烏海電網(wǎng)電力變壓器故障診斷與分析：基于多維度視角與案例實(shí)踐一、引言1.1研究背景與意義在現(xiàn)代社會(huì)，電能是支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵能源，而電網(wǎng)則是電能傳輸與分配的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)。烏海電網(wǎng)作為地區(qū)電力供應(yīng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，在保障當(dāng)?shù)毓I(yè)生產(chǎn)、居民生活及社會(huì)各項(xiàng)事業(yè)的電力需求方面發(fā)揮著不可或缺的作用。在烏海電網(wǎng)中，電力變壓器作為核心設(shè)備，承擔(dān)著電壓轉(zhuǎn)換、電能分配等重要任務(wù)，其穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的可靠性與安全性。電力變壓器能夠?qū)l(fā)電廠產(chǎn)生的高電壓電能轉(zhuǎn)換為適合工業(yè)生產(chǎn)和居民生活使用的不同電壓等級(jí)，實(shí)現(xiàn)電能的高效傳輸和合理分配。例如，將超高壓的輸電線路電壓降低到110kV或35kV，為城市的變電站提供電源；再進(jìn)一步將電壓降低到10kV或0.4kV，滿足工廠、商場(chǎng)和家庭的用電需求。它就像電網(wǎng)的“心臟”，確保電能能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地輸送到每一個(gè)用戶終端。然而，由于電力變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行在復(fù)雜的電磁環(huán)境中，受到負(fù)載變化、溫度波動(dòng)、絕緣老化以及外部短路沖擊等多種因素的影響，不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種故障。這些故障不僅會(huì)導(dǎo)致變壓器自身?yè)p壞，還可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，對(duì)整個(gè)烏海電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅，甚至引發(fā)大面積停電事故。一旦發(fā)生故障，將給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，導(dǎo)致生產(chǎn)線停滯、設(shè)備損壞；同時(shí)也會(huì)給居民生活帶來(lái)極大的不便，影響社會(huì)的正常秩序。例如，20XX年X月，烏海某變電站的一臺(tái)主變壓器因繞組絕緣老化發(fā)生短路故障，造成該變電站供電區(qū)域內(nèi)多個(gè)工廠停產(chǎn)，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百萬(wàn)元，同時(shí)數(shù)千戶居民停電數(shù)小時(shí)，社會(huì)影響惡劣。因此，對(duì)烏海電網(wǎng)電力變壓器進(jìn)行故障診斷與分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。準(zhǔn)確、及時(shí)地診斷出變壓器的故障類型和故障位置，能夠?yàn)樵O(shè)備的維修和更換提供科學(xué)依據(jù)，有效縮短停電時(shí)間，減少故障對(duì)電網(wǎng)和用戶的影響。通過(guò)對(duì)故障的深入分析，可以總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，采取針對(duì)性的預(yù)防措施，提高變壓器的運(yùn)行可靠性，降低故障發(fā)生的概率。這對(duì)于保障烏海電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，提高居民生活質(zhì)量都具有至關(guān)重要的作用。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電力變壓器故障診斷技術(shù)成為了國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)從不同角度出發(fā)，運(yùn)用多種技術(shù)手段，致力于提高故障診斷的準(zhǔn)確性和可靠性。在國(guó)外，美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在電力變壓器故障診斷技術(shù)方面起步較早，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù)成果。美國(guó)的電力研究機(jī)構(gòu)（EPRI）開(kāi)展了大量關(guān)于變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的研究項(xiàng)目，研發(fā)出一系列先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備和診斷系統(tǒng)，如基于油中溶解氣體分析（DGA）技術(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)變壓器油中多種氣體的含量，并通過(guò)先進(jìn)的算法對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。日本在變壓器故障診斷領(lǐng)域注重智能化技術(shù)的應(yīng)用，利用人工智能、專家系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的智能分析和故障預(yù)測(cè)。例如，日本某電力公司開(kāi)發(fā)的智能診斷系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)變壓器的多種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析，結(jié)合專家知識(shí)庫(kù)，能夠快速準(zhǔn)確地診斷出變壓器的潛在故障，并提供相應(yīng)的維修建議。德國(guó)則在變壓器的絕緣監(jiān)測(cè)和故障診斷方面處于領(lǐng)先地位，采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)和監(jiān)測(cè)方法，對(duì)變壓器的絕緣狀態(tài)進(jìn)行精確監(jiān)測(cè)，有效預(yù)防絕緣故障的發(fā)生。國(guó)內(nèi)在電力變壓器故障診斷技術(shù)方面也取得了顯著的進(jìn)展。近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)電力行業(yè)的重視和投入不斷加大，國(guó)內(nèi)高校、科研機(jī)構(gòu)和電力企業(yè)積極開(kāi)展相關(guān)研究，在理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面都取得了豐碩的成果。許多高校如清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、華北電力大學(xué)等在變壓器故障診斷領(lǐng)域開(kāi)展了深入的研究，提出了多種新的診斷方法和技術(shù)。例如，清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)提出了基于深度學(xué)習(xí)的變壓器故障診斷方法，通過(guò)構(gòu)建深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種故障類型的準(zhǔn)確診斷，該方法在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。西安交通大學(xué)的學(xué)者則在變壓器局部放電檢測(cè)與故障診斷方面進(jìn)行了大量研究，研發(fā)出一系列高精度的局部放電檢測(cè)設(shè)備和診斷技術(shù)，為變壓器的絕緣狀態(tài)評(píng)估提供了有力支持。在實(shí)際應(yīng)用方面，國(guó)內(nèi)電力企業(yè)積極推廣應(yīng)用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)和設(shè)備，提高變壓器的運(yùn)行管理水平。國(guó)家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司在全網(wǎng)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用了變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程診斷。這些系統(tǒng)集成了多種監(jiān)測(cè)技術(shù)，如油中溶解氣體分析、局部放電監(jiān)測(cè)、繞組溫度監(jiān)測(cè)等，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器的潛在故障，并為設(shè)備的檢修和維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。例如，某地區(qū)電網(wǎng)通過(guò)應(yīng)用變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，成功預(yù)測(cè)并及時(shí)處理了多起變壓器故障，避免了故障的擴(kuò)大和停電事故的發(fā)生，保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。盡管?chē)?guó)內(nèi)外在電力變壓器故障診斷領(lǐng)域取得了眾多成果，但仍存在一些不足之處。一方面，現(xiàn)有的診斷方法和技術(shù)在面對(duì)復(fù)雜故障和多種故障并存的情況時(shí)，診斷準(zhǔn)確率還有待提高。例如，當(dāng)變壓器同時(shí)出現(xiàn)絕緣故障和過(guò)熱故障時(shí)，傳統(tǒng)的診斷方法可能難以準(zhǔn)確判斷故障的類型和嚴(yán)重程度。另一方面，不同診斷技術(shù)之間的融合和協(xié)同應(yīng)用還不夠完善，缺乏統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)和綜合診斷平臺(tái)。這使得在實(shí)際應(yīng)用中，各種診斷技術(shù)往往各自為政，無(wú)法充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，影響了故障診斷的效率和準(zhǔn)確性。此外，對(duì)于一些新型變壓器和特殊運(yùn)行環(huán)境下的變壓器，現(xiàn)有的診斷技術(shù)還存在一定的局限性，需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)。1.3研究方法與創(chuàng)新點(diǎn)本研究綜合運(yùn)用多種研究方法，確保研究的科學(xué)性和全面性，力求在烏海電網(wǎng)電力變壓器故障診斷領(lǐng)域取得創(chuàng)新性成果。案例分析法：深入收集烏海電網(wǎng)中電力變壓器的實(shí)際故障案例，對(duì)其故障現(xiàn)象、故障原因、處理過(guò)程及結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析。例如，對(duì)烏海某變電站一臺(tái)主變壓器因遭受雷擊導(dǎo)致故障的案例進(jìn)行深入剖析，研究雷擊對(duì)變壓器繞組、絕緣等部件的損壞機(jī)理，以及故障后的搶修措施和恢復(fù)供電的過(guò)程。通過(guò)對(duì)多個(gè)類似案例的分析，總結(jié)出不同故障類型的特點(diǎn)和規(guī)律，為故障診斷提供實(shí)際經(jīng)驗(yàn)支持。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法：對(duì)烏海電網(wǎng)中電力變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。收集變壓器的油溫、繞組溫度、負(fù)載電流、油中溶解氣體含量等運(yùn)行參數(shù)，以及故障發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、類型等信息。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，分析這些數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性和變化趨勢(shì)。比如，通過(guò)對(duì)大量變壓器油溫?cái)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，確定油溫在不同季節(jié)、不同負(fù)載情況下的正常范圍，以及油溫異常升高與變壓器故障之間的關(guān)聯(lián)，為故障診斷提供數(shù)據(jù)依據(jù)。理論分析法：運(yùn)用電力變壓器的基本原理、電磁理論、絕緣理論等，對(duì)變壓器的故障機(jī)理進(jìn)行深入研究。從理論上分析變壓器在不同運(yùn)行條件下，繞組、鐵芯、絕緣等部件可能出現(xiàn)的故障原因和故障發(fā)展過(guò)程。例如，基于電磁感應(yīng)原理，分析變壓器繞組在短路故障時(shí)的電磁力作用，以及由此導(dǎo)致的繞組變形和損壞機(jī)理；依據(jù)絕緣理論，研究變壓器絕緣老化的過(guò)程和影響因素，為故障診斷提供理論基礎(chǔ)。對(duì)比分析法：將烏海電網(wǎng)電力變壓器的故障診斷情況與國(guó)內(nèi)外其他地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行對(duì)比分析。比較不同地區(qū)在故障診斷技術(shù)、診斷方法、設(shè)備維護(hù)管理等方面的差異和優(yōu)勢(shì)。借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的故障診斷經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，結(jié)合烏海電網(wǎng)的實(shí)際情況，提出適合烏海電網(wǎng)電力變壓器故障診斷的改進(jìn)措施和方法。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：多源數(shù)據(jù)融合診斷：將變壓器的油中溶解氣體分析數(shù)據(jù)、電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析。通過(guò)建立多源數(shù)據(jù)融合模型，充分挖掘不同類型數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)信息，提高故障診斷的準(zhǔn)確性和可靠性。例如，將油中溶解氣體分析結(jié)果與電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合，能夠更全面地判斷變壓器內(nèi)部的故障類型和嚴(yán)重程度，避免單一數(shù)據(jù)診斷的局限性。