必须重视变压器绝缘老化问题。

2、绝缘老化机理

2．1、绝缘老化：

电力变压器大多使用A级绝缘。绝缘材料有一定的机械强度和电气强度，机械强度是指绝缘承受机械荷载(张力、压力、弯曲等)的本领；电气强度(或称绝缘强度)是指绝缘抵抗电击穿的本领。变压器在长期运行中，由于受到大气条件和其他物理化学作用的影响，其绝缘材料的机械和电气强度逐渐衰退的现象，称为绝缘老化。当绝缘完全失去弹性，即机械强度完全丧失时，只要没有机械损伤，仍有相当高的电气强度。但失去弹性的绝缘，已变得干燥、易脆裂，容易因振动和电动力的作用而损坏。因此，绝缘老化程度不能只按电气强度来判断，必须考虑机械强度的降低程度，而且主要由机 械强度的降低程度来确定。2．

2、等值老化原则：

变压器运行时，如果维持绕组热点温度为98。C，可以获得正常预期寿命。但是，实际上绕组热点温度受到气温θ0和负荷K波动的影响，变动范围大，即绕组热点温度是一个随时间变化的量θht,为此，在一定时间间隔T内，如果部分时间内绕组热点温度低于98℃，而另一部分时间内允许绕组热点温度高于98℃，只要变压器在高于98℃时多损耗的寿命得到低于98℃时少损耗的寿命的完全补偿，则变压器的预期寿命可以和维持绕组热点温度为98℃时等值，此即等值老化原则。换言之，等值老化原则就是：使变压器在一定时间间隔T内，绝缘老化或损耗的寿命与维持绕组热点温度为98℃时等值。根据老化率概念，当θht随时间变化时： VT0ephtdtTe98p1TToep(ht98)dt

显然，如果V>1，变压器的老化大于正常老化，预期寿命缩短；如果V<1，变压器的老化小于正常老化，变压器的负荷能力未得到充分利用。因此，在一定时间间隔内，维持变压器的老化率V接近于1，是制订变压器负荷能力的主要依据。

3、影响变压器绝缘老化的因素

影响电力变压器绝缘老化的因素很多，主要有磁场、电场以及自然力等三个方面。3．

1、磁场的影响：

变压器的磁场分为主磁通的磁场和漏磁通的磁场，主磁通的磁场主要用来传递电能，漏磁通的磁场比较复杂，主要产生如下三个效应： 1)、损耗效应：

变压器各绕组的导体处于漏磁场中，将在导体中产生涡流，并由此引起涡流损耗。涡流损耗的大小主要取决于导体的几何尺寸和漏磁场的大小与分布，垂直于漏磁场方向的各层导体中的涡流损耗是不同的。漏磁通在绕组及铁芯中感应涡流，不能传递能量，只能产生压降和热量，使变压器温度升高。平均意义上说，漏磁场不大，但是由于变压器介质分布不均匀，而且在实际运行中的变压器经常受到外界因素的影响，使其漏磁场分布不均匀，这是导致变压器局部过热的原因之一。此外，漏磁场在变压器的金属结构附件中产生杂散损耗。在绕组轴向的漏磁通可以在绕组压板、压钉和铁轭以及夹件中感应出涡流，引起损耗。变压器内部引线的电磁场会在其附近的金属件中引起涡流损耗。所有这些损耗即铁损都可能引起变压器绝缘的老化或损坏，成为运行故障的根源。变压器的漏磁场强度都随变压器容量的变化而变化，容量越大，漏磁场强度就越大。单台额定容量为150 MVA以下的变压器的漏磁强度与额定容量的关系可用公式(1)计算：

HIN常数4p l容量在150 MVA以上时，可用公式(2)计算：

HIN常数4p l其中P是变压器的容量，N为绕组匝数，J为绕组电流，Z为漏磁场的有效长度。可见，变压器的容量不同，漏磁场强度就不同，造成的损耗也不同。2)、机械力效应：

大型变压器在线圈漏磁场作用下，将在绕组导线上产生电磁力及动态机械力，这两个力的作用将会使变压器的绕组及其紧固件发生形变或位移，容易造成变压器的绝缘破坏，产生局部放电。3)、热效应：

