变压器故障诊断技术的研究
摘要：本文主要思考了变压器故障诊断技术的要点和具体的诊断要求，明确了
变压器故障诊断的方法和步骤，希望可以为今后的故障诊断工作提供参考和借鉴。

关键词：变压器；故障；诊断技术
前言
在变压器的故障诊断过程中，要明确故障诊断的思路和诊断的具体的对策，
进一步采取更好的诊断的措施，才能够确保诊断更加的符合要求，提高变压器的
诊断质量。

1、变压器概述
变压器是根据电磁感应的原理，结合实际需求，将交流电的电压改变到合适
的大小，方便使用。

变压器主要是由线圈和磁芯组成，线圈的绕组最少有两个，
其中必然有一个是连接电源的，则这个绕组称为初级线圈，其他的都称为次级线圈。

变压器的结构主要由十个部分组成：一是芯体。

这个部分是变压器的基本组
成部分，包括铁芯以及上面所提到的绕组等。

二是油箱。

主要是让芯体浸泡在油
箱中起到绝缘的作用。

三是冷却装置。

变压器工作久了会升温，冷却装置的存在
主要是为变压器散热。

四是出线装置。

这部分装置必须都是绝缘的，用来将绕组
的引出线从油箱内引到油箱外。

五是油枕。

油枕可以储存油，当油箱内的油劣化
时起到补充作用。

六是防爆管。

是安全保护装置之一，一般电压比较大的变压器
都必须要设有防爆管，一直保持油箱内的压力处在一定范围内，使变压器不受损坏。

七是呼吸器。

呼吸器可以吸收进入油枕内空气里的水分，降低油箱的氧化。

八是继电器。

这个元件也是用来保护变压器不受到损坏的，当变压器内发生故障，继电器会自动跳闸，不会让损坏行为继续下去。

九是温度计。

毫无疑问，温度计
就是用来监视油箱内的油温的。

十是净油器。

这个装置的存在主要是为了维持绝
缘油的特性，防止其老化。

2、电力变压器的故障分类和规律
减少电力变压器故障率，增加电气设备的可靠性，一方面取决于设备的制造
和安装质量，另一方面在于设备的检修维护和必要的预防监测。

因此，随时检测
变压器状态，及早发现并排除变压器可能潜在的故障，已成为保障供电可靠性的
重要手段之一，是电力系统中一项具有重大理论和实用价值的课题。

大型油浸式电力变压器的故障涉及面广而且复杂多样，特别是在运行过程中
发生的故障，很难以某一判断标准诊断出故障的类型及性质。

变压器常见故障类
型划分方法有很多种，通常有：按变压器主体结构可分为绕组故障、铁芯故障、
油质故障、附件故障；按回路可分为电路故障、磁路故障、油路故障；按一般常
见故障易发区可分为铁芯故障、分接开关故障、绕组故障、绝缘故障等；按变压
器本体可分为内部故障和外部故障。

