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1、储能系统中变压器常见失效分析摘要：介绍了变压器在储能系统应用中的常见故隙及形成原因，提出了变压器选型设计要素，为储能系统变压器设计选型提供一些参考依据。关键词：变压器；储能系统；设计选型；系统匹配1、变压器在储能系统中应用不同变压器在储能系统中的主要作用为：升压、隔离变压器，起电压变换和工频隔离作用；配电变压器，起电压变换作用；采样变压器，起工频隔离和产生中性点作用。具体如图1所示。图1储能系统中的不同变压器2、常见故障模式分析2.1 绕组故隙2.1.1 绕组过温故障绕组过温是变压器所有故障中常见的，主要有以下三方面原因。系统散热不良。在系统设计时，对变压器的损耗评估不准、散热做的不够，导致变
2、压器无法在标称的容量下持续工作。储能系统中变压器一般是依照ClassH绝缘等级制作的，材料的耐温达到了180,变压器本身的的耐温等级较高，所以变压器温度过高时首先影响的是布局在其周围的电气、电子部件和环境温度，导致其他工作温度较低的器件先发生过温。匝间短路。变压器的匝间短路是同绕组线匝之间的短路，由绕组间绝缘失效导致，匝件短路会导致变压器绕组局部出现短路电流，局部严重发热直到绕组烧断。变压器本身的漆包线、绝缘纸质量问题、绕线导致漆包线损伤或引出线有毛刺等制作工艺问题外，雷击、操作过电压等过电压是导致绕组匝间绝缘击穿失效的主要因素之一。铁芯饱和。超过变压器设计的持续工作过电压或电压谐波时，将造成
3、变压器工作磁通密度增加，使变压器铁芯饱和导磁率会急剧下降，变压器绕组阻抗下降，电流增大，绕组出现过温，严重情况下出现烧断现象。2.1.2 连接失效连接失效有三方面原因：引出线工艺不良，引出端和绕组接触电阻大；变压器使用安装过程引出端受到过分应力产生松动或断裂；引出端材质的铜铝转换问题。2.1.3 绝缘失效绝缘失效的原因有：NTC与铁芯或者耐压之间绝缘处理不够，绝缘耐压测试不过；长期放置加上存放环境不良，变压器受潮，绝缘性能降低；不当的安装导致绝缘层损坏。2.2 铁芯故隙2.2.1 铁芯过温铁芯过温也是变压器常见故障之一，除系统散热不够外，谐波或纹波过大也是铁芯过温的常见原因。负荷谐波或纹波过大
4、时，通过阻抗形成谐波电压，谐波电压在铁芯碟片中将产生涡流电流，使其产生发热和损耗。2.2.2 噪声变大铁芯振动是变压器噪声主要来源，铁芯振动主包括有磁致伸缩和电磁力引起铁芯振动。变压器在运行一段时间后噪声变大，应用中常见的是负荷谐波电流变大，导致损耗增加，振动加剧，噪声变大。2.2.3 铁芯生锈变压器铁芯一般采用硅钢片作为铁芯导磁材料，在高湿下极容易生锈，危害为可能导致铁芯片间短路，涡流环流增大，铁芯发热量增大。2.3 其他故隙2.3.1 空载电流谐波大变压器磁化曲线强度较低时是非线性的。磁场强度较大时，有一端线性区域。在设计变压器时，一般会合理设计铁芯截面，使铁芯在变压器额定状态下处于该线性
5、区域。变压器在空载时，电流较小，铁芯处于非线性区，电流发生畸变，通常呈尖顶波，电流增大后，磁场进入线性区，这种现象会随之消失。不合理的设计会导致电流较大时，变压器铁芯磁场强度还处于非线性区域，电流有畸变，即本该在空载时才有的畸变，在电流较大时还存在，导致储能系统谐波超标。2.3.2 励磁涌流变压器励磁涌流过大导致上级跳闸是储能系统配电柜常见的故障。变压器在空载时投入或断电后电压恢复时，会在变压器电压突变的一侧产生数值很大的冲击电流，这就是励磁涌流。其有如下特点：大幅值可以达到变压器额定电流的615倍，可以和短路电流相比；励磁涌流程尖顶波，含有大量的非周期分量、高次谐波。励磁涌流导致的故障为：诱
