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大型电力变压器故障实例统计分析

大型电力变压器是电网传输电能的枢纽，是电网运行的主设备，

其安全可靠性是保障电力系统可靠运行的必备条件，随着电力系统规

模和变压器单机容量的不断增大，其故障对国民经济造成的损失也愈

来愈大，因而对变压器作可靠性分析与风险评价是日益重要的课题。

1变压器故障分类

根据统计分析工作的需要，变压器故障可进行相应的分类。

1.1变压器故障按部位分类

变压器故障按部位通常可分为绕组故障，铁心故障，分接开关故

障，引线故障，套管故障，绝缘故障和密封故障等。

1.2变压器故障按原因分类

对变压器故障的原因，基本上可以做如下分类：

（1）制造：制造工艺不良、设计不合理、材料质量不良、异物进

入、杂质；

（2）维护：维护不当、受潮、操作失误、振动；

（3）环境：外部短路、雷电侵袭、自然损坏；

（4）其它。

1.3变压器故障按严酷程度分类

根据变压器故障程度不同，对不同故障模式进行严酷程度分类：

（1）Ⅰ类灾难性：变压器爆炸或完全损坏；

（2）Ⅱ类致命性：变压器性能严重下降或严重受损，必须立即停

运；

（3）Ⅲ类临界性：变压器性能轻度下降或轻度受损；

（4）Ⅳ类轻度性：不甚影响变压器运行但要进行非计划检修。

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2变压器故障按部位分类分析

2.1绕组故障

变压器绕组是变压器的心脏，构成变压器输入、输出电能的电气

回路，其故障模式可分为：绕组短路、绕组断路、绕组松动、变形、

位移、绕组烧损。其中绕组短路又可分为：层间短路、匝间短路、相

间短路、股间短路。

变压器绕组故障除外在因素外，大部分是由于绕组本身结构及绝

缘不合理所引起，以绕组短路出现率最高，它不仅影响到绕组本身，

而且对铁心、引线、绝缘屏等都有极大的影响。这种故障属致命性

的，此时变压器内部可能出现局部高温或局部高能量放电现象，如不

及时处理会导致变压器绕组完全损坏，严重时其油温迅速升高，体积

膨胀，甚至导致变压器爆炸，升级为灾难性故障。

对于变压器绕组松动、变形、失稳，绝缘损伤现象，变压器在这

种情况下虽能运行，但实质上内部已受损，抗短路能力差，若外部短

路或受到雷击的影响会进一步使绕组松散，内部场强分布不均，极易

导致局部放电进而损伤导线。另外松散导线也易在电磁力作用下产生

振动，互相磨擦而划破绝缘。绕组烧损是指绕组绝缘部分碳化，最终

形成绕组短路，发展为致命性故障，因而这类故障属于临界性故障。

绕组断路，当高压侧一相断路时，变压器将在非全相状态下运

行，变压器低压三相电压、电流呈现不平衡，三相直流电阻也不平

衡；两相断路变压器则不能运行；当低压侧两相断路时，变压器单相

负载运行，断路的两相低压无电压、电流，因而变压器断路属于致命

性故障。

2.2铁心故障

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变压器铁心和绕组是传递、交换电磁能量主要部件，要使变压器

可靠运行，除绕组质量合格外，铁心质量好坏是决定正常运行的关

键。铁心的故障模式可分为：铁心多点接地、铁心接地不良、铁心片

间短路。其中铁心多点接地可分为：铁心动态性多点接地和牢靠性多

点接地。

变压器铁心故障以铁心多点接地出现较多，伴随有铁心局部过

热，运行时间过长将会使油纸绝缘老化、绝缘垫块碳化、铁心片绝缘

层老化，甚至使铁心接地引线烧断，这类故障属临界性故障。铁心片

间短路将会在强磁场中形成涡流使铁心局部过热，铁心接地不良也会

使铁心局部过热，同时出现介损超标现象，局部过热现象易烧坏铁心

片间绝缘，扩大铁心故障，因而它们也属临界性故障。而铁心动态性

接地情况将有所不同，主要是由杂质在电场力作用下形成导电小桥，

是由一些杂质纤维与金属粉末形成，有时在大电流的冲击下而摧毁，

出现情况不稳定，一般不影响变压器运行，但不定期的局部过热会使

内部绝缘受伤，属轻度性故障。

2.3分接开关故障

有载分接开关内部传动结构较为复杂，而且经常操作切换，它的

故障直接影响到变压器的正常运行。分接开关由于受高温和绝缘油影

响，极易使触头表面氧化，生产氧化膜，使触头间