智能化診斷模型：引入深度學(xué)習(xí)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建智能化的變壓器故障診斷模型。利用大量的變壓器運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練，使模型能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)和識(shí)別變壓器的故障特征。例如，采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，對(duì)變壓器的多種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行特征提取和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障類型的自動(dòng)診斷和預(yù)測(cè)。與傳統(tǒng)的故障診斷方法相比，智能化診斷模型具有更高的診斷精度和更快的診斷速度，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器的潛在故障。故障預(yù)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：不僅關(guān)注變壓器故障的診斷，還注重故障的預(yù)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。通過(guò)對(duì)變壓器運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)和設(shè)備老化情況，運(yùn)用數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)算法，對(duì)變壓器的故障發(fā)生概率和風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行評(píng)估。提前預(yù)測(cè)變壓器可能出現(xiàn)的故障，為設(shè)備的維護(hù)和檢修提供科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)維修向主動(dòng)預(yù)防的轉(zhuǎn)變，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。二、烏海電網(wǎng)電力變壓器運(yùn)行現(xiàn)狀2.1烏海電網(wǎng)概述烏海電網(wǎng)作為內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司的重要組成部分，在地區(qū)能源供應(yīng)體系中占據(jù)著舉足輕重的地位，是保障烏海市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵能源基礎(chǔ)設(shè)施。烏海市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部，是一座以能源、化工產(chǎn)業(yè)為主的工業(yè)城市，其獨(dú)特的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性提出了極高的要求。烏海電網(wǎng)承擔(dān)著為烏海市各類工業(yè)企業(yè)、商業(yè)用戶以及居民提供電力的重要任務(wù)，對(duì)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定起著至關(guān)重要的支撐作用。經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)和發(fā)展，烏海電網(wǎng)已形成了較為完善的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。截至目前，烏海電網(wǎng)擁有500千伏變電站[X]座，形成了堅(jiān)強(qiáng)的500千伏四角環(huán)網(wǎng)，為整個(gè)電網(wǎng)提供了強(qiáng)大的電源支撐和輸電能力。220千伏變電站[X]座，110千伏變電站[X]座，這些不同電壓等級(jí)的變電站相互配合，構(gòu)建起了以220千伏和110千伏為骨干的輸配電網(wǎng)格局，覆蓋了烏海市的海勃灣區(qū)、烏達(dá)區(qū)和海南區(qū)，確保了電力能夠高效、穩(wěn)定地輸送到各個(gè)區(qū)域。在輸電線路方面，烏海電網(wǎng)擁有500千伏輸電線路[X]公里，220千伏輸電線路[X]公里，110千伏輸電線路[X]公里，這些輸電線路如同一條條“電力動(dòng)脈”，將各個(gè)變電站緊密連接在一起，實(shí)現(xiàn)了電能的遠(yuǎn)距離傳輸和分配。例如，烏海東風(fēng)220千伏輸變電工程的建設(shè)，新建東風(fēng)變至烏海變雙回220千伏線路，長(zhǎng)度為2×15.5公里，全線按同塔雙回路架設(shè)，導(dǎo)線截面采用2×400平方毫米，有效提高了地區(qū)電網(wǎng)的供電能力和可靠性。又如，烏海如意220千伏輸變電工程，通過(guò)對(duì)多條220千伏和110千伏線路的改接和新建，優(yōu)化了烏達(dá)區(qū)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，解決了順達(dá)220kV變電站設(shè)備老化及腐蝕嚴(yán)重的問(wèn)題，提升了烏達(dá)工業(yè)園區(qū)的供電可靠性。隨著烏海市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是近年來(lái)新能源、新材料等新興產(chǎn)業(yè)的崛起，以及傳統(tǒng)化工行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，烏海電網(wǎng)的負(fù)荷需求持續(xù)增長(zhǎng)。為了滿足不斷增長(zhǎng)的電力需求，烏海電網(wǎng)不斷加大建設(shè)和改造力度，新建和擴(kuò)建了一批變電站和輸電線路，優(yōu)化電網(wǎng)布局，提高電網(wǎng)的供電能力和可靠性。同時(shí)，積極推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)，應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化運(yùn)行和管理，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率和響應(yīng)速度。烏海電網(wǎng)在地區(qū)能源供應(yīng)中不僅是電力傳輸和分配的載體，更是推動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要保障。其穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，為烏海市的工業(yè)生產(chǎn)、居民生活以及社會(huì)各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的電力支撐，對(duì)于維護(hù)地區(qū)的社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)繁榮具有不可替代的作用。2.2電力變壓器配置與分布烏海電網(wǎng)中電力變壓器的型號(hào)豐富多樣，涵蓋了多種不同的技術(shù)規(guī)格和性能特點(diǎn)，以滿足不同的電力需求和運(yùn)行環(huán)境。其中，常見(jiàn)的型號(hào)有S11、S13、S20等系列的油浸式變壓器，以及SCB10、SCB11等系列的干式變壓器。例如，S20系列油浸式變壓器是一種高效節(jié)能的電力變壓器，其性能水平達(dá)到了20級(jí)，具有較低的空載損耗和負(fù)載損耗。該系列變壓器采用非圓形同心式線圈結(jié)構(gòu)，有助于降低損耗和提高效率；短路阻抗值通常為4.0、4.5或5.0，可根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇；溫升限定值為60K，低于S13變壓器的65K，表明其在運(yùn)行時(shí)具有更好的散熱性能和穩(wěn)定性。而SCB11系列干式變壓器則具有防火、防爆、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，適用于對(duì)環(huán)境要求較高的場(chǎng)所，如城市中心的變電站、商業(yè)綜合體等。在容量方面，烏海電網(wǎng)電力變壓器的容量范圍廣泛，從幾十千伏安到數(shù)十兆伏安不等。小型變壓器的容量一般在1000kVA以下，主要用于為小型企業(yè)、居民小區(qū)等提供電力；中型變壓器的容量在1000kVA至10000kVA之間，常用于為較大規(guī)模的工業(yè)企業(yè)、商業(yè)中心等供電；大型變壓器的容量則在10000kVA以上，主要應(yīng)用于500千伏和220千伏變電站，承擔(dān)著電力的大規(guī)模傳輸和分配任務(wù)。例如，烏海東風(fēng)220千伏變電站遠(yuǎn)期規(guī)劃3×240兆伏安主變，1、2號(hào)主變?yōu)槿@組變壓器，電壓等級(jí)220/110/35千伏；3號(hào)主變?yōu)殡p繞組變壓器，電壓等級(jí)220/110千伏。這些大容量變壓器能夠滿足地區(qū)大規(guī)模的電力需求，確保電力的穩(wěn)定供應(yīng)。從電壓等級(jí)來(lái)看，烏海電網(wǎng)擁有500千伏、220千伏、110千伏、35千伏和10千伏等不同電壓等級(jí)的電力變壓器。500千伏變壓器主要用于電網(wǎng)的骨干輸電環(huán)節(jié)，將發(fā)電廠的電能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)礁鱾€(gè)地區(qū)；220千伏變壓器則作為地區(qū)電網(wǎng)的重要支撐，承擔(dān)著電能的中轉(zhuǎn)和分配任務(wù)，將500千伏的電能降壓后輸送到110千伏及以下的電網(wǎng)；110千伏變壓器廣泛分布于城市和農(nóng)村地區(qū)，為各類工業(yè)企業(yè)、商業(yè)用戶和居民提供電力；35千伏變壓器常用于為農(nóng)村地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉等供電；10千伏變壓器則直接連接到用戶終端，是電力分配的最后一級(jí)，為工廠、商場(chǎng)、居民家庭等提供日常用電。在分布上，不同電壓等級(jí)和容量的變壓器在烏海電網(wǎng)中呈層級(jí)式分布，形成了一個(gè)緊密協(xié)作的電力傳輸和分配網(wǎng)絡(luò)。500千伏變電站數(shù)量相對(duì)較少，主要位于烏海市的重要交通樞紐和負(fù)荷中心附近，如烏海500千伏變電站，它在整個(gè)電網(wǎng)中起著核心樞紐的作用，承擔(dān)著與其他地區(qū)電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)和大規(guī)模電能的交換任務(wù)。220千伏變電站分布在各個(gè)城區(qū)和工業(yè)園區(qū)，如烏達(dá)區(qū)的如意220千伏變電站、海南區(qū)的東風(fēng)220千伏變電站等，這些變電站將500千伏的電能降壓后，向周邊的110千伏變電站和重要用戶供電，為地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了可靠的電力保障。110千伏變電站則更加密集地分布在城市的各個(gè)區(qū)域和鄉(xiāng)鎮(zhèn)，深入到各個(gè)負(fù)荷中心，直接為各類用戶提供電力服務(wù)，確保電力能夠覆蓋到每一個(gè)角落。烏海電網(wǎng)電力變壓器的型號(hào)、容量、電壓等級(jí)及分布情況緊密結(jié)合地區(qū)的電力需求和地理布局，形成了一個(gè)科學(xué)合理、高效可靠的電力供應(yīng)體系，為烏海市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定提供了堅(jiān)實(shí)的電力保障。2.3運(yùn)行維護(hù)策略與實(shí)踐烏海電網(wǎng)高度重視電力變壓器的運(yùn)行維護(hù)工作，制定了嚴(yán)格且科學(xué)的巡檢制度，以確保變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。巡檢工作分為日常巡檢、定期巡檢和特殊巡檢，不同類型的巡檢工作相互配合，形成了一套完整的設(shè)備監(jiān)測(cè)體系。日常巡檢由變電站運(yùn)行人員負(fù)責(zé)，每天至少進(jìn)行一次，重點(diǎn)關(guān)注變壓器的外觀、油溫、油位、聲音等運(yùn)行參數(shù)。運(yùn)行人員需要仔細(xì)檢查變壓器的外殼是否有破損、滲漏油現(xiàn)象，油位是否在正常范圍內(nèi)，油溫是否過(guò)高，以及變壓器運(yùn)行時(shí)是否有異常聲音。例如，在檢查油位時(shí)，運(yùn)行人員會(huì)通過(guò)油位計(jì)觀察油位的高度，并與正常范圍進(jìn)行對(duì)比，若發(fā)現(xiàn)油位過(guò)低，可能存在漏油問(wèn)題，需要及時(shí)查找漏點(diǎn)并進(jìn)行處理；在監(jiān)聽(tīng)變壓器聲音時(shí)，正常運(yùn)行的變壓器會(huì)發(fā)出均勻的嗡嗡聲，若出現(xiàn)尖銳的叫聲或其他異常聲音，可能表示變壓器內(nèi)部存在故障，需要進(jìn)一步檢查。定期巡檢則按照規(guī)定的時(shí)間間隔進(jìn)行，一般為每月一次或每季度一次，具體時(shí)間間隔根據(jù)變壓器的重要程度和運(yùn)行狀況確定。定期巡檢除了涵蓋日常巡檢的內(nèi)容外，還會(huì)對(duì)變壓器的電氣性能、絕緣性能等進(jìn)行全面檢測(cè)。例如，使用專業(yè)的檢測(cè)儀器對(duì)變壓器的繞組直流電阻、絕緣電阻、變比等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，判斷變壓器的電氣性能是否正常；通過(guò)油中溶解氣體分析，檢測(cè)變壓器油中各種氣體的含量，分析變壓器內(nèi)部是否存在過(guò)熱、放電等故障隱患。特殊巡檢是在特殊情況下進(jìn)行的，如變壓器遭受雷擊、短路沖擊、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行后，或者在惡劣天氣條件下（如暴雨、大風(fēng)、暴雪等）。特殊巡檢會(huì)對(duì)變壓器進(jìn)行更為細(xì)致的檢查，重點(diǎn)排查可能受到影響的部件。例如，在變壓器遭受雷擊后，會(huì)檢查避雷器是否動(dòng)作，繞組絕緣是否受損；在過(guò)負(fù)荷運(yùn)行后，會(huì)檢查變壓器的繞組和鐵芯是否過(guò)熱，冷卻系統(tǒng)是否正常工作。在維護(hù)流程方面，烏海電網(wǎng)遵循一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髁鞒蹋_保維護(hù)工作的高效和規(guī)范。當(dāng)發(fā)現(xiàn)變壓器存在異常情況時(shí)，運(yùn)行人員會(huì)立即向上級(jí)報(bào)告，并詳細(xì)記錄異常現(xiàn)象和相關(guān)數(shù)據(jù)。例如，若發(fā)現(xiàn)變壓器油溫過(guò)高，運(yùn)行人員會(huì)記錄油溫的具體數(shù)值、當(dāng)時(shí)的負(fù)載情況、冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)等信息。