6、发配电变压器上级保护开关跳闸，.主回路变压器前端断路器无法合闸或合闸时过大的冲击电流烧坏断路器，一般应用需要增加软启动电路。2.3.3 NTC预埋工艺NTC一般在设计制造时埋入变压器内部，用来监测变压器内部绕组或铁芯温度，其绝缘处理的厚度、预埋位置会影响到变压器运行时检测到的温度值。批量生产工艺管控不到位的情况下，会导致不同变压器在同样工况下检测的NTC温度差异较大，在保护限值固定的情况下会引起过温误报或者实际过温不保护。2.3.4 系统匹配变压器的系统匹配在储能系统中暴露过以下问题。中性线接地问题。储能系统一般都是应用在IT系统中，即中性点不接地系统，IT系统一般采用对地绝缘电阻检测做接地保
7、护，部分客户将储能系统接到中性点接地系统的应用，此时原储能系统中配置的绝缘检测就要去掉保护装置，否则就会出现误护，应在交流侧增加RCD（剩余电流保护装置），在直流侧增加对地绝缘电阻检测。中性点接地还容易出现另一个系统匹配问题储能系统中的PCS交流侧对地具有*的共模电压,其二次配电变压器往往从PCS输出端口取电,如果将配电变压器二次侧N线接地，会导致共模干扰通过地线耦合到二次侧，导致二次侧L-N间出现较大的高频纹波，影响其供电质量。3、变压器设计选型注意事项在提供变压器设计需求时，需要明确如表1所示的项目具体要求。1事H具体,欢小学I定更充电耳MSl定金电用不*现KiI的*电用041作外3通放电
8、支受力比分”结及帔同出现第*火电0Sr支后心的费电应*受健力也不H丁事4改aFF受力先分惟必仲女系统*tM由*将电RNMtl*+.费乐b的彼电月制受富力以不MTa第弁樽6封H出现曾大首微电隙S空RmH*3U6a计制作尊用H5Uib的端纹愦6代拿Il性8.受左DR奇产生峥tt仪艮星，殿Itit电施今7叶笛4切，用T变在。侵冷电座的过汁和上t。*的X或8二liIiJLXi田次工9工Q环境温度事n登尼b阴安装g。1笠出现的大皮|夕足计，京IO笄HT财产丛维升要求大的褒力：不仅仅襄，量型Rd*0的赵升舍现Il热电IH，IMU护开美tt电把Nt保护开KtMr求震区-!出10!久的电第压我Jl昼食号家H件
9、的MBWfiF-ZiK装利用内；？核,头嘴收制的，樽要用9.ft的12尢，叔/不T安长拜金山堡出现的或蜃则13讲一皆HF集，次X杜雾填药方乐如修依辨”14XMS方班R值TWWfli-wmIOOOV2ff2tffiRswmnto.电值小于IOmA15贵牝：ft*ftettXAft*l*肉&片尢取冏&片“*：tts*f!)tJtamanx变压器常见故隙分析及处理摘要：电力变压器在电力输送的过程中起到重要作用，它能够将高电压转变为成可用的电压。从电网系统的角度看，电力变压器具有关键性作用，一般来说，如果电力变压器出现故障问题，就会对整个电力网络产生不良影响，还会危害人们的正常生活。基于此，下文将对变
10、压器常见故障分析及处理措施展开详细的分析。关键词：变压器;常见故隙;处理措施随着电力企业的不断发展，对电力变压器故障检测技术的研究也在不断深入，更多先进的检测技术相继出现。通过相关故障检测技术检测并排除电力变压器故障，使电力变压器更安全、更方便、更符合人们的需要。基于此，下文就电力变压器的具体故障分析和检测方法进行探讨。1变压器概述现代化社会发展趋势下我国电力设备与电气稳定性成为社会广泛关注的一大热点，电气设备稳定运行中电力系统对电子设备检修成本、可靠性及其稳定性提出更高要求，据此在这一背景下电力变压器涉及到的检修工作成为电力维护人员主要管理的重要组成部分。本文主要以变压器检修维护中常见故障分
11、析与处理措施为讨论方向，参考前人结论的基础上，深度探析了相关处理措施，旨在为我国电力系统稳定运行发展与电力变压器检修效率提升做出贡献。2电力变压器故障的主要原因2.1 套管的故障电力变压器中的套管是关键的部件，电力企业在具体工作的时候，如果套管出现故障问题，对电力变压器的正常运行产生不利影响。而套管故障主要表现在套管的损坏和套管的受潮等，以上问题出现的原因如下：（1）电力变压器的使用强度太大，出现套管的破损现象，高压变电器中套管的职责是担任固定线路，因为外力和内部电流等因素，电力变压器经常会出现套管脱釉或者表面破损等现象；（2）电力企业在安装的时候出现一些失误现象，引起套管的受潮，套管在安装的
