變壓器的故障原因及故障檢測技術

一、工作原理

伺服電機（servo motor ）是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機，是一種補助馬達

間接變速裝置。伺服電機可以控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和

轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統

中，用作執行元件，且具有機電時間常數小、線性度高等特性，可把所收到的電信號轉換成

電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當

信號電壓為零時無自轉現象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。

二、故障原因

1.電力變壓器

目前，已在系統運行的代表性產品包括：1150KV、1200MV·A，735～765KV、800MV·A、400

～500KV、3相750MV·A或單相550MV·A，220KV、3相1300MV·A電力變壓器；直流輸電

±500KV、400MV·A換流變壓器。電力變壓器主要為油浸式，產品結構為芯式和殼式兩類。芯

式生產量占95%，殼式只占5%。芯式與殼式相互間并無壓倒性的優點，只是芯式工藝相對簡單

，因而被大多數企業采用；而殼式結構與工藝都要更為復雜，只有傳統性工廠采用。殼式特

別適用于高電壓、大容量，其絕緣、機械及散熱都有優點且適宜山區水電站的運輸。

2.配電變壓器

國外配電變壓器容量能達到2500KV·A，有圓形與橢圓形鐵心形式。圓形的占絕大多數，橢圓

形的由于M0（鐵心柱的間距）小，因而用料可以減少，其對應線圈為橢圓形。低壓線圈有線

繞式與箔式，油箱有帶散熱管的（少數）與波紋式的（大多數）。

3.干式變壓器

近來來，干式變壓器在國內得到迅猛發展，在京、滬和深等大城市，干變已經占到50%，而在

其他大中城市也已經占到20%。干變有四種結構：環氧樹脂澆注、加填料澆注、繞包和浸漬式

。目前，歐美廣泛采用開敞通風式H級干式變壓器，是在浸漬式 基礎上吸取了繞包式結構的

特點并采用Nomex紙后發展起來的新型H級干變，由于售價高，在我國尚未推廣。目前，國內

通過短路試驗容量**的干式配電變 壓器是2500KV·A、10/0.4KV；通過短路試驗容量zui大

的干式電力變壓器是16000KV·A、35/10KV。

4.非晶合金變壓器

非晶合金變壓器雖然抗短路性能差，噪聲大，但是節能，因此未來發展前景可觀。目前，中

國zui大的非晶合金變壓器鐵心生產企業具有3000～4000t的鐵心年產能力，鐵心及變壓器的

生產技術并不是制約推廣非晶合鐵心金變壓器的關鍵性因素，非晶合金帶材的突破才能促成

產品質的飛躍。

5.卷鐵心變壓器

目前，卷鐵心變壓器的生產主要集中在10KV級，容量一般小于800KV·A，也試制了1600KV·A

，但電力部門采購以315KV·A以下容量的居多，適合用于農網。中國現有卷鐵心變壓器生產

廠200多家，有一定規模的占20%。中國強卷鐵心變壓器生產能力約為1600萬KV·A，但實際產

量較低。

三、故障檢測技術

1.在線監測技術

在線監測技術主要使用的是振動分析法和局部放電檢測法等兩種。一是振動分析法。該分析

方法指的是變壓器運行時，要監測變壓器的振動信號的強弱，并且分析總結出現這樣監測結

果的原因，進而可以對變壓器的運行狀態進行實時的檢測，有利于及時發現故障問題，在小

故障釀成大故障前，便得到解決。二是局部放電檢測法。該檢測方法指的是變壓器在運行過

程中的機械內部出現故障，進而引發了局部的放電現象，這樣會影響放電的水平和放電的速

度。所以有必要針對變壓器的局部放電情況，加強日常地有效地判斷，檢測變壓器安全隱患

是否存在，并對這些問題進行有針對性地解決，來確保機械的安全穩定運行。

2.氣相色譜儀技術

氣相色譜儀技術主要用于分析混合氣體中內部組成部分。該檢測 技術的優點主要有效以下幾

點：效率高，使用便捷、操作便利等許多方面，這些優勢促進了該技術得到了十分廣泛的應

用，并在各種電氣設備的檢測的領域得到了廣泛面的應用。其中，對于高分子膜技術便有效

利用了該項技術，有效快速分解油氣，并在高分子聚合物的作用 下并在變壓器的影響下將油

溶解，這樣可以有效提高測定電壓器的故障氣體和油中氣體的濃度。多數情況下，當變電器

出現故障時，可能會散發出氫氣氣體的味道，利用這一化學特性可以更好地檢測氣體的 含量

，并有效地檢測變壓器故障氣體中的氫氣。另外，使用該變壓器 進行檢測多種氣體，這樣大

大提高了變壓器故障氣體的擴散速度，有利于正常運行的狀態能及時得到恢復。

3.感器列陣技術

對于感器列陣技術而言，在變壓器故障檢測技術中該技術也起到了十分重要的作用。為此，

電力檢測維修工作人員需要熟練地掌握該項技術，并將該項技術科學合理地運用到檢測故障

的工作，可以有效提高變壓器的安全運行指數，使得運行的狀態不受到外界干擾。并且由于

這項傳感器具有以下的優點：選擇性高、敏感度高等優點，使用傳感器進行在線檢測，進而

提高檢測故障氣體的濃度的速度，有利于含量的檢測，可見不但可以提高檢測的速度，而且

還可以提升變壓器故障檢測技術水平，降低變壓器的檢測故障的出現的幾率。

4.紅外光譜技術

紅外光譜技術又稱之為紅外光譜在線檢測技術，該技術具有檢測速度快、準確度高、敏銳度

高、維修量少等優點，該技術也在變壓器故障檢測技術扮演著重要的角色，有助于變壓器故

障產生氣體的含量檢測。在實際的檢測工作中以及在具體的使用過程中，可以有效地利用紅

外氣體分析儀器和雙關路薄膜電容檢測儀器，進行定量地分析。

5.繞組直流電阻檢測技術

利用繞組直流電阻加測技術，可對變壓器內繞組縱絕緣和電流回路的連接情況進行分析。繞

組直流電阻檢測技術一般用于判斷繞組匝間短路、分接開關的連接狀態以及街頭的接觸情況

。而繞組直流檢測技術又是變壓器各繞組直流電阻平衡度和調壓開關檔位的重要檢測手段。