隨后，專業(yè)的檢修人員會(huì)迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)變壓器進(jìn)行進(jìn)一步的檢查和診斷。檢修人員會(huì)使用各種檢測(cè)工具和設(shè)備，如紅外測(cè)溫儀、局部放電檢測(cè)儀等，對(duì)變壓器進(jìn)行全面檢測(cè)，以確定故障的類型和嚴(yán)重程度。例如，通過(guò)紅外測(cè)溫儀檢測(cè)變壓器各部位的溫度分布，判斷是否存在局部過(guò)熱現(xiàn)象；利用局部放電檢測(cè)儀檢測(cè)變壓器內(nèi)部是否存在局部放電，評(píng)估絕緣狀況。在確定故障原因后，檢修人員會(huì)制定詳細(xì)的維修方案，并根據(jù)維修方案進(jìn)行維修工作。維修工作可能包括更換損壞的部件、修復(fù)絕緣、調(diào)整電氣參數(shù)等。例如，如果發(fā)現(xiàn)變壓器的繞組絕緣受損，需要更換絕緣材料；若發(fā)現(xiàn)分接開(kāi)關(guān)接觸不良，需要進(jìn)行調(diào)整或更換。維修完成后，還會(huì)對(duì)變壓器進(jìn)行全面的測(cè)試和驗(yàn)收，確保變壓器恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。測(cè)試內(nèi)容包括電氣性能測(cè)試、絕緣性能測(cè)試、耐壓測(cè)試等。只有在各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)均符合要求后，變壓器才能重新投入運(yùn)行。例如，在進(jìn)行耐壓測(cè)試時(shí)，會(huì)對(duì)變壓器施加一定的電壓，持續(xù)一段時(shí)間，觀察變壓器是否有放電、擊穿等現(xiàn)象，以驗(yàn)證變壓器的絕緣性能是否滿足要求。為了提高運(yùn)行維護(hù)工作的效率和質(zhì)量，烏海電網(wǎng)還積極引入先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。例如，采用在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的運(yùn)行參數(shù)，如油溫、繞組溫度、油中溶解氣體含量等，并通過(guò)數(shù)據(jù)分析和預(yù)警功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，運(yùn)行人員可以通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)隨時(shí)查看變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，通知相關(guān)人員進(jìn)行處理。此外，還利用智能巡檢機(jī)器人對(duì)變電站進(jìn)行巡檢，機(jī)器人可以按照預(yù)設(shè)的路線自動(dòng)進(jìn)行巡視，拍攝設(shè)備照片，檢測(cè)設(shè)備溫度等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸回監(jiān)控中心。智能巡檢機(jī)器人的應(yīng)用，不僅提高了巡檢的效率和準(zhǔn)確性，還減少了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)。三、電力變壓器常見(jiàn)故障類型及原因3.1電氣故障3.1.1繞組短路繞組短路是電力變壓器較為常見(jiàn)且危害較大的電氣故障之一，其形成原因復(fù)雜多樣，主要與絕緣老化、過(guò)電壓沖擊以及機(jī)械應(yīng)力等因素密切相關(guān)。隨著變壓器運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，繞組絕緣會(huì)逐漸老化。絕緣材料在長(zhǎng)期的電場(chǎng)、熱、氧氣以及水分等因素的作用下，其性能會(huì)逐漸下降。例如，油紙絕緣中的纖維素會(huì)發(fā)生降解，導(dǎo)致絕緣紙的機(jī)械強(qiáng)度降低、電氣性能變差，從而使繞組的絕緣性能減弱。當(dāng)絕緣老化到一定程度時(shí)，在正常運(yùn)行電壓或較小的過(guò)電壓作用下，就可能發(fā)生絕緣擊穿，進(jìn)而引發(fā)繞組短路。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在運(yùn)行年限超過(guò)15年的電力變壓器中，因絕緣老化導(dǎo)致繞組短路故障的比例高達(dá)[X]%。過(guò)電壓沖擊也是引發(fā)繞組短路的重要原因。過(guò)電壓可分為外部過(guò)電壓和內(nèi)部過(guò)電壓。外部過(guò)電壓通常由雷擊引起，當(dāng)變壓器遭受雷擊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生幅值極高、持續(xù)時(shí)間極短的雷電過(guò)電壓，其峰值可達(dá)到正常運(yùn)行電壓的數(shù)倍甚至數(shù)十倍。這種強(qiáng)大的過(guò)電壓會(huì)在瞬間對(duì)繞組絕緣造成巨大的沖擊，使絕緣薄弱部位發(fā)生擊穿，從而導(dǎo)致繞組短路。內(nèi)部過(guò)電壓則是由電力系統(tǒng)中參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，電磁能振蕩和積聚引起的，如操作過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓等。在電力系統(tǒng)進(jìn)行倒閘操作、故障切除等操作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生操作過(guò)電壓；而當(dāng)系統(tǒng)中存在電感和電容元件，且其參數(shù)滿足一定條件時(shí)，就可能發(fā)生諧振現(xiàn)象，產(chǎn)生諧振過(guò)電壓。這些內(nèi)部過(guò)電壓同樣會(huì)對(duì)繞組絕緣構(gòu)成威脅，增加繞組短路的風(fēng)險(xiǎn)。在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，繞組會(huì)受到各種機(jī)械應(yīng)力的作用，如短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力、繞組自身的熱膨脹應(yīng)力等。當(dāng)變壓器發(fā)生外部短路時(shí)，短路電流會(huì)急劇增大，根據(jù)安培力定律，繞組會(huì)受到強(qiáng)大的電動(dòng)力作用。這種電動(dòng)力會(huì)使繞組產(chǎn)生振動(dòng)和變形，如果電動(dòng)力超過(guò)繞組的機(jī)械強(qiáng)度極限，就會(huì)導(dǎo)致繞組的絕緣損壞，進(jìn)而引發(fā)短路故障。例如，在一次嚴(yán)重的外部短路事故中，短路電流瞬間達(dá)到額定電流的[X]倍，強(qiáng)大的電動(dòng)力使繞組發(fā)生了嚴(yán)重的變形，絕緣層破裂，最終導(dǎo)致繞組短路。繞組短路對(duì)變壓器的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。短路故障發(fā)生時(shí)，繞組中的電流會(huì)急劇增大，這將導(dǎo)致變壓器的銅損大幅增加，產(chǎn)生大量的熱量。這些熱量如果不能及時(shí)散發(fā)出去，會(huì)使變壓器的油溫迅速升高，加速絕緣老化，甚至可能引發(fā)火災(zāi)。短路電流還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，進(jìn)一步加劇繞組的變形和損壞，使故障范圍擴(kuò)大。繞組短路會(huì)導(dǎo)致變壓器輸出電壓異常，影響電力系統(tǒng)的正常供電，可能造成用戶設(shè)備損壞、生產(chǎn)中斷等嚴(yán)重后果。例如，某企業(yè)的供電變壓器發(fā)生繞組短路故障，導(dǎo)致該企業(yè)生產(chǎn)線全部停產(chǎn)，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百萬(wàn)元。因此，及時(shí)準(zhǔn)確地診斷和處理繞組短路故障，對(duì)于保障電力變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行和電力系統(tǒng)的可靠供電至關(guān)重要。3.1.2鐵芯多點(diǎn)接地鐵芯多點(diǎn)接地是電力變壓器常見(jiàn)的電氣故障之一，其故障機(jī)理較為復(fù)雜，主要是由于變壓器正常運(yùn)行時(shí)，繞組周?chē)嬖诮蛔兇艌?chǎng)，在電磁感應(yīng)作用下，鐵芯會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。為了避免鐵芯因感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而產(chǎn)生放電現(xiàn)象，正常情況下鐵芯應(yīng)通過(guò)一點(diǎn)可靠接地，使其與大地等電位。然而，當(dāng)鐵芯或其他金屬構(gòu)件出現(xiàn)兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地時(shí)，接地點(diǎn)之間就會(huì)形成閉合回路，由于該回路中存在一定的電阻，在交變磁場(chǎng)的作用下，會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，這就是鐵芯多點(diǎn)接地故障的基本原理。造成鐵芯多點(diǎn)接地的原因多種多樣。在變壓器安裝過(guò)程中，如果施工工藝不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致接地片與鐵芯接觸不良，或者接地片本身存在短路問(wèn)題，從而引發(fā)多點(diǎn)接地故障。例如，接地片在安裝時(shí)沒(méi)有正確固定，在變壓器運(yùn)行過(guò)程中因振動(dòng)而松動(dòng)，導(dǎo)致與鐵芯的接觸不穩(wěn)定，形成多個(gè)接地點(diǎn)。此外，附件和外界因素也可能引起多點(diǎn)接地。例如，變壓器內(nèi)部的金屬異物，如安裝過(guò)程中遺留的螺栓、螺母等，在電磁場(chǎng)的作用下可能會(huì)與鐵芯接觸，形成額外的接地點(diǎn)。還有，當(dāng)變壓器遭受外部沖擊或振動(dòng)時(shí)，可能會(huì)使鐵芯的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致原本絕緣的部位與鐵芯接觸，從而產(chǎn)生多點(diǎn)接地。鐵芯工藝不良產(chǎn)生的毛刺、鐵銹與焊渣等因素，也可能導(dǎo)致鐵芯多點(diǎn)接地。這些雜質(zhì)在電磁場(chǎng)的作用下，可能會(huì)形成導(dǎo)電通路，使鐵芯出現(xiàn)多點(diǎn)接地現(xiàn)象。鐵芯多點(diǎn)接地故障會(huì)給變壓器帶來(lái)諸多嚴(yán)重問(wèn)題。接地環(huán)流會(huì)引起鐵芯局部過(guò)熱，這是因?yàn)榄h(huán)流在閉合回路中流動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，使鐵芯局部溫度升高。長(zhǎng)期的局部過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致鐵芯的絕緣性能下降，加速絕緣材料的老化和損壞。例如，當(dāng)鐵芯多點(diǎn)接地導(dǎo)致局部溫度升高到一定程度時(shí)，絕緣材料會(huì)發(fā)生碳化，失去絕緣性能，進(jìn)而可能引發(fā)鐵芯短路等更嚴(yán)重的故障。局部過(guò)熱還會(huì)使變壓器油分解，產(chǎn)生氣體，如氫氣、甲烷、乙烯等，這些氣體可能會(huì)聚集在變壓器內(nèi)部，影響變壓器的正常運(yùn)行，甚至可能導(dǎo)致瓦斯保護(hù)動(dòng)作，使變壓器跳閘。鐵芯多點(diǎn)接地還會(huì)影響變壓器的正常運(yùn)行性能，如導(dǎo)致變壓器的損耗增加，效率降低。因?yàn)槎帱c(diǎn)接地形成的環(huán)流會(huì)消耗一部分電能，使變壓器的有功損耗增大。環(huán)流還可能會(huì)對(duì)變壓器的電磁特性產(chǎn)生影響，導(dǎo)致變壓器的輸出電壓出現(xiàn)波動(dòng)，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理鐵芯多點(diǎn)接地故障，對(duì)于保障變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。3.2機(jī)械故障3.2.1分接開(kāi)關(guān)故障分接開(kāi)關(guān)是電力變壓器中用于調(diào)節(jié)電壓的重要部件，通過(guò)改變繞組的匝數(shù)比來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)整。然而，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，分接開(kāi)關(guān)容易出現(xiàn)各種故障，對(duì)變壓器的正常運(yùn)行和電壓調(diào)節(jié)功能產(chǎn)生不利影響。觸頭磨損是分接開(kāi)關(guān)常見(jiàn)的故障之一。分接開(kāi)關(guān)在頻繁的操作過(guò)程中，觸頭之間會(huì)發(fā)生機(jī)械摩擦，隨著時(shí)間的推移，觸頭表面的材料會(huì)逐漸磨損。例如，有載分接開(kāi)關(guān)在電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)需要頻繁切換，其觸頭的磨損速度會(huì)加快。當(dāng)觸頭磨損到一定程度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致觸頭接觸面積減小，接觸電阻增大。根據(jù)歐姆定律，接觸電阻增大將使觸頭在通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生更多的熱量，進(jìn)一步加劇觸頭的磨損，形成惡性循環(huán)。嚴(yán)重的觸頭磨損可能導(dǎo)致分接開(kāi)關(guān)無(wú)法正常切換，影響變壓器的電壓調(diào)節(jié)功能，使輸出電壓不穩(wěn)定，無(wú)法滿足用戶的用電需求。接觸不良也是分接開(kāi)關(guān)故障的常見(jiàn)原因。這可能是由于觸頭彈簧壓力不足，導(dǎo)致觸頭之間的接觸壓力不夠，無(wú)法形成良好的電氣連接。例如，彈簧在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中可能會(huì)疲勞變形，失去彈性，從而使觸頭之間的接觸壓力下降。觸頭表面的氧化、腐蝕以及污染也會(huì)導(dǎo)致接觸不良。變壓器油中的水分、雜質(zhì)等會(huì)與觸頭表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氧化膜或腐蝕層，增加接觸電阻。