12、时候，工作人员要固定住引线，然后做好相应的密封工作，如果工作人员出现安装失误，这就容易发生密封不严实等情况，进而影响其安装质量，如果套管的内部与外部连接在一起，在水汽的影响下会出现套管受潮。2.2 绝缘故隙在正常运行过程中，为了保证变压器的一次侧和二次侧线圈间的绝缘、保证铁心硅钢片间的绝缘，变压器设置了绝缘油和绝缘纸板等，来保证绝缘。有以下几种原因可能会导致绝缘故障：（1）部分燮压器采用薄绝缘、小油道的设计制造，容易造成绝缘故障。（2）受到污染的绝缘油绝缘强度会明显下降，进而会导致整体绝缘性能的下降。2.3 电力变压器监测不准确随着经济水平的发展，计算机技术应用到各个行业领域中。目前的电力系统
13、仍然是传统的视频监控,并不能够及时检测出变压器故障,需要加强电子设备的使用和计算机技术应用，实时监测电力系统，并通过数据参数显示，能够准确查找到变压器的故隙地点，并进行检修，避免浪费机器检修时间，提高电力变压器的工作效率。2.4 变压器的故隙检修措施3.1 变压器选择与安装的注意事项进一步加强变压器过程管理措施，从订货、设计制造、材料组部件选用等全流程监督，针对各项可能存在的问题进行细致处理，在选择过程中，变压器应选择体积小、噪声低、阻燃性好、可靠性高。如主变电所内部配电网总电压为220kV,主要用于防止噪声。温度低、噪音小、油性、空气强度强、散热器可安装在室外。同时要做好现场验收与试验等工作
14、，在雨季应保隙变压器使用前进行补充性试验，针对套管等部件进行试验，保障变压器无问题。防气动作后，要注意，由于密封不严，除强油循环冷却的变压器负压区因密封不严，其余极有可能是易燃气体，应尽快判断是否易燃，并取油色谱分析。轻气体保护动作后，如不能判定为气体，应尽早退出操作，以保证设备安全。施工验收现场检查必须过细，对主体及构件的任何部位不得有疑点，要将所有疑点弄清楚并予以处理。必要时配有专用起动变压器。在油层色谱联机中，大容量的主变和投运同时投入油层色谱在线设备，随时监测变压器运行状态。3.2 绝缘电阻的检测绝缘电阻的检测是为了更好地检验电力变压器的绝缘性，检测工作需要判断温度、电磁场以及化学方面
15、等要素，这样就可以更全面和彻底地了解绝缘系统的故隙情况。绝缘电阻的检测也可以从具体检测工作中判断温度、电场和化学因素等是否会危害绝缘系统，这个检测过程能够迅速地检查出变压器有无受潮或抗绝缘劣化变形等现象。工作人员在检测电力变压器绝缘电阻的时候，一般使用R60绝缘电阻，将运行时间控制在Imin内，检测绝缘电阻的指数。随着社会的不断发展和进步，各种科学技术都得到显著的发展，市场上电力变压器的类型也越来越多，绝缘电阻的干燥工艺也在提高和改善，绝缘电阻的绝对值也在不断增加，工作人员在测量的时候，根据吸收比值的变化情况，可以正确地判断电力变压器是否面临电阻问题。3.3 提升检修人员技术水平随着科学技术的
16、快速发展，电力变压器的构造也更加复杂，为了更好的提升故障检修的水平，必须要打造高水平的检修队伍，通过提升检修人员的技术水平，应对各种复杂的变压器故障。电力企业想要获得更好的发展，必须要强化对技术人员的培训，通过定期的开展相应的技能培训，保隙变压器检修工作的效率。对于电力企业而言，检修人员的素质，直接影响着自身的运行的稳定性，而在进行检修人员培养的过程中，不仅需要进行先进检修工艺的培训，同时需要增强工作人员的道德作用，严格的按照相关的规章制度开展工作。除此之外，电力企业可以采取外部扩张的方式，吸纳更多高素质、高水平的检修人才，实现自身检修水平的提升。4结束语总而言之，电力企业要认真分析电力用户的