变压器内部故障，按形成的原因和发展的过程，可分为由电气回路缺陷构成的突发性故障和由铁芯、开关、并联导线绝缘损
伤等局部过热构成的缓慢发展的潜伏性故障两大类。

而对变压器本身影响最严重、故障率最高的是变压器出口短路故障，同时还存在变压器油渗漏故障、油流带电
故障、保护误动故障等等。

长期故障统计表明，变压器的故障率随时间的变化可以线性化为三个阶段：
早期故障期、偶然故障期和耗损故障期。

早期故障期是指变压器的早期故障起出
现在设备使用的1～3年，其特点是故障率较高，且故障率随着时间的增加而迅
速下降。

变压器的早期故障通常是由于设计、制造上的缺陷等原因引起的，例如
设计不合理，使用材料不合格，装配不当，焊接不良，质量检验不认真等造成的。

偶然故障期是在早期故障期之后是变压器的有用寿命期，称之为偶然故障期。

其
特点是故障率低且稳定，故障的产生是随机的。

偶然故障是由偶然因素引起的，
如技术参数突然超过极限值，工艺缺陷、材料弱点在偶然因素的激发下，维护不良、操作失误，运行环境的突变等因素造成的。

耗损故障期出现在变压器的有用
寿命期的末期，其特点是故障率随时间的增加而加大。

损耗故障是由于变压器内
部的物理变化、化学变化或生物变化所引起的磨损、疲劳、腐蚀、老化、极化、
损耗、阻抗增大、振动位移等原因所造成的。

3、变压器故障诊断技术
变压器内部结构复杂，长期运行状态下的变压器将出现绝缘老化、材质劣化
等现象。

当变压器发生故障后，将给电力系统的安全稳定经济运行带来严重后果。

因此，及时查找变压器中已发生的故障或未发生的隐性故障，并采取相应的抑制
措施具有重要的理论和实际工程意义。

变压器的故障诊断就是根据变压器运行过程中产生的各种状态量信息，判断
变压器是否正常运行，并确定产生故障的位置。

变压器的故障诊断本质是变压器
运行状态的模式识别问题，包括故障状态量信息预处理、特征信息提取和故障识
别三个过程。

变压器故障诊断方法可分为三类，即：传统故障诊断法、基于数学模型以及
基于人工智能的故障诊断法。

3.1传统故障诊断法
传统变压器故障诊断法通过对变压器进行预防性电气试验来进行故障诊断。

依据试验种类的不同，可分为绝缘试验法、局部放电试验法和绝缘油电气试验法。

1）绝缘试验法。

绝缘试验的内容包括：①测量绕组的绝缘电阻及吸收比；
②测量绕组连同套管的泄露电流、交流耐压、直流电阻；③测量铁芯对比电阻；
④油中溶解气体和微量水分分析。

该方法原理简单、可靠性强。

2）局部放电试验法。

在已知的变压器故障中，大多数由变压器局部放电引起。

因此，采用局部放电实验法进行故障诊断受到了广泛的关注。

可采用多种方法和
装置进行局部放电试验，包括直接法、间接法以及混合法。

3）绝缘油电气试验法。

绝缘油电气试验内容用于检测油中含水量、油中含气量以及油中糠醛含量。

该方法可有效检测变压器中绝缘油的优劣状况。

上述预防性电气试验法通过对变压器的一些常规状态量进行检测，可有效检
测到变压器内部故障，然而该方法却难以对某些局部现象（如铁芯局部过热）作
出准确判断。

通过在试验中对油中溶解气体进行检测可避免上述方法的不足，该
方法不受外界干扰，诊断精度和灵敏度高。

目前，该方法已广泛应用于诊断变压
器的早期潜伏性故障。

3.2基于数学模型的故障诊断法
1）基于模糊理论的故障诊断法。

美国学者Zadeh于1965年提出处理模糊信
息的模糊理论。

当变压器发生故障后，其故障现象、故障原因和故障机理之间存
在大量由排中律缺失引发的不确定性，采用模糊理论可对其进行准确的描述。

基于模糊理论的方法基于专家经验，采用隶属度函数描述状态变量的变化规律，主观性强。

2）基于粗糙集理论的故障诊断法。

学者Pawlak在1982年提出了粗糙集理论，该理论可有效分析和处理不精确、不一致和不完整等各类不完备信息，通过揭示
数据间隐藏的规律，提取有效的信息。

3.3基于人工智能的故障诊断法
随着计算机技术和人工智能技术的发展，以人工神经网络、遗传算法、专家系统、支持向量机等为代表的智能诊断方法能最大程度上的利用专家经验，引起了研究人员的广泛关注。

基于人工神经网络的故障诊断法。

人工神经网络是一种模拟大脑行为和活动过程的智能分析方法。

它具有很强的自学习能力，能有效处理不完全和不精确的信息。

目前，应用较多的人工神经网络为基于BP算法的前向神经网络和基于径向基函数的神经网络。

4、结束语
综上所述，在变压器故障诊断的过程中，要充分考虑到诊断的需求，也应该真正明确诊断的技术方法，本文总结了变压器故障诊断技术的要点和关键所在，可供今后参考。

参考文献：
[1]刘娜，高文胜．基于组合神经网络模型的电力变压器故障诊断方法[J]．电工技术学报．2016（2）：15
[2]付超，安国庆．变压器的故障诊断与分析[J]．科协论坛（下半月）．2017（10）：96。