當(dāng)分接開(kāi)關(guān)接觸不良時(shí)，在通過(guò)負(fù)荷電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生局部過(guò)熱現(xiàn)象，使變壓器油分解，產(chǎn)生氣體，如氫氣、甲烷等，這些氣體可能會(huì)聚集在變壓器內(nèi)部，影響變壓器的正常運(yùn)行。接觸不良還可能引發(fā)電弧放電，進(jìn)一步損壞觸頭和周?chē)慕^緣材料，甚至導(dǎo)致分接開(kāi)關(guān)短路，引發(fā)嚴(yán)重的電氣事故。分接開(kāi)關(guān)故障對(duì)電壓調(diào)節(jié)的影響十分顯著。當(dāng)分接開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障，如觸頭磨損或接觸不良時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電壓調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確。變壓器無(wú)法根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際需求調(diào)整輸出電壓，可能會(huì)使輸出電壓過(guò)高或過(guò)低。輸出電壓過(guò)高會(huì)對(duì)用戶的電氣設(shè)備造成損壞，如使燈泡壽命縮短、電機(jī)過(guò)熱燒毀等；輸出電壓過(guò)低則會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)或工作效率降低。分接開(kāi)關(guān)故障還可能導(dǎo)致電壓波動(dòng)過(guò)大，使電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到影響，增加電網(wǎng)的損耗，甚至引發(fā)電力系統(tǒng)的振蕩和崩潰。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，電壓波動(dòng)過(guò)大可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)線的停機(jī)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理分接開(kāi)關(guān)故障，對(duì)于保障變壓器的正常運(yùn)行和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定供電至關(guān)重要。3.2.2冷卻系統(tǒng)故障冷卻系統(tǒng)是電力變壓器的重要組成部分，其主要作用是將變壓器運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，確保變壓器的油溫在正常范圍內(nèi)，從而保證變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。一旦冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將對(duì)變壓器的油溫產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而威脅到變壓器的正常運(yùn)行。風(fēng)扇故障是冷卻系統(tǒng)常見(jiàn)的故障類型之一。風(fēng)扇在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，其電機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)故障，如繞組短路、斷路、軸承損壞等。例如，風(fēng)扇電機(jī)的繞組由于長(zhǎng)期受熱、受潮或受到電磁力的作用，可能會(huì)發(fā)生絕緣老化，導(dǎo)致繞組短路，使電機(jī)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。風(fēng)扇的葉片也可能會(huì)因長(zhǎng)期的機(jī)械振動(dòng)、腐蝕或受到外力撞擊而損壞，影響風(fēng)扇的散熱效果。當(dāng)風(fēng)扇出現(xiàn)故障時(shí)，其對(duì)散熱器的風(fēng)冷作用減弱或消失，散熱器中的熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)到周?chē)諝庵校瑢?dǎo)致變壓器油溫升高。根據(jù)熱傳遞原理，變壓器內(nèi)部的熱量無(wú)法有效散發(fā)，會(huì)使油溫持續(xù)上升，加速變壓器絕緣材料的老化，降低絕緣性能，增加變壓器發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。油泵故障同樣會(huì)對(duì)冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。油泵的作用是強(qiáng)制變壓器油循環(huán)流動(dòng)，使熱油能夠快速通過(guò)散熱器進(jìn)行冷卻。如果油泵出現(xiàn)故障，如泵體磨損、葉輪損壞、密封件老化導(dǎo)致漏油等，會(huì)使油循環(huán)不暢或中斷。例如，油泵的葉輪在長(zhǎng)期的高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，可能會(huì)因磨損而變形，導(dǎo)致泵的揚(yáng)程和流量下降，無(wú)法滿足變壓器油循環(huán)的需求。當(dāng)油泵故障導(dǎo)致油循環(huán)不暢時(shí)，變壓器內(nèi)部的熱量無(wú)法及時(shí)被帶走，油溫會(huì)迅速升高。油溫過(guò)高會(huì)使變壓器油的黏度降低，絕緣性能下降，還可能導(dǎo)致變壓器內(nèi)部的零部件因過(guò)熱而損壞，如繞組絕緣擊穿、鐵芯過(guò)熱變形等，嚴(yán)重影響變壓器的使用壽命和安全運(yùn)行。冷卻系統(tǒng)故障對(duì)變壓器油溫的影響是非常明顯的。正常情況下，變壓器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量通過(guò)冷卻系統(tǒng)的散熱作用，能夠使油溫保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，一般油浸式變壓器的頂層油溫不宜經(jīng)常超過(guò)85℃。但當(dāng)冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)風(fēng)扇故障或油泵故障等問(wèn)題時(shí)，散熱能力下降，油溫會(huì)逐漸升高。油溫過(guò)高會(huì)對(duì)變壓器的絕緣性能、機(jī)械性能等產(chǎn)生一系列負(fù)面影響。油溫過(guò)高會(huì)加速絕緣材料的老化，使絕緣材料變脆、失去彈性，容易發(fā)生絕緣擊穿事故。油溫過(guò)高還會(huì)使變壓器內(nèi)部的金屬零部件膨脹變形，導(dǎo)致部件之間的配合精度下降，增加機(jī)械故障的發(fā)生概率。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理冷卻系統(tǒng)故障，確保冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)于控制變壓器油溫、保障變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。3.3絕緣故障3.3.1油質(zhì)劣化變壓器油作為變壓器絕緣和冷卻的重要介質(zhì)，其質(zhì)地的好壞直接關(guān)系到變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。然而，在變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，油質(zhì)會(huì)逐漸劣化，這主要是由多種因素共同作用導(dǎo)致的。水分侵入是導(dǎo)致油質(zhì)劣化的關(guān)鍵因素之一。在變壓器的運(yùn)行過(guò)程中，水分可能通過(guò)多種途徑進(jìn)入變壓器油中。例如，在變壓器的制造、安裝和維護(hù)過(guò)程中，如果操作不當(dāng)，可能會(huì)使水分殘留在變壓器內(nèi)部；變壓器的呼吸器如果維護(hù)不善，干燥劑失效，無(wú)法有效吸附空氣中的水分，那么潮濕的空氣就會(huì)進(jìn)入變壓器，使油中水分含量增加。水分的存在會(huì)對(duì)變壓器油的絕緣性能產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。當(dāng)油中含有水分時(shí)，水分子會(huì)與油中的其他成分發(fā)生相互作用，破壞油分子之間的化學(xué)鍵，導(dǎo)致油的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而降低油的絕緣強(qiáng)度。研究表明，當(dāng)絕緣油中僅含有萬(wàn)分之一的水分時(shí)，其絕緣性能就會(huì)降低為正常時(shí)的1/8，這大大增加了變壓器發(fā)生絕緣擊穿和閃絡(luò)等事故的風(fēng)險(xiǎn)。氧化也是油質(zhì)劣化的重要原因。變壓器油在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)與空氣中的氧氣接觸，在電場(chǎng)、熱等因素的作用下，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)。隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，氧化程度不斷加深，油中會(huì)逐漸生成有機(jī)酸、油泥等氧化產(chǎn)物。這些氧化產(chǎn)物會(huì)使油的顏色變深、黏度增大，酸值升高。例如，當(dāng)變壓器油的酸值超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，說(shuō)明油的氧化程度已經(jīng)較為嚴(yán)重，此時(shí)油的絕緣性能會(huì)顯著下降。有機(jī)酸會(huì)腐蝕變壓器的金屬部件，破壞絕緣材料，進(jìn)一步影響變壓器的絕緣性能；油泥則會(huì)沉積在變壓器內(nèi)部，堵塞油路，影響散熱效果，導(dǎo)致變壓器油溫升高，加速油質(zhì)的劣化。此外，變壓器的運(yùn)行條件對(duì)油質(zhì)劣化也有重要影響。當(dāng)變壓器長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載運(yùn)行或出現(xiàn)局部過(guò)熱時(shí)，油溫會(huì)升高，這會(huì)加速油的老化和劣化過(guò)程。在夏季高溫季節(jié)，環(huán)境溫度較高，加上電網(wǎng)負(fù)荷較大，若變壓器的通風(fēng)和降溫措施不到位，變壓器油的氧化速度會(huì)明顯加快，油質(zhì)變差的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加。微生物對(duì)油的污染也是不可忽視的因素。在一些特殊的運(yùn)行環(huán)境下，如潮濕、溫度適宜的環(huán)境中，油中可能會(huì)滋生微生物。這些微生物會(huì)在油中生長(zhǎng)繁殖，消耗油中的營(yíng)養(yǎng)成分，產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，從而改變油的化學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致油質(zhì)劣化。油質(zhì)劣化對(duì)變壓器的絕緣性能有著嚴(yán)重的影響。劣化后的變壓器油絕緣強(qiáng)度降低，無(wú)法有效地隔離變壓器的繞組和鐵芯等部件，容易引發(fā)絕緣擊穿事故，導(dǎo)致變壓器短路、損壞等嚴(yán)重故障。油質(zhì)劣化還會(huì)影響變壓器的散熱性能，使變壓器在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)出去，進(jìn)一步加劇變壓器內(nèi)部的溫度升高，加速絕緣材料的老化，形成惡性循環(huán)。因此，及時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器油的質(zhì)量，采取有效的預(yù)防和處理措施，對(duì)于保障變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。3.3.2固體絕緣老化固體絕緣是電力變壓器絕緣系統(tǒng)的重要組成部分，主要包括絕緣紙、紙板、墊塊等材料，它們?cè)谧儔浩髦衅鹬綦x不同電位導(dǎo)體、防止漏電和短路的關(guān)鍵作用。然而，隨著變壓器運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，固體絕緣會(huì)不可避免地發(fā)生老化現(xiàn)象。固體絕緣老化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，主要由熱、電、機(jī)械應(yīng)力以及環(huán)境因素等多種因素共同作用導(dǎo)致。長(zhǎng)期的高溫作用是固體絕緣老化的主要原因之一。在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，繞組和鐵芯會(huì)產(chǎn)生熱量，使變壓器內(nèi)部溫度升高。當(dāng)溫度超過(guò)絕緣材料的耐受極限時(shí)，絕緣材料中的分子結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，如化學(xué)鍵斷裂、分子鏈降解等，導(dǎo)致絕緣材料的性能下降。例如，絕緣紙中的纖維素在高溫作用下會(huì)逐漸分解，使其機(jī)械強(qiáng)度降低，變得脆弱易碎，同時(shí)絕緣性能也會(huì)大幅下降。研究表明，當(dāng)變壓器的運(yùn)行溫度每升高8-10℃，絕緣材料的老化速度會(huì)加快約1倍。電場(chǎng)的長(zhǎng)期作用也會(huì)對(duì)固體絕緣造成損害。在變壓器內(nèi)部，絕緣材料處于強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境中，長(zhǎng)期受到電場(chǎng)力的作用，會(huì)使絕緣材料中的分子發(fā)生極化和取向，導(dǎo)致材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。這種變化會(huì)使絕緣材料的介電性能下降，增加局部放電的可能性。當(dāng)局部放電發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高溫、高能粒子和化學(xué)活性物質(zhì)，進(jìn)一步加速絕緣材料的老化和損壞。機(jī)械應(yīng)力同樣會(huì)加速固體絕緣的老化。在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，繞組會(huì)受到短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力、熱膨脹和收縮產(chǎn)生的應(yīng)力等機(jī)械力的作用。這些機(jī)械力會(huì)使絕緣材料受到拉伸、壓縮和彎曲等應(yīng)力作用，導(dǎo)致絕緣材料出現(xiàn)裂紋、變形等損傷。例如，當(dāng)變壓器發(fā)生短路故障時(shí)，強(qiáng)大的電動(dòng)力會(huì)使繞組急劇變形，從而使絕緣材料受到巨大的機(jī)械應(yīng)力，可能導(dǎo)致絕緣層破裂、脫落，嚴(yán)重影響絕緣性能。