17、实际需要，通过变革科学技术和手段，完善电力设备和装置，更好地为人们提供正常的电力运行系统，可以促进电力系统的正常运行。电力变压器在具体运行的时候，会出现许多故障问题，工作人员要充分地分析并把握故隙原因，结合相关数据，编制可行的解决方案，综合电力变压器的多方面内容，增强设备的使用效果，准确锁定故隙问题，提出具体的检修措施，进而排除故隙问题。参考文献1唐万菲.变压器检修维护中常见故隙分析及处理的研究J.冶金管理，2021(21)：62-63变压器故障分析与处理摘要：目前国内的电力系统的发展的主要方向是把西部地区的电向东输送、南北方的电相互供应，形成全国全国范围内的电网系统，建造覆盖全国的电网网络。
18、电力变压设备是电网系统的关键环节，它能否安全运行关系着对整个电网的正常运转。然而，我们在电力变压设备材料中会常常见到许多绝缘材料，比如像绝缘油以及绝缘纸，由于日常环境的变化，这些绝缘材料在日晒风吹中受到了不同程度的老化，极其容易导致电力变压设备事故的发生。而本文对于电力变压器的常见缺陷和故障给出一些常见的例子,并分析了这些故隙对变压器的危害，同时还总结了消除故障的方法。关键词：变压器;故障诊断;故障处理1引言电力变压器是整个电能输送的核心器件，它可以为各行各业和千家万户输送能量，同时电力变压器也是电网中最重要的设备。电力设备的安全运行才可以避免电网发生重大事故，其中电力变压器就是防止电网事故发
19、生最关键的设备。变压器如果出现故隙，其结果不但会导致电力变压器自身的损坏，也会导致电力供应中断，给整个电力用户造成巨大的损失。2变压器运行维护的重要性变压器是电网传输过程中重要的组成部分，变压器可以调节电压的升高或降低，为电力用户提供安全、稳定的电力服务，既满足了电力用户不同的电压使用要求，又可以防止电压过高或过低给电力用户的电器以及设备造成损害，避免给用户带来经济财产上的损失。因此，变压器的维护工作非常重要，只有运用科学合理的维护方法，及时、有效地解决变压器工作中出现的问题，保证变压器可以持续、稳定的工作，才能保障电力系统运行的安全和稳定，才能为电力用户提供更好、更优质的电力服务。3电力变压
20、器的故障类型3.1 短路故障电力系统运行过程中，如果电力变压器的温度过高，极易造成短路故障。绝缘过热故隙与绕组变形故障是短路故障中最为常见的两种情况。绝缘过热故障是因为电力系统中出现了极高的电流，产生了极高的热量。电力变压器受到高温影响，发生短路故障。绕组变形故障是短路电流对继电保护装置产生了冲击，影响了机电保护装置的正常动作。如果冲击的短路电流较小，电力变压器的绕组变形情况不会很明显，但仍会带来巨大的经济损失。3.2 绝缘故障绝缘故障会严重影响电力变压器的安全稳定运行和电力企业的健康稳定发展，引发绝缘故障的原因大致如下：少量的金属杂质掺杂在变压器内部;变压器油道较小且绝缘较薄;变压器的绝缘成
21、型件被导电质污染，电力变压器设备各相间的绝缘裕度不符合实际运转要求;变压器油道设计不合理。3.3 自动跳闸故障电力变压器正常使用过程中出现自动跳闸故障，主要是因为人为操作与变压器内部破坏。要想有效解决电力变压器自动跳闸故障问题，必须安排专业人员进行故障排查，制定科学合理的检修策略，避免电力变压器出现爆炸情况。3.4 油质问题电力变压器出厂时都会涂抹绝缘油，以保证电力变压器原件的正常使用。投入使用后，在内部、外部因素的共同影响下，电力变压器或多或少都会出现油质问题，造成电力变压器故障。这主要是由于制造、安装、检验变压器的过程中，技术监督不到位，管理不严格，导致变压器油质出现老化、劣化问题。4电力