变压器运行时，绕组、铁芯以及其它构件中产生的损耗几乎全部转化为热能。这些热能使变压器的温度升高达到一定温度时就会造成变压器的绝缘破坏。变压器的极限温度主要取决于绕组绝缘材料的耐热性能。油浸式变压器绕组间的绝缘材料，一般采用电缆纸或其他纸质材料，属A级绝缘，耐热温度为105℃。干式变压器常采用玻璃纤维绝缘材料，属B级绝缘，耐热温度为130℃。如果绝缘材料的温度超过其极限温度(亦即变压器的极限温度)，则变压器的寿命便会急剧缩短，甚至会烧毁。在变压器的运行中，其绕组的中部偏上部位有一个最热区，所以变压器的上层油温高于中下层。试验表明，油浸式绕组最热点年平均温度若不大于98℃，变压器的运行年限可为20～25 年，绕组最热点的温度一般比平均温度高13℃，所以绕组在额定负载下的年平均温度定为85℃，变压器油的平均温度大于98℃以后，绝缘性能就会显著恶化。

3．2、电场的影响

电场作用对变压器的绝缘有着较大的影响。电场分布不均匀容易造成变压器的绝缘击穿，发生局部放电，这是变压器损坏的主要原因之一。例如变压器出口突然发生三相短路，大电流产生的电动力将引发变压器绝缘移位，线圈变形，电场分布不均匀，最终导致变压器的绝缘损坏，使变压器的寿命缩短。

引起变压器电场不均匀的原因主要有：

1)、工频过电压引起变压器主绝缘电场分布不均匀造成局部放电。

2)、雷电冲击过电压引起的纵绝缘电场强度过大造成纵绝缘的破坏。

3)、操作波过电压和特快速瞬时过电压引起的纵绝缘击穿。3．

3、外界自然力的影响

热力、化学力、风、雨、雪、冰雹以及地震等自然力和自然灾害对变压器的寿命都有着较大的影响。这些因素往往是不可预测的，对变压器的影响也是偶然的，没有规律的，如地震发生的时间、强度以及对变压器等设备的作用都是不确定的，地震可以使浮放的变压器发生移位、扭转、掉台等，造成变压器顶端高低压绝缘瓷套管被破坏。对于固定良好的变压器，可造成变压器顶部绝缘瓷套管根部裂损或断裂，这就需要从变压器自身及其安装的角度进行研究，加强其防震能力。对其它外力的影响也需要在不断认识规律、积累经验的基础上进行研究并加以防范。

4、变压器绝缘老化的预防：

变压器绝缘老化的预防主要是从两个方面入手。4.1、一方面主要是防止或减少不良的外界因素的影响，作好变压器的日常维护，保证变压器正常运行，同时，在使用上，每一个环节都按规范进行，减少人为故障，据统计，变压器运行维护不良造成的事故约占变压器故障总数的一半。要解决维护不良问题：

1)、要保证变压器不要过负荷运行，运行温度不能超过绝缘材料允许的最高温度。

2)、要防止变压器出口发生突发性短路，尤其要防止外界偶然因素和环境因素造成的突发性短路。

3)、加强变压器的在线诊断，对其故障进行提前预测，如经常进行局部放电测量、油温及线圈温度测量，绝缘油的色谱分析，油中微水分析，对特征气体、游离气体以及总烃的检测。检测可按国家标准分别在投运前、投运时、运行中和特殊情况下进行。

4)、改进避雷措施和散热方式等。

4.2、另一方面主要是从变压器的开发、研究以及设计人手，在结构上保证变压器设计的精确和完善。主要方法有： 1)、在绕组端部施加端圈、角环等改善变压器内部电场的分布。

2)、采用饼式纠结式绕组。3)、采用内屏蔽插入电容。4)、采用优质的绝缘材料。

5)、对变压器的设计采用三维模型进行精确的数值计算，优化变压器的绝缘裕度。

这些方法都可以减少绝缘老化故障发生的可能性。这需要从物理的、化学的过程进行分析，深入研究其内在规律，掌握老化故障的原因及故障与产品的使用条件之间的内在联系，从根本上预防老化故障的发生或降低故障的发生率。老化故障的预防还可以通过在实验室进行试验的方法进行电气分析和检测，并通过搜集分析各项电气试验的数据，如对绕组的直流电阻、变比、空载电流、空载损耗、局部放电、铁芯的绝缘电阻以及接地电流等项目的分析综合，找出参数的变化，及时作出故障的事先判断。总之，变压器的绝缘老化故障是变压器的主要故障之一，直接影响变压器的寿命，必须从多方面人手，及早的给予预防，才能延长变压器的实际寿命，减少电力系统的经济损失。