環(huán)境因素如濕度、氧氣、化學(xué)物質(zhì)等也會(huì)對(duì)固體絕緣老化產(chǎn)生影響。濕度較高的環(huán)境會(huì)使絕緣材料吸收水分，降低其絕緣性能，同時(shí)水分還會(huì)加速絕緣材料的水解反應(yīng)，導(dǎo)致材料老化。氧氣會(huì)與絕緣材料發(fā)生氧化反應(yīng)，使材料的性能劣化。變壓器運(yùn)行環(huán)境中存在的化學(xué)物質(zhì)，如酸、堿等，也會(huì)與絕緣材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞其結(jié)構(gòu)和性能。固體絕緣老化可能引發(fā)嚴(yán)重的絕緣擊穿等故障。當(dāng)固體絕緣老化到一定程度時(shí)，其絕緣性能會(huì)大幅下降，無(wú)法承受正常運(yùn)行電壓或過(guò)電壓的作用，從而發(fā)生絕緣擊穿。絕緣擊穿會(huì)導(dǎo)致變壓器繞組短路，產(chǎn)生大量的熱量，可能引發(fā)火災(zāi)，甚至使變壓器爆炸，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成極大的威脅。例如，某變電站的一臺(tái)主變壓器由于固體絕緣老化，在一次雷擊過(guò)電壓作用下發(fā)生絕緣擊穿，造成該變電站大面積停電，給當(dāng)?shù)氐墓I(yè)生產(chǎn)和居民生活帶來(lái)了嚴(yán)重影響。因此，加強(qiáng)對(duì)變壓器固體絕緣老化的監(jiān)測(cè)和評(píng)估，采取有效的預(yù)防措施，對(duì)于保障變壓器的安全運(yùn)行和電力系統(tǒng)的可靠性具有重要意義。3.4其他故障3.4.1滲漏油滲漏油是電力變壓器運(yùn)行過(guò)程中較為常見(jiàn)的故障之一，其產(chǎn)生原因較為復(fù)雜，對(duì)變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有不可忽視的影響。密封件老化是導(dǎo)致滲漏油的主要原因之一。變壓器在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，密封件會(huì)受到溫度、濕度、化學(xué)物質(zhì)等多種因素的作用。例如，在高溫環(huán)境下，密封件的橡膠材質(zhì)會(huì)逐漸失去彈性，出現(xiàn)硬化、開(kāi)裂等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致密封性能下降。烏海地區(qū)夏季氣溫較高，最高可達(dá)38℃以上，這對(duì)變壓器的密封件是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在烏海電網(wǎng)中，因密封件老化導(dǎo)致的滲漏油故障占總滲漏油故障的[X]%。此外，密封件的使用壽命也是一個(gè)重要因素，一般來(lái)說(shuō)，密封件的使用壽命在5-10年左右，超過(guò)使用壽命后，其老化速度會(huì)加快，滲漏油的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加。焊接缺陷也是引發(fā)滲漏油的重要原因。在變壓器的制造過(guò)程中，如果焊接工藝不達(dá)標(biāo)，可能會(huì)出現(xiàn)虛焊、砂眼、氣孔等焊接缺陷。這些缺陷在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，受到內(nèi)部油壓和溫度變化的影響，容易導(dǎo)致滲漏油。例如，某臺(tái)變壓器在制造時(shí)，由于焊接工人操作不當(dāng)，在油箱的焊縫處留下了砂眼，在變壓器投入運(yùn)行后，隨著油溫的升高和油的流動(dòng)，砂眼處逐漸出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象。據(jù)相關(guān)研究表明，因焊接缺陷導(dǎo)致的滲漏油故障在新投運(yùn)的變壓器中較為常見(jiàn)，約占新變壓器滲漏油故障的[X]%。運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)和溫度變化也會(huì)對(duì)變壓器的密封性能產(chǎn)生影響。變壓器在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，特別是在負(fù)荷變化較大或發(fā)生短路故障時(shí)，振動(dòng)會(huì)更加劇烈。長(zhǎng)期的振動(dòng)會(huì)使密封件與變壓器本體之間的連接松動(dòng)，從而導(dǎo)致滲漏油。溫度變化也是一個(gè)重要因素，當(dāng)變壓器油溫升高時(shí)，油的體積會(huì)膨脹，內(nèi)部壓力增大；當(dāng)油溫降低時(shí)，油的體積收縮，內(nèi)部壓力減小。這種頻繁的壓力變化會(huì)對(duì)密封件造成疲勞損傷，降低密封性能。例如，在烏海電網(wǎng)的一些變電站中，由于負(fù)荷的晝夜變化較大，變壓器油溫也隨之頻繁波動(dòng)，導(dǎo)致部分變壓器出現(xiàn)了滲漏油現(xiàn)象。滲漏油對(duì)變壓器的安全運(yùn)行危害較大。滲漏油會(huì)導(dǎo)致變壓器油位下降，當(dāng)油位下降到一定程度時(shí)，會(huì)影響變壓器的散熱效果，使變壓器油溫升高。油溫過(guò)高會(huì)加速變壓器絕緣材料的老化，降低絕緣性能，增加變壓器發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。滲漏油還會(huì)造成環(huán)境污染，變壓器油中含有一些有害物質(zhì)，如多氯聯(lián)苯等，如果滲漏到土壤或水體中，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。例如，某變電站的一臺(tái)變壓器發(fā)生滲漏油事故，大量的變壓器油泄漏到周?chē)耐寥乐校瑢?dǎo)致土壤污染，周邊的植被受到嚴(yán)重影響。此外，滲漏油還會(huì)增加變壓器的維護(hù)成本，需要及時(shí)補(bǔ)充變壓器油，并對(duì)滲漏點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)，這會(huì)耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。3.4.2異常聲響變壓器在正常運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)出均勻的嗡嗡聲，這是由于交變磁場(chǎng)作用下鐵芯和繞組的振動(dòng)產(chǎn)生的。然而，當(dāng)變壓器出現(xiàn)異常聲響時(shí)，往往意味著存在潛在的故障，需要及時(shí)進(jìn)行分析和處理。鐵芯松動(dòng)是導(dǎo)致變壓器異常聲響的常見(jiàn)原因之一。在變壓器的長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，由于受到振動(dòng)、溫度變化等因素的影響，鐵芯的夾緊裝置可能會(huì)松動(dòng)，使鐵芯的硅鋼片之間出現(xiàn)間隙。當(dāng)交變磁場(chǎng)通過(guò)鐵芯時(shí)，硅鋼片之間的間隙會(huì)引起額外的振動(dòng)和摩擦，從而產(chǎn)生異常聲響。例如，在烏海某變電站的一臺(tái)變壓器運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)了“噠噠”的異常聲響，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是鐵芯的夾緊螺栓松動(dòng)，導(dǎo)致鐵芯硅鋼片之間的間隙增大。這種異常聲響不僅會(huì)影響變壓器的正常運(yùn)行，還可能加速鐵芯的損壞，降低變壓器的使用壽命。繞組振動(dòng)也是引發(fā)異常聲響的重要因素。當(dāng)變壓器負(fù)載發(fā)生變化或出現(xiàn)短路故障時(shí)，繞組中的電流會(huì)發(fā)生突變，產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁力。這種電磁力會(huì)使繞組產(chǎn)生振動(dòng)，如果繞組的固定不牢固，振動(dòng)幅度會(huì)增大，從而產(chǎn)生異常聲響。例如，當(dāng)變壓器發(fā)生短路時(shí)，短路電流會(huì)瞬間增大數(shù)倍甚至數(shù)十倍，強(qiáng)大的電磁力會(huì)使繞組劇烈振動(dòng)，發(fā)出尖銳的“吱吱”聲。繞組振動(dòng)還可能導(dǎo)致繞組絕緣損壞，引發(fā)短路等更嚴(yán)重的故障，對(duì)變壓器的安全運(yùn)行構(gòu)成極大威脅。此外，變壓器內(nèi)部的其他部件故障也可能導(dǎo)致異常聲響。例如，分接開(kāi)關(guān)接觸不良時(shí)，在切換過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電弧，發(fā)出“噼啪”的放電聲；冷卻系統(tǒng)中的風(fēng)扇或油泵故障時(shí)，會(huì)發(fā)出異常的機(jī)械噪聲。這些異常聲響都需要運(yùn)行人員密切關(guān)注，及時(shí)進(jìn)行判斷和處理。通過(guò)聲響判斷故障需要運(yùn)行人員具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)。一般來(lái)說(shuō)，不同類型的故障會(huì)產(chǎn)生不同特征的異常聲響。例如，鐵芯松動(dòng)產(chǎn)生的聲響通常是比較清脆的“噠噠”聲，且聲音較為規(guī)律；繞組短路產(chǎn)生的聲響則是尖銳的“吱吱”聲，同時(shí)可能伴隨著油溫升高、電流異常等現(xiàn)象；分接開(kāi)關(guān)故障產(chǎn)生的放電聲則是“噼啪”聲，且在分接開(kāi)關(guān)切換時(shí)聲音會(huì)更加明顯。運(yùn)行人員在日常巡檢中，應(yīng)仔細(xì)傾聽(tīng)變壓器的聲響，結(jié)合其他運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行綜合分析，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患。當(dāng)聽(tīng)到異常聲響時(shí)，應(yīng)立即對(duì)變壓器進(jìn)行全面檢查，包括外觀檢查、電氣試驗(yàn)、油中溶解氣體分析等，以確定故障的具體原因，并采取相應(yīng)的處理措施。例如，當(dāng)懷疑鐵芯松動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)檢查鐵芯夾緊裝置的緊固情況、測(cè)量鐵芯絕緣電阻等方法來(lái)進(jìn)一步確認(rèn)；當(dāng)懷疑繞組故障時(shí)，則需要進(jìn)行繞組直流電阻測(cè)量、絕緣電阻測(cè)量等試驗(yàn)，以判斷繞組的狀態(tài)。四、烏海電網(wǎng)電力變壓器故障案例分析4.1案例一：[具體變電站名稱]變壓器短路故障4.1.1故障現(xiàn)象描述[具體變電站名稱]位于烏海市[具體區(qū)域]，承擔(dān)著為周邊多個(gè)工業(yè)企業(yè)和居民小區(qū)供電的重要任務(wù)。該變電站內(nèi)安裝的電力變壓器型號(hào)為[具體型號(hào)]，容量為[具體容量]，電壓等級(jí)為[具體電壓等級(jí)]，于[投運(yùn)時(shí)間]投入運(yùn)行。20XX年X月X日X時(shí)X分，該變電站內(nèi)的變壓器突然發(fā)生故障。故障發(fā)生時(shí)，變電站內(nèi)的繼電保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，其中差動(dòng)保護(hù)和重瓦斯保護(hù)同時(shí)啟動(dòng)，發(fā)出強(qiáng)烈的報(bào)警信號(hào)。監(jiān)控系統(tǒng)顯示，變壓器的高壓側(cè)電流瞬間急劇增大，達(dá)到了額定電流的[X]倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了正常運(yùn)行范圍；電壓則大幅下降，三相電壓不平衡度嚴(yán)重超標(biāo)，低壓側(cè)電壓幾乎降至零。與此同時(shí)，變壓器本體發(fā)出異常聲響，聲音比正常運(yùn)行時(shí)明顯增大，且伴有尖銳的“吱吱”聲，類似金屬摩擦的聲音，還夾雜著“嗡嗡”的電磁噪聲。變壓器的油溫也迅速升高，在短時(shí)間內(nèi)從正常運(yùn)行時(shí)的[正常油溫]攀升至[故障時(shí)油溫]，超過(guò)了報(bào)警溫度閾值。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員還發(fā)現(xiàn)，變壓器的油枕處有油位下降的跡象，且油箱底部有少量噴油現(xiàn)象，噴油處周?chē)牡孛嫔嫌忻黠@的油漬。4.1.2故障診斷過(guò)程故障發(fā)生后，烏海電網(wǎng)的運(yùn)維檢修團(tuán)隊(duì)迅速響應(yīng)，第一時(shí)間趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障診斷。為了準(zhǔn)確判斷故障原因和位置，檢修人員綜合運(yùn)用了多種故障診斷方法。首先，進(jìn)行了油色譜分析。檢修人員從變壓器中抽取油樣，送往專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)對(duì)油中溶解氣體成分和含量的分析，判斷變壓器內(nèi)部是否存在過(guò)熱、放電等故障。檢測(cè)結(jié)果顯示，油中氫氣（H?）含量顯著增加，達(dá)到了[具體含量]μL/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了正常運(yùn)行時(shí)的含量；乙炔（C?H?）含量也出現(xiàn)異常升高，達(dá)到[具體含量]μL/L，這表明變壓器內(nèi)部存在放電故障。根據(jù)三比值法進(jìn)行進(jìn)一步分析，其三比值為“1，0，1”，判定該變壓器內(nèi)部發(fā)生低能量的電弧放電故障，可能是繞組匝間短路所致。接著，進(jìn)行了電氣試驗(yàn)。檢修人員使用專業(yè)的測(cè)試儀器對(duì)變壓器的繞組直流電阻、變壓比、絕緣電阻等參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量。測(cè)量結(jié)果顯示，低壓繞組三相直流電阻不平衡，其中C相繞組的直流電阻明顯低于A相和B相，不平衡系數(shù)超過(guò)了規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，這進(jìn)一步印證了C相繞組可能存在匝間短路故障。在測(cè)量變壓比時(shí)，發(fā)現(xiàn)高壓對(duì)低壓BC/bc、CA/ac的變壓比數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的“初值差不超過(guò)±0.5%（額定分接位置）；±1.0%（其它）”的標(biāo)準(zhǔn)，也表明低壓側(cè)存在故障。絕緣電阻測(cè)量結(jié)果顯示，變壓器整體絕緣電阻下降，尤其是低壓繞組對(duì)鐵芯和外殼的絕緣電阻降低較為明顯，說(shuō)明絕緣性能受到了嚴(yán)重影響。此外，檢修人員還對(duì)變壓器的外觀進(jìn)行了仔細(xì)檢查。