22、变压器的故障处理分析4.1 铁芯接地故障对于此类故隙，可采取以下处理方法：(1)电容放电冲击法。当铁芯接地引出线断开，检修工作人员使用兆欧表，进行电容充电，在后期的放电时，进行铁芯绝缘体电阻测量。如果电阻值正常，则可排除故障，同时采取测量接地电流或者其他方式，控制故障的发生。对于不稳定接地，选择铁芯接地引出线，利用可调电阻，实现对电流的有效控制，使其1A。(2)若故隙持续扩大，则开展停电检测。在接地故障点位的判断时，可利用吊罩的方式，提高故障处理的效率。具体操作时，要保证铁芯和夹件为不连接的状态，进行空心螺旋杆对铁芯的绝缘大小测试。做好各个间隙或者槽部的检查，看是否存在螺帽以及金属碎屑，使用油
23、或者氮气进行清理。4.2 电力变压器自动跳闸断路器通常会安装在电力变压器的高压、中压和低压三侧，以便于保障电力变压器设备运行稳定性和安全性;电力变压器中还会安装继电保护装置。当电力变压器发生自动跳闸现象的时候，值班人员通常要快速向调度室报告情况，并准确判断出跳闸的原因，与此同时，相关工作人员可以重点检查电力变压器的火光、负荷、喷油以及短路等方面问题。如果在电力变压器内部没有发现故障,则表明二次回路误动在保护装置中的存在是导致电力变压器发生自动跳闸的主要原因。而如果在电力变压器外部没有发现任何异常，工作人员则需要详细检查电力变压器的内部运行状况，主要检查内容为直流电阻和绝缘电阻;如果仍然无法确定
24、自动跳闸的原因，应联系专业班组进行鉴定判断，再联系调度进行一次强送，促进跳闸电力变压器重新投入使用，保证供电可靠性。4.3 变压器日常检修及维护变压器口常维护时，应该定期巡视变压器的电压、电流、油箱油温油位，检查变压器有无震动和噪音，以明确变压器工作状态是否正常，应该灵活调整变压器日常维护周期，例如新安装的变压器，在初步工作性能稳定阶段，可以适当延长维护周期，而对于工作时间较长的变压器则应缩短巡检周期，当变压器较长时间处于过负荷运行时也应缩短巡检周期,应定期清洁的有瓷套管和绝缘子等绝缘设备，避免异物过多造成闪络，还有散热器以及冷却器的进油管和出油管等易吸附灰尘的部位。应该例行检查和测试的有分接
25、开关包括接触的定位、转动灵活性、紧固等;检查接地电阻是否小于5C定值;测试变压器的线圈、避雷器、套管，避雷器接地必须可靠等。通过日常的巡检和维护，最大限度地排除安全隐患，保证变压器安全可靠的运行。4.4 绝缘受潮故障当发生此故障，可采取热油循环处理措施，进行故障处理。具体操作的过程中，对滤油机的压力要控制为0.3MPa;对真空压力参数控制为0.09MPa;出口油温参数控制为75,进行热油循环处理。当温度大于60后，经过36h后，开展脱气处理，脱气时间控制在2-3h范围内。经过24h静置处理后，进行绝缘指标检测，看是否能够达到标准。主要检测电阻以及吸收比等，以免故障的发生，保证电力系统运行的安全
26、性以及稳定性。对渗漏点进行处理时，油排入到油罐后，采取补焊措施，进行渗漏点的处理，同时要对损坏零件进行替换。4.5 差动故障从电力变压器的使用实际来说，差动故隙较为常见。基于差动保护原理，当电力变压器正常运行或者区外故障时,可以作为理想电力变压器,则流入装置的电流和流出电流值相等,差动继电器不动作。若电力变压器发生故障，两侧或者三侧向故障点提供短路电流，差动继电器动作。基于此能够判断故隙发生点，确定本体内或者低压侧进线断路器前等故隙。在日常维护中要做好此类故障的有效防范和应对，做好设备的定期检查，及时消除安全隐患，保证设备稳定运行。5结语综上所述，电力变压器是电力系统中极其重要的电力设备，它的安全运行直接关系到电网能否安全、高效、经济地运行。变压器一旦故障。造成的经济损失巨大，因此，要加强变压器的运行管理，根据变压器的运行现象和数据。对其进行分析，关注变压器运行中的异常现象，及时采取维护和补救措施。提高变压器运行的安全性和可靠性。参考文献1王庆红.电力变压器故障诊断及检修分析J.农机使用与维修，2018,(12)：103-104.2邵良峰，樊伟，陈江波，等.电力变压器故障诊断中交互式推理的研究与实现J.变压器，2017(03)：118-119.
