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当前的范围内，不中断的电力供给已成为工生产、国防军事、科技成长及人平易近生活中相当重要的身分。人们对能源不中断供给的依靠性经常是直到厂房里的生产装备突然遏制工作、年夜楼灯光突然全数熄灭、电梯被悬在楼层之间时才意想到各类断路器、布线及变压器的重要性。
变压器故障凡是是陪伴着电弧和放电和剧烈燃烧而发生，随后电力装备即发生短路或其他故障，轻则可能仅仅是机械停转，照明完全熄灭，严重时会发生重年夜火灾甚至造成人身伤亡事故。是以若何确保变压器的平安运行遭到了列国的普遍关注。
美国HSB公司工程部总工程师WilliamBartley师长教师，主要负责对年夜型电力装备尤其是发机电和变压器的分析和评估工作，并负责重年夜事故的查询拜访、检修法式的改良及新型检测技术方面的研究。自70年月以来，他负责查询拜访了数千起变压器故障并进行了几十年的科学统计研究。
在中国高速的现代化成长中，电力工的平安运行更起着要害作用。本文从介绍美国1988年至1997年10年间变压器故障的统计数据进行分析，为国内提供参考资料及可借鉴的科学统计方式，以到达为电力部门服务的目的。
1 变压器故障的统计资料
1．1 各类型变压器的故障
曩昔10年来，HSB发生几百起变压器故障造成了数百万美金的损失。此列出了按变压器类型显示的变压器故障统计数。从此的显示可以看出除1988年外，电力变压器故障始终占据主导位置。
1．2 分歧用户的变压器故障
变压器使用在分歧的部门，故障率是分歧的。为了分析变压器发生故障的危险性，可将用户划分为11个自力类型：（1）水泥与采矿；（2）化工、石油与自然气；（3）电力部门；（4）食物加工；（5）医疗；（6）制造；（7）冶金工；（8）塑料；（9）印刷；（10）商建筑；（11）纸浆与造纸。
依照HSB的RickJones博士风险治理的方式，将“风险”界说为发生频率与损失水平。损失水平可以被界说为年平均毛损失，而发生频率（或称为几率）则可界说为故障发生平均数除以总数。所以，对于每个给定的自力组来说：
频率=故障数/该组中的变压器台数
（举例来说，假设每一年平均有10起故障，在一个给定的自力组中有1,000个用户，在该组中任何地址故障的几率就是0.01/年。）是以，可以采用产物的故障频率与水平将变压器的风险按用户加以划分。（风险=频率×水平）。
10年中10个自力组中变压器风险性的频率—水平“散布图”。每组曲线中，X轴暗示频率、Y轴暗示水平（或平均损失），X－Y的关系就形成了一个风险性坐标系统。其中的斜线称为风险等价曲线（例如，对于＄1,000的0.1的可能性与＄10,000的0.01的可能性可认为是同等风险的）。坐标中右上角的象限是风险性高的区域。
当斟酌到频率和水平时，电力部门的风险是高的，冶金工及制造划分列在第二和第三位。
1．3 各类使用年限变压器的故障
依照变压器设计人员的说法，在“理想状态下”变压器的使用寿命可达30～40年，很较着的是在现实中并非如斯。在1975年的研究中，故障时的变压器平均寿命为9.4年。在1985年的研究中，变压器平均寿命为14.9年。凡是有盆形曲线显示使用早期的故障率和位于右真个老化成效，然而故障统计数据显示变压器的使用寿命并非没法猜想。此显示了该研究中使用寿命的统计数据，这些数据可以用来肯定对变压器进行周期检查的时间和费用。
在电力工中变压器的使用寿命应当给予非凡地关注。美国在二战后履历了一个工飞速成长的阶段，并致使了根蒂根基工非凡是电力工年夜规模的成长。这些自50年月到80年月安装的装备，按其设计与运行的状态，现在年夜部门都已到了老化阶段。据美国商部的数据，在1973～1974年间电力工在新装备安装方面到达了。现在，这些装备已运行了近25年，故必需对已安装变压器的故障可能性给予非凡的关注。
2 变压器故障缘由分析
HSB收集了有关变压器故障10年来的资料并进行分析的成效讲明，虽然老化趋向及使用分歧，故障的基来源根基因依然不异。HSB公司电气部的总工程师J.B.Swering在论文中写到：“多种身分都可能影响到尽缘材料的预期寿命，负责电气装备操作的人员应给予细致地斟酌。这些身分包括：误用、振动,太高的操作温度、雷电或涌流、过负荷、对控制装备的维护不够、清洁不良、对闲置装备的维护不够、不恰当的润滑和误操作等。"
下表中给出了在曩昔几十年中HSB公司总结出的有关变压器故障的基来源根基因，表中列出了划分由1975、1983和1998年的研究得出的关于故障凡是的缘由及其所占百分比。
2.1 雷击
雷电波看来比以往的研究要少，这是由于改变了对原由的分类方式。现在，除非明确属于雷击事故，一般的冲击故障均被列为“线路涌流”。
2．2 线路涌流