發(fā)現(xiàn)變壓器油箱外部有輕微的變形，尤其是C相繞組對(duì)應(yīng)的部位，有明顯的向外凸起跡象，這可能是由于短路電流產(chǎn)生的強(qiáng)大電動(dòng)力導(dǎo)致繞組變形，進(jìn)而對(duì)油箱造成擠壓所致。同時(shí)，檢查了變壓器的套管、避雷器、互感器等設(shè)備，未發(fā)現(xiàn)明顯的損壞跡象，排除了這些設(shè)備引發(fā)故障的可能性。4.1.3故障原因剖析經(jīng)過(guò)全面深入的故障診斷和分析，最終確定此次變壓器短路故障的原因是多方面的。直接原因是變壓器C相繞組的絕緣老化和損壞，導(dǎo)致匝間短路。該變壓器已經(jīng)運(yùn)行了[具體年限]，長(zhǎng)期處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，繞組絕緣材料在電場(chǎng)、熱、氧氣等因素的作用下逐漸老化。絕緣紙中的纖維素發(fā)生降解，機(jī)械強(qiáng)度降低，電氣性能變差，使得繞組的絕緣性能逐漸減弱。在故障發(fā)生前，可能已經(jīng)存在一些微小的絕緣缺陷，但未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。當(dāng)變壓器承受一定的過(guò)電壓或過(guò)電流沖擊時(shí)，這些絕緣薄弱部位就會(huì)發(fā)生擊穿，引發(fā)匝間短路。例如，在故障發(fā)生當(dāng)天，電網(wǎng)中可能出現(xiàn)了瞬間的電壓波動(dòng)或諧波干擾，雖然波動(dòng)幅度不大，但對(duì)于絕緣已經(jīng)老化的繞組來(lái)說(shuō)，足以造成絕緣擊穿。間接原因與變壓器的運(yùn)行環(huán)境和維護(hù)管理有關(guān)。烏海地區(qū)氣候干燥，風(fēng)沙較大，變壓器長(zhǎng)期處于這樣的環(huán)境中，容易受到風(fēng)沙的侵蝕，導(dǎo)致散熱片堵塞，散熱效果變差，油溫升高，加速絕緣老化。在變壓器的日常維護(hù)過(guò)程中，雖然按照規(guī)定進(jìn)行了定期巡檢和試驗(yàn)，但可能存在檢測(cè)方法不夠全面、檢測(cè)周期過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)繞組絕緣老化的隱患。例如，在之前的巡檢中，僅僅通過(guò)外觀檢查和簡(jiǎn)單的電氣參數(shù)測(cè)量，無(wú)法準(zhǔn)確判斷繞組絕緣的實(shí)際狀況。此外，運(yùn)行人員對(duì)變壓器的負(fù)荷監(jiān)測(cè)和調(diào)整不夠及時(shí)，在高負(fù)荷時(shí)段未能采取有效的措施降低變壓器的負(fù)載，使得變壓器長(zhǎng)期處于過(guò)載運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步加劇了絕緣老化和故障的發(fā)生。4.1.4故障處理措施與效果評(píng)估針對(duì)此次變壓器短路故障，運(yùn)維檢修團(tuán)隊(duì)采取了一系列有效的處理措施。首先，將變壓器退出運(yùn)行，斷開(kāi)其與電網(wǎng)的連接，以防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大。組織專業(yè)人員將變壓器吊芯，對(duì)繞組進(jìn)行全面檢查。發(fā)現(xiàn)C相繞組有多處匝間短路，部分絕緣紙已經(jīng)碳化，繞組導(dǎo)線也有明顯的變形和損壞。根據(jù)檢查結(jié)果，制定了詳細(xì)的維修方案，決定更換C相繞組。在更換繞組過(guò)程中，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求進(jìn)行操作。選用與原繞組相同規(guī)格和質(zhì)量的導(dǎo)線及絕緣材料，確保新繞組的性能和可靠性。對(duì)繞組進(jìn)行繞制、套裝、絕緣處理等工序時(shí)，嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，保證繞組的繞制質(zhì)量和絕緣性能。在安裝新繞組時(shí)，仔細(xì)調(diào)整其位置和固定方式，確保繞組在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)受到過(guò)大的機(jī)械應(yīng)力。對(duì)變壓器的其他部件，如鐵芯、分接開(kāi)關(guān)、絕緣套管等也進(jìn)行了全面檢查和維護(hù)，更換了一些老化和損壞的部件，如部分絕緣墊塊、密封件等，以保證變壓器的整體性能。維修完成后，對(duì)變壓器進(jìn)行了全面的測(cè)試和調(diào)試。進(jìn)行了繞組直流電阻、變壓比、絕緣電阻、耐壓試驗(yàn)等多項(xiàng)電氣試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。對(duì)變壓器進(jìn)行了空載試運(yùn)行和負(fù)載試運(yùn)行，在試運(yùn)行過(guò)程中，密切監(jiān)測(cè)變壓器的油溫、繞組溫度、電壓、電流等參數(shù)，確保變壓器運(yùn)行正常。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試運(yùn)行，未發(fā)現(xiàn)異常情況，變壓器各項(xiàng)性能指標(biāo)穩(wěn)定，證明維修工作取得了良好的效果。此次故障處理后，變壓器恢復(fù)了正常運(yùn)行，為周邊工業(yè)企業(yè)和居民小區(qū)提供了穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。通過(guò)對(duì)此次故障的處理和分析，也為烏海電網(wǎng)電力變壓器的運(yùn)行維護(hù)和故障處理積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步完善了故障診斷和處理機(jī)制，提高了應(yīng)對(duì)類似故障的能力。同時(shí)，也促使運(yùn)維人員加強(qiáng)對(duì)變壓器的日常監(jiān)測(cè)和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理潛在的故障隱患，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。4.2案例二：[具體變電站名稱]變壓器絕緣故障4.2.1故障現(xiàn)象描述[具體變電站名稱]位于烏海市[具體區(qū)域]，主要為周邊的商業(yè)區(qū)域和居民小區(qū)供電。該變電站內(nèi)的電力變壓器型號(hào)為[具體型號(hào)]，容量為[具體容量]，電壓等級(jí)為[具體電壓等級(jí)]，于[投運(yùn)時(shí)間]投入運(yùn)行。20XX年X月X日，運(yùn)維人員在日常巡檢中發(fā)現(xiàn)該變壓器存在異常情況。首先，通過(guò)絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量變壓器繞組的絕緣電阻，發(fā)現(xiàn)其數(shù)值明顯低于正常范圍，三相絕緣電阻不平衡，其中A相繞組的絕緣電阻降至[具體數(shù)值]MΩ，遠(yuǎn)低于正常運(yùn)行時(shí)的[正常數(shù)值]MΩ。在進(jìn)行局部放電檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)儀器捕捉到明顯的局部放電信號(hào)，放電量達(dá)到[具體放電量]pC，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了正常運(yùn)行時(shí)的允許值。運(yùn)行人員還發(fā)現(xiàn)變壓器油的顏色變深，由正常的淺黃色變?yōu)樯钭厣矣椭谐霈F(xiàn)了明顯的渾濁和沉淀現(xiàn)象，同時(shí)伴有刺鼻的氣味。此外，變壓器的油溫也有所升高，比正常運(yùn)行時(shí)高出[具體溫度差值]℃，達(dá)到了[故障時(shí)油溫]℃。4.2.2故障診斷過(guò)程為了準(zhǔn)確判斷故障原因和部位，運(yùn)維人員采用了多種先進(jìn)的診斷技術(shù)。首先進(jìn)行了油中溶解氣體分析（DGA），從變壓器中抽取油樣，送往專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果顯示，油中氫氣（H?）含量大幅增加，達(dá)到了[具體含量]μL/L，遠(yuǎn)超正常運(yùn)行時(shí)的含量；甲烷（CH?）、乙烯（C?H?）等烴類氣體含量也顯著上升，分別達(dá)到[具體含量1]μL/L和[具體含量2]μL/L，這表明變壓器內(nèi)部存在過(guò)熱和放電故障。根據(jù)改良的三比值法進(jìn)行分析，其三比值為“0，2，2”，初步判斷變壓器內(nèi)部存在高溫過(guò)熱故障，且可能涉及固體絕緣材料的分解。接著，進(jìn)行了局部放電檢測(cè)。采用超高頻（UHF）局部放電檢測(cè)技術(shù)，在變壓器的油箱壁上安裝超高頻傳感器，對(duì)變壓器內(nèi)部的局部放電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。通過(guò)對(duì)局部放電信號(hào)的幅值、相位、頻次等特征參數(shù)的分析，確定局部放電的位置位于A相繞組的中部。超高頻局部放電檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確地捕捉到變壓器內(nèi)部微弱的局部放電信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行定位和分析。還運(yùn)用了絕緣電阻測(cè)試和介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試等常規(guī)電氣試驗(yàn)方法。使用高精度的絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量變壓器繞組的絕緣電阻，結(jié)果再次驗(yàn)證了A相繞組絕緣電阻嚴(yán)重下降的情況。通過(guò)介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試儀測(cè)量變壓器繞組的介質(zhì)損耗因數(shù)，發(fā)現(xiàn)A相繞組的介質(zhì)損耗因數(shù)明顯增大，達(dá)到了[具體數(shù)值]，而正常情況下應(yīng)在[正常范圍]以內(nèi)。介質(zhì)損耗因數(shù)的增大表明A相繞組的絕緣性能?chē)?yán)重惡化，存在絕緣缺陷。4.2.3故障原因剖析經(jīng)過(guò)全面深入的分析，確定此次變壓器絕緣故障是由多種因素共同作用導(dǎo)致的。絕緣材料老化是導(dǎo)致故障的主要原因之一。該變壓器已運(yùn)行了[具體年限]，長(zhǎng)期處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，絕緣材料在電場(chǎng)、熱、氧氣等因素的作用下逐漸老化。絕緣紙中的纖維素發(fā)生降解，聚合度下降，機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能大幅降低。例如，通過(guò)對(duì)絕緣紙樣本的檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)其聚合度已從新紙的1300左右下降至200左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常運(yùn)行所需的水平，這使得絕緣紙無(wú)法有效承受正常運(yùn)行電壓和過(guò)電壓的作用，容易發(fā)生絕緣擊穿和局部放電。運(yùn)行環(huán)境惡劣也加速了絕緣故障的發(fā)生。烏海地區(qū)氣候干燥，風(fēng)沙較大，變壓器長(zhǎng)期處于這樣的環(huán)境中，風(fēng)沙容易進(jìn)入變壓器內(nèi)部，附著在絕緣材料表面，影響散熱效果，導(dǎo)致油溫升高，加速絕緣老化。變壓器所處的變電站周?chē)嬖谝欢ǖ碾姶鸥蓴_源，如附近的高壓輸電線路、通信基站等，這些電磁干擾可能會(huì)對(duì)變壓器的絕緣性能產(chǎn)生影響，增加局部放電的風(fēng)險(xiǎn)。此外，變壓器的維護(hù)管理存在一定的不足。在日常維護(hù)中，雖然按照規(guī)定進(jìn)行了定期巡檢和試驗(yàn)，但檢測(cè)方法不夠全面，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣材料老化的早期跡象。例如，之前的巡檢主要側(cè)重于外觀檢查和簡(jiǎn)單的電氣參數(shù)測(cè)量，對(duì)于絕緣材料的微觀結(jié)構(gòu)變化和潛在的絕緣缺陷缺乏有效的檢測(cè)手段。運(yùn)行人員對(duì)變壓器的負(fù)荷監(jiān)測(cè)和調(diào)整不夠及時(shí)，在高負(fù)荷時(shí)段未能采取有效的措施降低變壓器的負(fù)載，使得變壓器長(zhǎng)期處于過(guò)載運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步加劇了絕緣老化和故障的發(fā)生。4.2.4故障處理措施與效果評(píng)估針對(duì)此次變壓器絕緣故障，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)采取了一系列有效的處理措施。首先，將變壓器退出運(yùn)行，斷開(kāi)其與電網(wǎng)的連接，以防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大。組織專業(yè)人員對(duì)變壓器進(jìn)行吊芯檢查，發(fā)現(xiàn)A相繞組中部的絕緣紙嚴(yán)重碳化，部分絕緣墊塊損壞，繞組導(dǎo)線表面有放電痕跡。根據(jù)檢查結(jié)果，制定了詳細(xì)的維修方案，決定更換A相繞組的絕緣紙和絕緣墊塊，對(duì)繞組導(dǎo)線進(jìn)行修復(fù)和絕緣處理。在更換絕緣材料過(guò)程中，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求進(jìn)行操作。選用優(yōu)質(zhì)的絕緣紙和絕緣墊塊，確保其性能符合要求。對(duì)絕緣紙進(jìn)行干燥處理，去除水分，提高其絕緣性能。在安裝絕緣紙和絕緣墊塊時(shí)，嚴(yán)格控制其位置和緊密度，確保繞組的絕緣結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠。對(duì)繞組導(dǎo)線進(jìn)行仔細(xì)檢查，修復(fù)受損部位，并進(jìn)行絕緣包扎，提高導(dǎo)線的絕緣性能。對(duì)變壓器的其他部件，如鐵芯、分接開(kāi)關(guān)、絕緣套管等也進(jìn)行了全面檢查和維護(hù)，更換了一些老化和損壞的部件，如部分密封件、吸濕器等，以保證變壓器的整體性能。維修完成后，對(duì)變壓器進(jìn)行了全面的測(cè)試和調(diào)試。進(jìn)行了絕緣電阻測(cè)試、介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試、油中溶解氣體分析、局部放電檢測(cè)等多項(xiàng)電氣試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。對(duì)變壓器進(jìn)行了空載試運(yùn)行和負(fù)載試運(yùn)行，在試運(yùn)行過(guò)程中，密切監(jiān)測(cè)變壓器的油溫、繞組溫度、電壓、電流等參數(shù)，確保變壓器運(yùn)行正常。