5、电力变压器绝缘老化的现场诊断技术

现场诊断是确定变压器绝缘强度的手段。现场诊断和趋势分析的结合是最重要的检测手段，能及时检测变压器的过热、局部放电、电介质劣化、线圈位移等。有下列检测项目： a、局部放电测量。

当变压器有异常或油色谱中出现C2H2时，应对变压器进行现场局部放电测量。超声波局放仪能对发生局部放电部位进行 定位。

b、油温及线圈温度的定期测量。

能发现变压器是否过载或局部过热，从而进行更细致的诊断。c、油的色谱分析。

变压器绝缘老化主要有变压器油和纤维素绝缘材料两方面的老化。变压器油老化主要是氧化反应，铜为催化剂。油中的氧在水分、温度作用下使老化加速，生成醇、醛、酮等氧化物及酸性化合物，最终析出油泥。油氧化反应形成少量的CO和C02，随着运行中气体的积累，CO和CO2将成为油中气体的主要成分。随着运行年数的增加，绝缘材料老化，使CO和C02的含量逐渐增加。由于CO2较容易溶解于油中，而CO在油中的溶解度小、易逸散，因此CO2/CO一般是随着运行年限的增加而逐渐变大。当CO2／CO大于7时，认为绝缘可能老化，也可能是大面积低温过热故障引起的非正常老化,据此初步判断有绝缘老化的可能性。d、油中糠醛含量测量。

变压器油中的糠醛含量随运行时间的增加而增加，但不同变压器除了制造上的固有差异外，还因运行中环境温度、负载率等不同，造成在相同运行时间内糠醛含量的分散性；另外变压器油纸比例不同，测试结果用单位体积油中糠醛的毫克量表示，使相同老化状况的不同设备的测试结果出现不同；变压器油处理也是影响糠醛含量的重要因素。变压器油中按 糠醛含量数据进行比较，可判断变压器存在绝缘老化。e、测量绝缘纸的聚合度。

测量变压器绝缘纸的聚合度(指绝缘纸分子包含纤维素分子的数目)是确定变压器老化程度的一种比较可靠的手段。纸聚合度的大小直接反映了纸的老化程度，新的油侵纸(板)的聚合度值约为1000，当受到温度、水分、氧化等作用后，纤维素降解(是指绝缘材料裂解产生杂质，使绝缘老化)，大分子发生断裂，使纤维素长度缩短，也即D-葡萄糖的单体个数减少至数百，而纸的聚合度正是代表了纤维素分子中D-葡萄糖的单体个数。根据资料介绍和国内老旧变压器的测试情 况，认为聚合度下降到250左右时，绝缘纸的机械强度就已经下降到50％以上。运行中的变压器绝缘纸的机械强度，由于对试样尺寸要求较高，不如测聚合度取样容易。实际上，变压器绝缘纸老化的后果除致使其电气强度有所下降外，更主要的是机械强度的丧失，在机械力的冲击下，就可能造成损坏而导致电气击穿等严重后果。因此，当聚合度值下降至250后，并不意味着会立即发生绝缘事故，所以《规程》提出，当聚合度小于250时，应引起注意。但从提高设备 运行可靠性角度考虑，应避免短路冲击、严重的震荡等因素，同时应着手安排备品，便于将绝缘已严重老化的变压器能较早地退出运行。应当指出，虽然聚合度是最能表征绝缘老化的指标，是非常准确、可靠、有效的判据。但是，这项试验要求变压器停运、吊罩以取得纸样，这对正在运行的变压器无法进行这项测试，这种应用受到较大的限制。综上所述，变压器运行后，经过长期的热效应积累，绕组绝缘受热膨胀，致使原本统包绝缘窄油道变得更窄，冷却油流速慢，不能充分带走绕组的热量。绕组绝缘纸受热后逐渐老化，析出各种有机气体和糠醛，经论证，变压器存在非正常绝缘老化现象。变压器油中溶解气体分析对监测变压器各种故障有着重要的作用；同时，油中糠醛含量及绝缘纸聚合度测试是对变压器老化诊断的重要手段。1996年到2007年，每年对变压器进行油中气体含量的测试和糠醛试验，有效地监视了变压器运行状态和主绝缘老化程度。在色谱试验和糠醛试验跟踪十年后，为保证电力设备的顺利进行，该变压器退出运行，更换了一台新变压器，从而彻底消除了设备隐患，确保了电网发供电的安全生产。