线路涌流（或称线路干扰）在致使变压器故障的所有身分中被列为首位。这一类中包括合闸过电压、电压峰值、线路故障/闪络和其他输配(T＆D)方面的异常现象。这类原由在变压器故障中据有显著比例的事实讲明必需在冲击庇护或对已有冲击庇护充实性的验证方面授与更多的关注。
2．3 工艺/制造不良
在HSB于1998年的研究中，很小比例的故障归罪于工艺或制造方面的缺陷。例如出线端松动或无支持、垫块松动、焊接不良、铁心尽缘不良、抗短路强度不足和油箱中留有异物。
2．4 尽缘老化
在曩昔的10年中在造成故障的原由中，尽缘老化列在第二位。由于尽缘老化的身分，变压器的平均寿命17.8年，年夜年夜低于预期为35～40年的寿命！在1983年，发生故障时变压器的平均寿命为20年。
2．5 过载
这一类包括了肯定是由过负荷致使的故障，仅指那些持久处于跨越铭牌功率工作状态下的变压器。过负荷经常会发生在发电厂或用电部门延续缓慢提升负荷的情况下。终造成变压器超负荷运行，太高的温度致使了尽缘的过早老化。当变压器的尽缘纸板老化后，纸强度下降。是以，外部故障的冲击力就可能致使尽缘破损，进而发生故障。
2．6 受潮
受潮这一种别包括由洪水、管道渗漏、顶盖渗漏、水份沿套管或配件侵进油箱和尽缘油中存在水份。
2．7 维护不良
调养不够被列为第四位致使变压器故障的身分。这一类包括未装控制其或装的不准确、冷却剂泄漏、污垢淤积和侵蚀。
2．8 破坏及故意损坏
这一类凡是肯定为较着的故意破坏行为。美国在曩昔的10年中没有关于这方面变压器故障的报道。
2．9 毗连松动
毗连松动也能够包括在维护不足一类中，可是有足够的数据可将其自力列出，是以与以往的研究也有所分歧。这一类包括了在电气毗连方面的制造工艺和调养情况，其中的一个问题就是分歧性金属之间不妥的配合，虽然这类现象近几年来有所削减。另外一个问题就是螺栓毗连间的紧固不恰当。
3 变压器维护建议
凭据以上统计分析成效，用户可制定一个维护、检查和实验的计划。这样不单将显著地削减变压器故障的发生和不成预计的电力中断，而且可年夜勤俭经费和时间。由于一旦发闹事故，不仅修理费用和停工期的花费庞大，重绕线圈或重造一台年夜型的电力变压器更需要6到12个月的时间。因而，一个包括以下建议的秀维护制度将有助于变压器获得年夜的使用寿命。
3．1 安装及运行
（1）确保负荷在变压器的设计答理范围之内。在油冷变压器中需要仔细地监视顶层油温。
（2）变压器的安装地址应与其设计和建造的尺度相顺应。若置于户外，肯定该变压器适于户外运行。
（3）庇护变压器不受雷击及外部损坏危险。
3．2 对油的检验
变压器油的介电强度随着其中水份的增加而急剧下降。油中万分的水份就可以使其介电强度下降近一半。除小型配电变压器外所有变压器的油样应经常作击穿实验，以确保准确地检测水份并经由过程过滤将其往除。
应进行油中故障气体的分析。运用变压器油中8种故障气体在线监测仪，接连测定随着变压器中故障的成长而消融于油中气体的含，经由过程对气体种别及含的分析则可肯定故障的类型。每一年都应作油的物理性能实验以肯定其尽缘性能，实验包括介的击穿强度、酸度、界面张力等等。
3．3 经常维护
（1）连结瓷套管及尽缘子的清洁。
（2）在油冷却系统中，检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积和任何限制油自由流动的机械损伤。
（3）保证电气毗连的紧固靠得住。
（4）定期检查分接开关。并检验触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。
（5）每三年应对变压器线圈、套管和避雷器进行介损的检测。
（6）每一年检验避雷器接地的靠得住性。接地必需靠得住，而引线应尽短。旱季应检测接地电阻，其值不应跨越5Ω。
（7）应斟酌将在线检测系统用于要害的变压器上。今朝市场上有多种在线检测系统，供给商将分歧的探测器与传感器加以组装，并将其与数据收集装配相连，同时提供了经由过程调制解调器实现远距离通讯的功能。美国SERVERON公司的TrueGas油中8种故障气体在线监测仪就是极好的选择。此系统监测真实故障气体含，连系“家系统”诊断将无害情况与危险事务加以区分，保证变压器的平安运行。
4 竣事语
变压器是电网中的重要装备。虽配有避雷器、差动、接地等多重庇护，但由于内部结构复杂、电场及热场不均等诸多身分，事故率依然很高。中国在70年月的10年中，110kV及以上变压器的年平均尽缘事故率约为17.66台次，恶性事故和重年夜损失也时有发生。是以借鉴国外经验，哄骗进步前辈在线监测装备，增强状态维护模式，以使电力供给加倍平安靠得住。
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