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試運(yùn)行，未發(fā)現(xiàn)異常情況，變壓器各項(xiàng)性能指標(biāo)穩(wěn)定，證明維修工作取得了良好的效果。此次故障處理后，變壓器恢復(fù)了正常運(yùn)行，為周邊商業(yè)區(qū)域和居民小區(qū)提供了穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。通過(guò)對(duì)此次故障的處理和分析，也為烏海電網(wǎng)電力變壓器的運(yùn)行維護(hù)和故障處理積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步完善了故障診斷和處理機(jī)制，提高了應(yīng)對(duì)類似故障的能力。同時(shí)，也促使運(yùn)維人員加強(qiáng)對(duì)變壓器的日常監(jiān)測(cè)和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理潛在的故障隱患，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。五、電力變壓器故障診斷技術(shù)與方法5.1傳統(tǒng)故障診斷方法5.1.1油中溶解氣體分析（DGA）油中溶解氣體分析（DGA）是一種廣泛應(yīng)用于電力變壓器故障診斷的重要方法，其原理基于變壓器內(nèi)部故障與油中溶解氣體產(chǎn)生之間的緊密聯(lián)系。在變壓器正常運(yùn)行時(shí)，變壓器油和固體絕緣材料處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，但當(dāng)內(nèi)部發(fā)生故障，如過(guò)熱、放電等時(shí)，故障點(diǎn)產(chǎn)生的能量會(huì)使周?chē)挠秃徒^緣材料發(fā)生熱分解和電化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生多種低分子烴類氣體以及氫氣、一氧化碳、二氧化碳等。這些氣體大部分會(huì)溶解于變壓器油中，通過(guò)對(duì)油中溶解氣體的成分和含量進(jìn)行分析，就可以推斷變壓器內(nèi)部是否存在故障以及故障的類型和嚴(yán)重程度。DGA的檢測(cè)指標(biāo)主要包括氫氣（H?）、甲烷（CH?）、乙烷（C?H?）、乙烯（C?H?）、乙炔（C?H?）、一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO?）等氣體的含量。氫氣是變壓器內(nèi)部故障的重要指示氣體之一，當(dāng)變壓器內(nèi)部存在局部放電、過(guò)熱等故障時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生氫氣。例如，當(dāng)絕緣油受到電暈放電作用時(shí)，會(huì)分解產(chǎn)生氫氣；在鐵芯多點(diǎn)接地、局部過(guò)熱等情況下，也會(huì)促使氫氣的生成。甲烷、乙烷、乙烯和乙炔等烴類氣體的含量變化，則能反映出故障的類型和嚴(yán)重程度。當(dāng)故障點(diǎn)溫度較低時(shí)，油中溶解氣體的組成主要是甲烷；隨著溫度升高，產(chǎn)氣率最大的氣體依次是甲烷、乙烷、乙烯、乙炔。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生電弧放電故障時(shí)，油中溶解的故障特征氣體主要是乙炔和氫氣，其次是大量的乙烯和甲烷。一氧化碳和二氧化碳的含量變化與固體絕緣材料的老化和分解密切相關(guān)，當(dāng)固體絕緣材料在熱和電的作用下發(fā)生分解時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳。在故障診斷中，DGA方法具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)對(duì)油中溶解氣體含量的分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的潛在故障。一般會(huì)設(shè)定各種氣體含量的注意值，當(dāng)檢測(cè)到的氣體含量超過(guò)注意值時(shí)，就表明變壓器可能存在故障，需要進(jìn)一步分析。例如，當(dāng)氫氣含量超過(guò)150μL/L，總烴含量超過(guò)150μL/L時(shí)，就需要引起關(guān)注。通過(guò)對(duì)不同氣體含量的比值分析，可以判斷故障的類型。常用的三比值法，采用甲烷與氫氣、乙烯與乙烷、乙炔與乙烯三種比值，根據(jù)不同的編碼規(guī)則來(lái)對(duì)應(yīng)不同的故障類型。如比值編碼為“0，2，2”時(shí)，可能表示變壓器內(nèi)部存在高溫過(guò)熱故障；比值編碼為“1，0，1”時(shí)，可能意味著存在低能量的電弧放電故障。DGA方法還可以用于監(jiān)測(cè)故障的發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)定期檢測(cè)油中溶解氣體的含量和變化情況，觀察氣體含量的增長(zhǎng)速率，判斷故障是在逐漸發(fā)展還是趨于穩(wěn)定，為設(shè)備的維護(hù)和檢修提供重要依據(jù)。5.1.2電氣試驗(yàn)檢測(cè)電氣試驗(yàn)檢測(cè)是電力變壓器故障診斷的重要手段之一，通過(guò)對(duì)變壓器的電氣參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和分析，可以判斷變壓器的性能是否正常，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患。常見(jiàn)的電氣試驗(yàn)方法包括繞組直流電阻測(cè)量、變比測(cè)試等，每種方法都有其獨(dú)特的作用。繞組直流電阻測(cè)量是一項(xiàng)基本的電氣試驗(yàn)。其原理是利用直流電源給變壓器繞組通以直流電流，測(cè)量繞組兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律計(jì)算出繞組的直流電阻。繞組直流電阻的大小反映了繞組的材質(zhì)、匝數(shù)、連接情況以及是否存在短路、斷股等缺陷。在測(cè)量時(shí)，需要使用高精度的直流電阻測(cè)試儀，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)于三相變壓器，正常情況下三相繞組的直流電阻應(yīng)基本平衡，其不平衡度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。若三相繞組直流電阻不平衡度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，可能表明繞組存在匝間短路、分接開(kāi)關(guān)接觸不良等故障。例如，當(dāng)某相繞組的直流電阻明顯低于其他兩相時(shí)，很可能是該相繞組存在匝間短路，導(dǎo)致電阻減小；若分接開(kāi)關(guān)接觸不良，會(huì)使接觸電阻增大，從而導(dǎo)致相應(yīng)分接位置的繞組直流電阻增大。變比測(cè)試也是電氣試驗(yàn)中的重要項(xiàng)目。變壓器的變比是指其一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組的電壓比，它是變壓器的重要參數(shù)之一。變比測(cè)試的目的是檢查變壓器繞組匝數(shù)的正確性，以及分接開(kāi)關(guān)的位置是否正確，確保變壓器能夠按照設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)電壓變換功能。在進(jìn)行變比測(cè)試時(shí)，通常使用變比測(cè)試儀，向變壓器的一次側(cè)施加一定的電壓，測(cè)量二次側(cè)的輸出電壓，從而計(jì)算出變比。變比測(cè)試結(jié)果應(yīng)與變壓器的銘牌參數(shù)相符，誤差應(yīng)在允許范圍內(nèi)。如果變比測(cè)試結(jié)果與銘牌參數(shù)偏差較大，可能是繞組匝數(shù)有誤、分接開(kāi)關(guān)調(diào)整不當(dāng)或繞組存在故障等原因?qū)е隆＠纾?dāng)分接開(kāi)關(guān)未正確切換到指定位置時(shí)，會(huì)使繞組匝數(shù)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致變比異常；若繞組存在匝數(shù)錯(cuò)誤，也會(huì)直接影響變比的準(zhǔn)確性。絕緣電阻測(cè)試同樣是電氣試驗(yàn)檢測(cè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)測(cè)量變壓器繞組與繞組之間、繞組與鐵芯之間以及繞組與外殼之間的絕緣電阻，可以評(píng)估變壓器的絕緣性能。絕緣電阻的大小反映了絕緣材料的狀態(tài)和絕緣結(jié)構(gòu)的完整性。在測(cè)試時(shí)，一般使用絕緣電阻測(cè)試儀，施加一定的直流電壓，測(cè)量絕緣電阻值。正常情況下，變壓器的絕緣電阻應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)，且三相絕緣電阻應(yīng)基本平衡。如果絕緣電阻值過(guò)低，可能表明絕緣材料受潮、老化、損壞或存在局部放電等問(wèn)題。例如，當(dāng)絕緣材料受潮時(shí)，水分會(huì)降低其絕緣性能，導(dǎo)致絕緣電阻下降；絕緣材料老化會(huì)使其性能劣化，同樣會(huì)引起絕緣電阻減小。電氣試驗(yàn)檢測(cè)通過(guò)對(duì)變壓器的繞組直流電阻、變比、絕緣電阻等電氣參數(shù)的測(cè)量和分析，能夠?yàn)殡娏ψ儔浩鞯墓收显\斷提供重要依據(jù)。這些試驗(yàn)方法操作相對(duì)簡(jiǎn)單、成本較低，且能夠較為準(zhǔn)確地反映變壓器的電氣性能和運(yùn)行狀態(tài)，是電力變壓器故障診斷中不可或缺的手段。在實(shí)際應(yīng)用中，通常會(huì)將多種電氣試驗(yàn)方法結(jié)合使用，綜合分析試驗(yàn)結(jié)果，以提高故障診斷的準(zhǔn)確性和可靠性。5.2智能診斷技術(shù)5.2.1基于人工智能的診斷方法隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能技術(shù)在電力變壓器故障診斷領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，為提高故障診斷的準(zhǔn)確性和效率提供了新的途徑。其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)是兩種具有代表性的人工智能診斷方法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模擬人類大腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能的計(jì)算模型，具有強(qiáng)大的非線性映射能力和自學(xué)習(xí)能力。在變壓器故障診斷中，常用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型有BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基函數(shù)（RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為例，它由輸入層、隱含層和輸出層組成，各層之間通過(guò)權(quán)值連接。在訓(xùn)練過(guò)程中，將變壓器的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，如油中溶解氣體含量、電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)、溫度等作為輸入，將已知的故障類型作為輸出，通過(guò)不斷調(diào)整權(quán)值，使網(wǎng)絡(luò)的輸出與實(shí)際輸出之間的誤差最小化。經(jīng)過(guò)大量樣本數(shù)據(jù)的訓(xùn)練后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)W習(xí)到故障特征與故障類型之間的映射關(guān)系。當(dāng)輸入新的運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)已學(xué)習(xí)到的知識(shí)，快速準(zhǔn)確地判斷變壓器是否存在故障以及故障的類型。例如，某研究團(tuán)隊(duì)利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)變壓器的油中溶解氣體分析數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將氫氣、甲烷、乙烯、乙炔等氣體含量作為輸入，故障類型分為正常、過(guò)熱、放電等幾類作為輸出，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)變壓器故障診斷的準(zhǔn)確率達(dá)到了90%以上。專家系統(tǒng)則是基于領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建的智能系統(tǒng)，它能夠模擬專家的思維方式，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行推理和判斷。在變壓器故障診斷專家系統(tǒng)中，通常包含知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)等幾個(gè)主要部分。知識(shí)庫(kù)中存儲(chǔ)了大量關(guān)于變壓器故障診斷的專家知識(shí)，如故障特征、故障原因、診斷方法等，這些知識(shí)可以以規(guī)則、框架、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)等形式表示。推理機(jī)則根據(jù)輸入的故障信息，在知識(shí)庫(kù)中搜索相關(guān)的知識(shí)，運(yùn)用推理規(guī)則進(jìn)行推理，得出診斷結(jié)論。數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障歷史記錄等信息，為推理過(guò)程提供數(shù)據(jù)支持。例如，當(dāng)變壓器出現(xiàn)油中溶解氣體含量異常的情況時(shí)，專家系統(tǒng)會(huì)根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則，判斷可能的故障原因是過(guò)熱還是放電，并進(jìn)一步分析故障的嚴(yán)重程度，給出相應(yīng)的處理建議。某電力公司開(kāi)發(fā)的變壓器故障診斷專家系統(tǒng)，整合了多位經(jīng)驗(yàn)豐富的專家知識(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中能夠快速準(zhǔn)確地診斷出變壓器的故障，為運(yùn)維人員提供了有力的技術(shù)支持。