6、总结：

变压器的绝缘故障是变压器的主要故障之一，直接影响变压器的寿命，必须从多方面人手，及早的给予预防，才能延长变压器的实际寿命，减少电力系统的经济损失。

第三篇：变压器的故障分析

声音异常

变压器在正常运行时，会发出连续均匀的“嗡嗡”声。如果产生的声音不均匀或有其他特殊的响声，就应视为变压器运行不正常，并可根据声音的不同查找出故障，进行及时处理。主要有以下几方面故障

电网发生过电压。电网发生单相接地或电磁共振时，变压器声音比平常尖锐。出现这种情况时，可结合电压表计的指示进行综合判断

变压器过载运行。负荷变化大，又因谐波作用，变压器内瞬间发生“哇哇”声或“咯咯”的间歇声，监视测量仪表指针发生摆动，且音调高、音量大

变压器夹件或螺丝钉松动。声音比平常大且有明显的杂音，但电流、电压又无明显异常时，则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺丝钉松动，导致硅钢片振动增大

变压器局部放电。若变压器的跌落式熔断器或分接开关接触不良时，有“吱吱”的放电声；若变压器的变压套管脏污，表面釉质脱落或有裂纹存在，可听到“嘶嘶”声；若变压器内部局部放电或电接不良，则会发出“吱吱”或“噼啪”声，而这种声音会随离故障的远近而变化，这时，应对变压器马上进行停用检测

变压器绕组发生短路。声音中夹杂着水沸腾声，且温度急剧变化，油位升高，则应判断为变压器绕组发生短路故障，严重时会有巨大轰鸣声，随后可能起火。这时，应立即停用变压器进行检查

变压器外壳闪络放电。当变压器绕组高压引起出线相互间或它们对外壳闪络放电时，会出现此声。这时，应对变压器进行停用检查。

气味，颜色异常

防爆管防爆膜破裂：防爆管防爆膜破裂会引起水和潮气进入变压器内，导致绝缘油乳化及变压器的绝缘强度降低

套管闪络放电，套管闪络放电会造成发热导致老化，绝缘受损甚至此起爆炸

引线（接线头）、线卡处过热引起异常；套管接线端部紧固部分松动或引线头线鼻子滑牙等，接触面发生氧化严重，使接触过热，颜色变暗失去光泽，表面镀层也遭破坏

套管污损引起异常；套管污损产生电晕、闪络会发生臭氧味，冷却风扇，油泵烧毁会发出烧焦气味

另外，吸潮过度、垫圈损坏、进入油室的水量太多等原因会造成吸湿剂变色。

油温异常

发现在正常条件下，油温比平时高出10摄氏度以上或负载不变而温度不断上升（在冷却装置运行正常的情况下），则可判断为变压器内部出现异常。主要为

内部故障引起温度异常。其内部故障，如绕组砸间或层间短路，线圈对围屏放电、内部引线接头发热、铁芯多点接地使涡流增大过热，零序不平衡电流等漏磁通过与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器温度异常。发生这些情况时，还将伴随着瓦斯或差动保护动作。故障严重时，还有可能使防爆管或压力释放阀喷油，这时应立即将变压器停用检修

冷却器运行不正常所引起的温度异常。冷却器运行不正常或发生故障，如潜油泵停运、风扇损坏、散热器管道积垢、冷却效果不佳、散热器阀门没有打开、温度计指示失灵等诸多因素引起温度升高，应对冷却器系统进行维护和冲洗，以提高其冷却效果。

