電力變壓器作為電力系統(tǒng)中的核心設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。故障分析是保障變壓器可靠運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需從故障類(lèi)型、成因機(jī)制、診斷方法及預(yù)防措施四個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)剖析。

一、常見(jiàn)故障類(lèi)型及其特征

1. 繞組故障：包括匝間短路、相間短路、對(duì)地?fù)舸┖屠@組變形。匝間短路由絕緣老化或局部過(guò)熱引發(fā)，表現(xiàn)為輕瓦斯動(dòng)作、油色譜中乙炔含量升高；相間短路多因絕緣劣化或異物導(dǎo)致，伴隨重瓦斯保護(hù)動(dòng)作與差動(dòng)保護(hù)跳閘；繞組變形常由短路電動(dòng)力引起，可通過(guò)頻率響應(yīng)法（FRA）檢測(cè)繞組結(jié)構(gòu)變化。

2. 鐵芯故障：主要為鐵芯多點(diǎn)接地與局部過(guò)熱。正常情況下鐵芯僅一點(diǎn)接地，若出現(xiàn)兩點(diǎn)及以上接地，將形成環(huán)流導(dǎo)致局部溫度升高，繼而產(chǎn)生大量烴類(lèi)氣體，油色譜分析顯示甲烷、乙烯為主導(dǎo)成分，同時(shí)鐵芯接地電流異常增大。

3. 絕緣系統(tǒng)故障：涵蓋主絕緣擊穿、套管閃絡(luò)與油紙絕緣劣化。受潮、污穢、裂紋等因素可導(dǎo)致套管表面閃絡(luò)；長(zhǎng)期運(yùn)行下油中水分、酸值上升會(huì)加速紙絕緣聚合度下降，降低機(jī)械強(qiáng)度與介電性能，最終誘發(fā)擊穿。

4. 分接開(kāi)關(guān)故障：有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)在頻繁操作中易發(fā)生觸頭燒損、過(guò)渡電阻斷裂或機(jī)構(gòu)卡澀，造成接觸不良、局部高溫及三相不平衡，反映為電壓調(diào)節(jié)失靈、振動(dòng)加劇與油中CO、CO?濃度上升。

5. 冷卻系統(tǒng)故障：風(fēng)扇、油泵失效或散熱器堵塞會(huì)導(dǎo)致變壓器溫升超標(biāo)，尤其在高負(fù)荷時(shí)段可能引發(fā)過(guò)熱性故障，監(jiān)控系統(tǒng)顯示頂層油溫或繞組溫度持續(xù)偏高。

二、故障成因的深層次分析

1. 材料老化：變壓器設(shè)計(jì)壽命通常為30-40年，但實(shí)際運(yùn)行中受電場(chǎng)、溫度、氧氣和水分協(xié)同作用，絕緣材料逐步降解。紙絕緣聚合度低于200時(shí)即喪失機(jī)械支撐能力，成為潛在故障源。

2. 過(guò)電壓沖擊：雷電沖擊與操作過(guò)電壓可在繞組間產(chǎn)生不均勻電壓分布，引發(fā)表面放電或縱絕緣擊穿，尤其在老舊變壓器中風(fēng)險(xiǎn)更高。

3. 制造與安裝缺陷：如繞組壓緊不足、引線焊接不良、器身清潔度不夠等，在投運(yùn)初期或負(fù)載變化時(shí)暴露問(wèn)題，典型案例如懸浮金屬顆粒引發(fā)局部放電。

4. 運(yùn)行環(huán)境影響：高溫、高濕、粉塵污染地區(qū)加速外絕緣劣化；地震或多振源場(chǎng)所可能導(dǎo)致內(nèi)部連接松動(dòng)；地下水位高區(qū)域易使基礎(chǔ)積水，影響冷卻效率。

5. 負(fù)荷管理不當(dāng)：長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行使熱點(diǎn)溫度超過(guò)允許限值（一般為140℃），加快絕緣熱老化速率；間歇性重載還可能引起熱應(yīng)力疲勞，促進(jìn)微裂紋擴(kuò)展。

綜上所述，電力變壓器故障分析是一項(xiàng)涉及多學(xué)科交叉的復(fù)雜工程任務(wù)，必須堅(jiān)持“預(yù)防為主、防治結(jié)合"的原則，依托技術(shù)手段構(gòu)建全過(guò)程、全要素的健康管理機(jī)制，從而延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，保障電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行武，武漢華源電氣有限公司做專(zhuān)業(yè)電氣設(shè)備檢修、電力運(yùn)維、電力年檢等相關(guān)電力綜合服務(wù)項(xiàng)目，為您提供電力檢修、試驗(yàn)、安裝工程及用戶配電室運(yùn)維等電力設(shè)施一站式服務(wù)。