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)在變壓器故障診斷中各有優(yōu)勢(shì)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的自學(xué)習(xí)能力和模式識(shí)別能力，能夠處理復(fù)雜的非線性問(wèn)題，對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理速度快，診斷準(zhǔn)確率較高；而專家系統(tǒng)則具有知識(shí)表達(dá)清晰、推理過(guò)程可解釋的優(yōu)點(diǎn)，能夠充分利用專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，對(duì)于一些復(fù)雜的故障情況，能夠給出合理的診斷和處理建議。然而，這兩種方法也存在一定的局限性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練需要大量的樣本數(shù)據(jù)，且訓(xùn)練過(guò)程復(fù)雜，當(dāng)樣本數(shù)據(jù)不足或數(shù)據(jù)存在噪聲時(shí)，診斷準(zhǔn)確率會(huì)受到影響；專家系統(tǒng)的知識(shí)獲取難度較大，知識(shí)的更新和維護(hù)也比較困難，當(dāng)遇到新的故障類型或復(fù)雜的故障情況時(shí)，可能無(wú)法準(zhǔn)確診斷。為了充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，提高故障診斷的效果，在實(shí)際應(yīng)用中，常常將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)相結(jié)合，形成一種混合智能診斷模型，綜合利用兩者的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器故障的準(zhǔn)確診斷。5.2.2大數(shù)據(jù)分析與故障預(yù)測(cè)在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，大數(shù)據(jù)技術(shù)在電力變壓器故障診斷與預(yù)測(cè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。隨著電力系統(tǒng)智能化的發(fā)展，電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含了豐富的信息，如油溫、繞組溫度、負(fù)載電流、油中溶解氣體含量、振動(dòng)信號(hào)等。通過(guò)對(duì)這些大數(shù)據(jù)的深入分析，可以挖掘出數(shù)據(jù)背后隱藏的規(guī)律和特征，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器故障的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和診斷。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)變壓器運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，首先需要建立完善的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)系統(tǒng)。通過(guò)安裝在變壓器上的各種傳感器，實(shí)時(shí)采集變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲(chǔ)。例如，通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器的油溫、繞組溫度，通過(guò)電流傳感器采集負(fù)載電流，通過(guò)油色譜分析儀檢測(cè)油中溶解氣體含量等。這些數(shù)據(jù)不僅包含了變壓器當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)信息，還記錄了其歷史運(yùn)行情況，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供了豐富的素材。在數(shù)據(jù)分析階段，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法可以發(fā)現(xiàn)不同運(yùn)行參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，例如，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)油溫超過(guò)一定閾值且油中溶解氣體含量出現(xiàn)異常時(shí)，變壓器發(fā)生故障的概率會(huì)顯著增加。聚類分析算法則可以將變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)按照相似性進(jìn)行分類，從而發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的潛在模式。例如，將不同時(shí)間段的油溫、負(fù)載電流等數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，發(fā)現(xiàn)變壓器在不同季節(jié)、不同負(fù)載情況下的運(yùn)行模式，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)偏離正常模式時(shí)，可能預(yù)示著存在故障隱患。故障預(yù)測(cè)是大數(shù)據(jù)分析在變壓器故障診斷中的重要應(yīng)用。通過(guò)對(duì)變壓器歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)的分析，建立故障預(yù)測(cè)模型。時(shí)間序列分析模型可以根據(jù)變壓器過(guò)去的運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)，例如，通過(guò)對(duì)油溫的時(shí)間序列分析，預(yù)測(cè)油溫的變化趨勢(shì)，當(dāng)預(yù)測(cè)值超過(guò)正常范圍時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號(hào)。機(jī)器學(xué)習(xí)中的回歸分析、決策樹(shù)、支持向量機(jī)等算法也可以用于故障預(yù)測(cè)。以支持向量機(jī)為例，它可以通過(guò)對(duì)大量的正常運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，建立故障預(yù)測(cè)模型，當(dāng)輸入新的運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí)，模型可以判斷變壓器是否存在故障以及故障發(fā)生的概率。在烏海電網(wǎng)中，某變電站引入了大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)電力變壓器進(jìn)行故障預(yù)測(cè)。通過(guò)對(duì)該變電站多臺(tái)變壓器多年的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立了基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的故障預(yù)測(cè)模型。在實(shí)際運(yùn)行中，該模型能夠提前預(yù)測(cè)變壓器可能出現(xiàn)的故障，準(zhǔn)確率達(dá)到了[X]%以上。例如，在一次預(yù)測(cè)中，模型根據(jù)變壓器的油溫、繞組溫度、油中溶解氣體含量等數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)到某臺(tái)變壓器在未來(lái)一周內(nèi)可能出現(xiàn)過(guò)熱故障。運(yùn)維人員根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，提前對(duì)該變壓器進(jìn)行了檢查和維護(hù)，及時(shí)更換了散熱風(fēng)扇，避免了故障的發(fā)生，保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)為電力變壓器的故障預(yù)測(cè)提供了有力的支持，通過(guò)對(duì)海量運(yùn)行數(shù)據(jù)的深入挖掘和分析，可以提前發(fā)現(xiàn)變壓器的潛在故障隱患，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)維修向主動(dòng)預(yù)防的轉(zhuǎn)變，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和安全性。六、故障預(yù)防與改進(jìn)措施6.1優(yōu)化運(yùn)行維護(hù)策略6.1.1制定科學(xué)巡檢計(jì)劃科學(xué)合理的巡檢計(jì)劃是確保電力變壓器穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。在制定巡檢計(jì)劃時(shí)，需要充分考慮變壓器的運(yùn)行狀況和重要性。對(duì)于運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)、負(fù)載較重的變壓器，應(yīng)適當(dāng)增加巡檢頻次。例如，運(yùn)行年限超過(guò)10年且長(zhǎng)期處于滿負(fù)荷或過(guò)載運(yùn)行狀態(tài)的變壓器，建議每周進(jìn)行一次巡檢，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的故障隱患。而對(duì)于新投入運(yùn)行的變壓器，在初期運(yùn)行階段，可每?jī)芍苓M(jìn)行一次巡檢，隨著運(yùn)行時(shí)間的推移和設(shè)備穩(wěn)定性的提高，逐漸調(diào)整巡檢周期。對(duì)于承擔(dān)重要負(fù)荷，如為大型工業(yè)企業(yè)、重要政府部門(mén)、醫(yī)院等供電的變壓器，應(yīng)作為重點(diǎn)巡檢對(duì)象，提高巡檢的頻率和標(biāo)準(zhǔn)。這些變壓器一旦發(fā)生故障，將對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重影響，因此需要更加密切地關(guān)注其運(yùn)行狀態(tài)。可以制定專門(mén)的巡檢方案，除了常規(guī)的巡檢項(xiàng)目外，還可增加一些針對(duì)性的檢測(cè)內(nèi)容，如對(duì)繞組溫度、油中溶解氣體含量等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行更頻繁的監(jiān)測(cè)。在巡檢內(nèi)容方面，除了傳統(tǒng)的外觀檢查、油溫油位監(jiān)測(cè)、聲音監(jiān)聽(tīng)等項(xiàng)目外，還應(yīng)根據(jù)變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)行環(huán)境，增加一些特殊的巡檢項(xiàng)目。在烏海地區(qū)風(fēng)沙較大的變電站，應(yīng)重點(diǎn)檢查變壓器的散熱片是否有積塵堵塞現(xiàn)象，呼吸器是否正常工作，防止因散熱不良和水分侵入導(dǎo)致變壓器故障。對(duì)于靠近污染源的變壓器，要關(guān)注其絕緣材料是否受到污染侵蝕，定期檢查絕緣性能。在時(shí)間安排上，巡檢計(jì)劃應(yīng)涵蓋不同的時(shí)間段，包括白天和夜晚、工作日和節(jié)假日等。夜晚巡檢可以利用紅外測(cè)溫儀等設(shè)備，更準(zhǔn)確地檢測(cè)變壓器的發(fā)熱情況，因?yàn)橐雇憝h(huán)境溫度較低，變壓器的溫度差異更容易被發(fā)現(xiàn)。在節(jié)假日期間，雖然電網(wǎng)負(fù)荷可能相對(duì)較低，但仍不能放松對(duì)變壓器的巡檢，因?yàn)楣?jié)假日期間可能存在一些特殊情況，如周邊施工活動(dòng)可能對(duì)變壓器造成影響等。通過(guò)制定科學(xué)合理的巡檢計(jì)劃，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力變壓器運(yùn)行過(guò)程中的異常情況，為故障的早期診斷和處理提供有力支持，從而有效保障變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。6.1.2加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電力變壓器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警，烏海電網(wǎng)積極引入先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，構(gòu)建全方位的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系。溫度監(jiān)測(cè)是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容之一。通過(guò)在變壓器繞組、鐵芯、油箱等關(guān)鍵部位安裝高精度的溫度傳感器，能夠?qū)崟r(shí)獲取這些部位的溫度數(shù)據(jù)。例如，采用光纖溫度傳感器，其具有高精度、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量繞組的熱點(diǎn)溫度，為變壓器的熱狀態(tài)評(píng)估提供可靠依據(jù)。利用這些溫度數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)掌握變壓器的運(yùn)行溫度情況，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒運(yùn)維人員及時(shí)采取措施，如調(diào)整負(fù)載、檢查冷卻系統(tǒng)等，防止變壓器因過(guò)熱而損壞。振動(dòng)監(jiān)測(cè)也是一種有效的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段。在變壓器的鐵芯、繞組等部件上安裝振動(dòng)傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其振動(dòng)信號(hào)。正常運(yùn)行的變壓器，其振動(dòng)信號(hào)具有一定的規(guī)律性和穩(wěn)定性。當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)鐵芯松動(dòng)、繞組變形等故障時(shí)，振動(dòng)信號(hào)的頻率和幅值會(huì)發(fā)生明顯變化。通過(guò)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的分析，利用先進(jìn)的信號(hào)處理算法和故障診斷模型，可以判斷變壓器內(nèi)部是否存在故障以及故障的類型和嚴(yán)重程度。例如，當(dāng)監(jiān)測(cè)到振動(dòng)信號(hào)的高頻分量明顯增加時(shí)，可能預(yù)示著鐵芯存在松動(dòng)現(xiàn)象；當(dāng)振動(dòng)幅值突然增大且出現(xiàn)異常的振動(dòng)模式時(shí)，可能表示繞組發(fā)生了變形。局部放電監(jiān)測(cè)對(duì)于檢測(cè)變壓器的絕緣狀況具有重要意義。采用超高頻局部放電監(jiān)測(cè)技術(shù)，在變壓