油位异常 变压器在运行过程中油位异常和渗漏油现象比较普遍，应不定期地进行巡视和检查，其中主要表现有以下两方面

1、假油位：油标管堵塞；油枕吸管器堵塞；防爆管道气孔堵塞

2、油面低：变压器严重漏油；工作人员因工作需要放油后未能及时补充；气温过低且油量不足，或是油枕容量偏小未能满足运行的需求。

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第四篇：常见配电变压器故障分析

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配电变压器是配电网中的主要设备，也是工农业、居民用电中供给动力的主要设备。一旦发生故障，将影响工农业生产和人民的正常生活，给企业带来经济损失。为了减少配电变压器故障发生的概率、提高配变供电可靠性，本文通过对电力系统中配电变压器常见的故障类型及故障原因进行分析，并提出相应的防范措施，给配电运行人员提供参考，以减少配电变压器的故障。

随着经济的飞速发展，电力需求旺盛，配电变压器在电力系统及生产生活中占据着至关重要的地位。虽然经过多年配网改造，配电变压器高低压都配套预防故障的保护装置，使配电变压器损坏发生率由原来每年占总配电变压器台数的30%～40%，下降到目前每年的3%～5%左右，但由于雷击、高温过负荷等原因，故障发生的数量还相当大。配电变压器的故障逐渐成为配网的主要故障。损坏的配电变压器不仅增加了管理费用的压力，还影响了农民生活、生产的正常用电，成为最困扰基层管理单位供电管理的实际问题。需要通过认真总结和分析配电变压器故障的类型和原因，采取正确的预防措施，为配电变压器的运行管理提供借鉴和参考。配电变压器常见故障类型

配电变压器常见故障主要有温度异常、声音异常、三相不平衡、高压保险丝熔断故障、雷击损坏、漏油等。故障原因分析

2.1 温度异常

产生此类故障的原因多为变压器绕组故障，配变在制造或检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷；在运行中因散热不良或长期过载，绕组内有杂物落入，使温度过高。

2.2 声音异常

变压器正常运行时，由于交变磁通经过铁芯产生电磁力，铁芯发出均匀的“嗡嗡”声。当变压器发出“噼啪”的爆裂声时，可能是绕组或铁芯的绝缘被击穿，或者引线等带电导体与油箱或铁芯距离过小发生放电；变压器匝间短路，不但会发出放电声音，且故障点局部严重发热使油沸腾汽化，会发出“咕噜咕噜”的沸水声。

2.3 三相电压不平衡

造成配变三相电压不平衡的原因可能是因为工作人员不合理分配三相负荷；居民私拉乱接等均能造成三相负荷不平衡，从而引起当负荷轻的相电压升高，负荷重的相电压降低，电流升高，最终导致变压器匝间短路，烧坏变压器。

2.4 高压保险丝熔断故障

造成此类故障的原因一是随着社会经济的不断发展，用电量增加迅速，原有变压器容量

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小，造成变压器过载运行；或者是季节气候原因造成用电高峰，使变压器过载运行。由此产生过高的温度则会导致绝缘老化，纸强度降低，导致绝缘破损，进而发生故障。

2.5 雷击损坏

按配网运行规程要求，配电变压器必须在高、低压侧安装合格的避雷器，且接地良好，防止雷击过电压危害变压器高低压线圈及套管，避雷器的防雷接地引下线、变压器的金属外壳和变压器低压侧中性点，应连接在一起，然后再与接地装置相连接，接地电阻应不大于4欧。但实际运行中有许多变压器的接地引下线被盗割和破坏；或由于维护不当造成锈蚀严重接地电阻增大，甚至锈断等都将起不到引雷作用，造成配变雷击故障。

2.6 漏油

变压器漏油主要是变压器经长期运行，各连接处的密封胶垫老化、龟裂，造成渗油，使绝缘油吸潮，导致绝缘性能下降。或者由于密封垫本身的产品质量不过关；焊接质量不良；安装工艺和安装操作不规范；铸件有砂眼以及设备结构不合理和制造问题等等。常见配电变压器故障的预防

针对以上配电变压器常见故障的原因分析可以发现，有相当一部分变压器故障是完全可以避免的。本文总结几点变压器故障的预防措施。

（1）根据用电负荷选择合适的变压器容量。既要避免因选择过小造成配电变压器烧坏；又要防止容量过大，造成浪费。

（2）变压器安装避免供电半径过大，防止末端用户电压过低，避开易爆易燃、污染严重及地势低洼的地方；高压进线及低压出线便于施工、维护。

（3）加强投运前检查。在变压器投入运行前，一般应做下列各项检查工作：①检查试验合格证，不合格不允许使用；②检查油箱油阀是否完整，有无渗油情况；③检查油位是否达到指示范围、无油枕的变压器油应高于分接头25mm，超过散热管的上管口；④检查分接头调压板是否松动，分接头的选定合适；⑤检查外观是否整洁，套管有无污垢，破裂、松动，各部螺丝是否完整无缺；⑥检查高压熔丝配备是否合理。

