电力变压器是电气系统的重要组成部分。它们的故障不仅会损坏设备，还会影响整个网络，导致高昂的中断代价，并影响公共安全。尽管影响很大，但研究表明，超过70%的变压器故障是可以预防的。
一、为什么会发生电力变压器故障：
许多工程师未能看到早期预警信号或采取适当的行动。了解根本原因、影响和适当的解决方案对于设计可靠、持久的变压器系统至关重要。
其中许多故障，从过热和绝缘故障到维护程序不充分，都是由于忽视警告指示和延迟响应造成的。
二、变压器故障的原因：
以下是变压器故障的7个常见原因以及如何在变压器故障恶化之前修复它们。
1．过热：
原因：过热通常是由于
超载；
冷却系统故障；
通风不足。
当变压器运行超过其额定容量时，绕组和绝缘层中会积聚过多的热量，从而降低其性能。
影响：长时间过热导致：
绝缘击穿，
油降解，
灾难性的失败。
可能会出现热点，从而显着缩短变压器的使用寿命。
解决方法：
实施负载管理策略以防止过载。
使用强制风/油冷却系统或安装散热器风扇以改善散热。
使用传感器（或）SCADA系统持续监测油和绕组温度，以便及时采取行动。
2．绝缘击穿：
原因：由于以下原因，绝缘系统会随着时间的推移而退化
水分进入；
热老化；
电压浪涌。
水污染和机械磨损进一步削弱了绝缘强度。
影响：绝缘性受损会导致
局部放电；
电弧，（或）变压器内部的电气闪络。
这可能会导致内部故障，修复起来既昂贵又耗时。
解决方法：
定期安排介电强度测试（BDV测试）。
安装硅胶呼吸器并确保保护器正确密封以防止湿气侵入。
更换老化的绝缘材料，并在维护期间使用干燥箱（或）真空干燥技术去除水分。
3．油污染和降解：
原因：变压器油因以下原因而变质
湿气；
氧化；
金属颗粒；
污泥形成。
外部污染（或）内部化学反应会降低其绝缘和冷却性能。
影响：
受污染的油会失去介电强度，无法有效散热，导致电气击穿，并最终导致内部电弧（或）绝缘损坏。
解决方法：
定期进行溶解气体分析（DGA）和呋喃测试，以检测早期降解。
使用油过滤机和真空脱水装置恢复油质。
必要时更换机油并保持严格的机油处理程序。
4．电涌和雷击：
原因：
雷击；
开关故障；
外部故障；
会产生高压瞬变。
这些浪涌可以通过电网传播并到达变压器，而无需足够的保护。
影响：这种高压脉冲会导致：
绕组绝缘损伤；
闪络；
衬套爆炸。
在严重的情况下，它可以在几秒钟内损坏变压器。
解决方法：
在战略位置安装高质量的避雷器，特别是在进线处。
加强接地系统并使用屏蔽线（或）避雷杆将浪涌转移出去。
协调保护继电器，以在事件期间隔离易发生浪涌的部分。
5．短路和内部故障：
原因：内部短路通常是由
绝缘失效；
绕组位移；
连接松动。
高电流的外部故障也会对内部组件造成压力。
影响：内部故障导致
电弧；
过度加热；
气体形成。
如果不及早发现，可能会导致水箱破裂（或）火灾。
解决方法：
在预防性维护期间进行绕组电阻测试、匝数比测试和绝缘电阻测量。
确保所有端子连接均已拧紧且无腐蚀。
安装差动和过流保护继电器，以实现快速故障隔离。
6．机械应力和振动：
原因：机械应力可能是由于运输损坏、安装不当或频繁开关作造成的。
即使是轻微的错位也会导致严重的长期磨损。
影响：这些应力会导致铁芯移位、绕组夹松动，甚至套管损坏，影响变压器的整体结构完整性。
解决方法：
利用减振器、减震器和刚性安装系统来减少机械冲击。
运输（或）安装后，进行振动分析和红外热成像以检查是否松动或热点。
7．维护不善和监控不足：
原因：变压器经常受到忽视维护、不经常检查和过时的监控系统的影响。
预算削减（或）缺乏训练有素的人员可能会加剧这个问题。
影响：
如果没有适当的监测，早期预警信号会像
温度峰值；
产气；
水分进入被忽视；
当行动为时已晚时，可能会导致失败。
解决方法：
采用SCADA或基于物联网的监控系统来获取关键参数的实时数据。
根据风险和使用情况安排例行检查。
培训维护团队识别早期故障指标并使用预测分析来计划干预措施。
总结：
电力变压器故障通常是由于未报告或未处理的长期故障造成的。无论是过热、绝缘故障、油污染还是维护程序不当，每个原因都会在灾难发生之前产生警告信号。
通过测试、保护装置、日常维护和经验丰富的工程分析的适当组合，可以避免大多数变压器故障。
在现代日益苛刻的电力要求中，仅仅对故障做出反应是不够的。电力系统可靠性的未来基于主动维护、预测性监控和持续改进。
工程师可以通过识别核心原因并实施有针对性的解决方案来延长变压器的使用寿命，防止计划外停电，并提高整体电网稳定性。
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