（4）做好运行维护工作。①要定期检查三相电压是否平衡，变压器的油位、温度、油色是否正常，有无渗漏，呼吸器内干燥剂的颜色是否变化。②定期清理变压器上的污垢，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、断裂现象，定期摇测接地电阻，并加装绝缘护套避免异物落至套管上造成变压器相间短路。③定期进行测温，油浸式自冷变压器上层油温不宜经常超过85℃，最高不超过95℃，不得长期过负荷运行。④合理选择变压器的高低压熔丝。一般情况下变压器的高压侧熔丝选择在1.2-1.5倍高压额定电流，低压侧按额定电流选用，即使发生低压短路故障，熔丝也能对变压器起到应有的保护作用。⑤避免三相负载的不平衡。变压器三相负载不平衡运行，将造成三相电压不平衡。对三相负载不平衡的变压器，应视最大电流的负荷，若在最大负荷期间测得的三相最大不平衡电流或中性线

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电流超过额定电流的25%时，应将负荷重新分配。结语

导致配电变压器故障发生的原因是多种多样的，通过对变压器的常见故障分析，采取合理的解决措施和预防手段，可以将变压器故障产生的损失降至最低，确保配电线路的安全可靠运行。

第五篇：机电——变压器故障分析范文

变压器故障的统计分析及预防方法

摘要：

随着经济科技发展，当前世界上对于电能的需求与日俱增。保证不间断的为生活、生产、国防、军事、航天、通信供电已成为建设生产的重中之重。要连续不间断的供给用户高质量的电能，就要在发电，输电，分电，用电各个环节中有坚强的技术保障。而在这一系列的过程中，变压器始终起着很重要的作用。所以要保证变压器的故障尽可能的小。

通过近十几年对变压器故障的统计和维修经验，对引起变压器故障的原因进行讨论。给变压器的操作、维护、检查提出建议性的结论。涉及到：延长其使用寿命的维护方法，故障的起因、类型、频率等。关键词：变压器 故障统计 分析 预防

变压器故障不仅损坏当时运行的变压器，而且影响电力系统的正常运行，甚至损坏其它设备，引起火灾等严重事故。因此如何确保变压器的安全运行受到了世界各国的广泛关注。

在我国近现代话电力技术的展中，电力工业的安全运行是一个永久的重要主题。本文从介绍变压器故障的统计结论，为国内进一步的智能电网的建设提供参考及可借鉴的科学统计方法，以达到为电力部门，为国家服务的目的。

一、有关故障统计的结果

不同的部门有不同的变压器，故障不同。为了便于分析可将变压器分成以下类型：水泥与采矿业变电变压器；化工、石油与天然气业变压器；电力部门变压器，食品加工业变压器；医疗业变压器；制造业变压器；冶金工业变压器；印刷业业变压器；商业建筑业变压器；纸浆与造纸业业变压器。

经过长期监测统计得知，要同时考虑频率和程度时，电力部门变压器故障的风险是最高的，冶金工业变压器的故障及制造业变压器故障分别列在第二和第三位。

按照厂家给出的参数看，一般来说在“理想状态下”各种变压器的平均使用时间为30～40年。但是在实际中并非如此。时有故障发生的变压器平均寿命为10~15年，以X轴代表时间，以Y轴代表故障情况通常有盆形曲线显示使用初期寿命结果，用递减波形曲线显示后期衰老曲线。这些曲线所能给出的意义在于在以后的使用过程中确定对变压器进行周期检查维修的时间和深度。

应该指出的是电力工业中的变压器，他的使用寿命在关系到很多部门的设备的安全和正常使用。我国在改革开放后经历了一个工业飞速发展的阶段，而且现在还正在处于一个转型的阶段，这期间带来了基础工业快速发展，特别是电力工业大规模的扩大。这些自70年代到90年代安装的电力设备，按照它设计与运行的状况，到现在为止大部分都已到了老化更换的阶段。有关部门应对于这些时间已安装的变压器给予特别的关注。

二、变压器故障原因分析

经过多方面的研究和多年的经验，尽管变压器的用途种类不同、老化趋势不同，但故障的基本原因仍然相同。

1、雷击

对于雷击的研究比较少，因为很多时候不是直接的雷击事故就会把冲击故障归为“线路涌流”。防止雷击最好的方法当然是加装避雷装置，不仅可以保护变压器，还可以减少电力系统中的冲击电流，减少暂态波动。

2、线路涌流 线路涌流，是应该被列入首要的故障因素。线路涌流（或称线路干扰）包括：合闸过电压、电压峰值叠加、线路短路故障、闪络以及震荡方面的大电流、电压的不正常现象。这类故障对变压器的损害最为严重的原因是电流、电压过大，因此须在大电流冲击保护充分性的方面给与更多的关注。安装过流保护监视装置，可以对变压器进行实时的测量检测报告。并把这个结果送入电力系统自动化运行的整体系统中作为安全运行的指标。

3、质量疏漏问题 一般情况下，以前的变压器在这方面的问题并不是很大，只是偶尔的一些不可避免的。例如接线出线端松动或无支撑、垫块不紧、焊接不良、铁心绝缘度不高、抗大电流强度不足以及油箱中的油不纯净等。加强测试检测，在未安装时尽早的发现问题。

4、绝缘老化

在过去的很多变压器故障中，由于绝缘老化造成的故障在所有故障中位列第二，由于绝缘老化，大部分的变压器都严重的缩短了服役时间，使用寿命都早20年左右。制定一定的制度，确保老化的速度是达到额定的使用年限。

5、过载

由过负荷引起，变压器长期处于大于规定的额定功率运行。随着经济和科技的发展，用电负荷在增多，发电厂、用电部门在不断的持续缓慢提升负荷。直接导致越来越多的变压器超负荷运行，过高的温度导致了变压器的绝缘纸板过早的老化，使得整个绝缘强度下降。在这种状态下，若有一定的冲击电流，发生故障的可能性将会很高。确保负荷在变压器的额定运行条件下，不要长时间的过负荷运行，这样得不偿失。在油冷变压器中需要经常的仔细监视顶层油温。发现温度高是要及时的做处理。

6、受潮

受潮是不可避免的，由于种种外部自然原因，常常使管道渗漏、顶盖渗漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及绝缘油中存在水分等。变压器的设计和建造的标准应与安装地点相配套。若置于户外，确定该变压器适于户外运行。变压器油的介电强度随着其中水分的增加而急剧下降。油中万分之一的水分就可使其介电强度降低近一半。所有变压器（除小型配电变压器）的油样应经常作击穿试验，以确保正确地检测水分并通过过滤将其去除。

7、不正当的维护 经过调查的结果是，不正当的维护引起变压器故障的概率排在引起变压器故障概率的第四位。主要是由于，保养不够、未装控制或控制装的装的不正确、冷却剂泄漏、污垢堆积和自然界的电气化学腐蚀。

8、破坏及故意损坏

这类主要是认为的外在破坏，常常发生在线路末端直接连接用户的变压器，不过这种破坏是很不常见的。

9、连接松动

这一类问题引起故障的可能性也是很小的，并且可以尽大限度的避免，但是在实际中却时有这方面的事故发生，与往的研究也有所不同。这一类事故包括了在电气连接方面的制造工艺以及保养情况，最为突出的问题就是不同性质金属之间不当的配合，但是这种情况在慢慢的减少，另一个问题就是螺栓连接间的紧固不恰当。

三、结语： 参考以上统计分析结果及提出的一些建议，在以后的建设运行中可制订一个整体的维护、检查和试验的规划。这样就能尽最大限度的减少变压器故障，从而减少由于变压器故障带来的一系列不良影响。还能节约因为故障检修而花费的巨大人力、财力、物力，变压器的使用寿命也会随之增加。

[1]国网运行有限公司 组编.高压直流输电岗位培训教材.中国电力出版社2009，（4）

[2]姚志松，姚磊.新型节能变压器选用、运行.中国电力出版社，2010（1）[3]赵家礼.图解变压器修理操作技能.化学工业出版社，2007（10）