變壓器故障的種類多種多樣，按故障發(fā)生的部位可分為外部故障和內(nèi)部故障；按故障發(fā)生的過程可分為突發(fā)性故障和長年累月逐步擴展而形成的故障，這些故障可能相互影響、轉(zhuǎn)化，使故障更趨嚴重。

變壓器故障分析和診斷的方法很多，主要有直觀檢查方法、電氣預防性試驗方法、油中溶解氣體分析法(DGOA)、專家系統(tǒng)(TFDES)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡法(TFDANN)、智能型系統(tǒng)法(TFDAI)幾種。

一、直觀檢查方法

1.溫度過高或聲音異常

其原因可能是過負荷運行、環(huán)境溫度超過40℃、冷卻系統(tǒng)故障、漏油引起油量不足等。

2.振動、響聲異常及有放電聲

其原因可能是電壓過高或頻率波動，緊固件松動，鐵芯緊固不良，分接開關(guān)動作機構(gòu)異常，偏磁現(xiàn)象等，外部接地不良或未接地的金屬部分出現(xiàn)靜放電，瓷件、套管表面粘附污穢引起局部火花、電暈等。

3.氣味異常或干燥劑變色

其原因可能是套管接線端子不良或接觸面氧化使觸頭過熱產(chǎn)生異味和變色，漏磁通、渦流使油箱局部過熱，風扇、潛油泵過熱燒毀產(chǎn)生的異味，過負荷造成溫升過高，外部電暈、閃絡產(chǎn)生的臭氧味，干燥劑受潮變色等等。

4.油位計指示大大低于正常位置

其原因可能是閥門、密封圈部位焊接不好或密封不良漏油，油位計損壞漏油，以及內(nèi)部故障引起噴油。

5.瓦斯繼電器的氣室內(nèi)有氣體或瓦斯動作

其原因可能是內(nèi)部局部放電，鐵芯不正常，導電部分過熱。

6.防爆裝置的防爆膜破裂、外傷及有放電痕跡

其原因可能如瓦斯、差動等繼電器動作，一般為內(nèi)部故障。

7.瓷件、瓷套管表面出現(xiàn)龜裂、外傷和放電痕跡

其原因可能是過電壓或機械力引起。

幾乎所有的故障一開始都是經(jīng)直觀檢查發(fā)現(xiàn)的，它是發(fā)現(xiàn)故障的zui開始和必經(jīng)的步驟。但要進一步分析原因，必須利用有效的檢測手段來診斷。

二、電氣預防性試驗方法

試驗項目次序基本上是按照項目的重要性排列的。在總共32個試驗項目中，有些是在變壓器解體后才能進行的，有些是與其它項目同時進行或附帶進行的，有些是變壓器投運前或投運后的例行檢查、試驗項目，有些項目在特殊情況下進行，而交流耐壓試驗是一種破壞性試驗，對試驗變壓器的要求很高，現(xiàn)場條件一般很難滿足，所以是變壓器絕緣水平的一種考核項目。

有資料表明，同一電壓等級、同樣容量、同一規(guī)格的變壓器，其絕緣電阻值有時會相差比較大，這并不能說明這些變壓器絕緣水平有差距，而往往是因為變壓器絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計、絕緣材料選用的不同所致。但是，對于鐵芯、夾件、穿心螺栓等部件，測量絕緣電阻往往能反映故障、說明問題。

這主要是因為這些部件的絕緣結(jié)構(gòu)比較簡單、絕緣介質(zhì)單一，正常情況下基本上不承受電壓，絕緣更多的是起“隔爆”作用，而不象繞組絕緣要承受高電壓。

實踐表明，對于電容性設(shè)備，如電容型套管、電容式電壓互感器、耦合器電容器等，測量tanδ和電容量Cx(實際上是根據(jù)Cx的變化量ΔCx進行判斷)仍然是故障診斷的有效手段。不僅如此，tanδ和電容量Cx已經(jīng)從離線測量發(fā)展到了在線監(jiān)測階段。

絕緣油試驗、油中含水量、油中含氣量以及油中糠醛含量測量都屬于油試驗或油化驗的范疇。而作為一種故障診斷方法，油試驗似乎沒有得到應有的重視。造成這種狀況的原因之一在現(xiàn)場，在實際工作中，有時會發(fā)生這樣的事情：對同一臺設(shè)備取油樣，高壓試驗班的結(jié)果與油化驗班的結(jié)果有較大出入。

實例：

對110kV少油斷路器做泄漏電流，試驗時發(fā)現(xiàn)：泄漏電流值超標，初步判斷絕緣拉桿受潮。而這時，油化驗的結(jié)果也顯示，油中含水量超標。zui后的檢查結(jié)果是，斷路器頂部將軍帽有砂眼，下雨時進水。油化驗的結(jié)果有一定分散性，這種分散性來源于取樣、送檢、化驗全過程。其實，油中溶解氣體分析也有類似的問題，例如分析CO2的含量時，要防止油中特征氣體的逸出、回溶、外界氣體的侵入。因為空氣中本來就含有約0.3%的CO2。

總的說來，油化驗在變壓器故障診斷中還是有較大價值的。比如：糠醛含量的大小能夠反映絕緣的老化程度；絕緣油的耐壓試驗能說明油質(zhì)的好壞等等。

1.局部放電測量和繞組變形檢測

導致繞組變形的原因主要有：

①繞組絕緣和機械結(jié)構(gòu)強度先天不足，繞制工藝粗糙，承受正常容許的短路電流沖擊能力差；

②變壓器出口短路，出口短路形成的巨大的短路沖擊產(chǎn)生的電動力使繞組扭曲、變形。變壓器繞組變形檢測正成為一個研究熱點，同時也是一項必須突破的故障診斷技術(shù)。根據(jù)資料介紹，可以采用頻譜法等來檢測變壓器繞組變形，但目前還沒有形成相應的判斷標準和規(guī)范。

在現(xiàn)有的條件下，對變壓器繞組嚴重變形故障的診斷可以通過變壓器空載試驗、短路試驗及阻抗測量實現(xiàn)。當繞組發(fā)生變形時，變壓器內(nèi)部的磁路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，空載電流及損耗、短路損耗及阻抗會發(fā)生一定的變化，通過橫向相間比較、縱向歷史數(shù)據(jù)比較，有可能判斷。

三、油中溶解氣體分析法

通過油中溶解氣體分析試驗發(fā)現(xiàn)：任何一種特定的烴類氣體的產(chǎn)生速率隨溫度變化，在特定的溫度下，有某一種氣體的產(chǎn)氣率會出現(xiàn)zui大值；隨著溫度升高，產(chǎn)氣率zui大的氣體依次為CH4、C2H6、C2H4、C2H2。

過熱、電暈和電弧是導致油浸紙絕緣中故障特征氣體產(chǎn)生的主要原因，這些故障特征氣體主要有：H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H6、C2H4、O2和N2。總烴是指CH4、C2H2、C2H6、C2H4這4種氣體的總量。

由于分接開關(guān)接觸不良，鐵芯多點接地和局部短路，導線過電流發(fā)熱和接頭不良等變壓器內(nèi)部裸金屬過熱引起油裂解的特征氣體，主要是CH4、C2H4，其次是C2H6。

變壓器內(nèi)部發(fā)生各種性質(zhì)的故障都要產(chǎn)生H2，當H2含量偏高時，可能是變壓器中進水.變壓器主要的絕緣材料是絕緣油、絕緣紙和板等，在運行中將逐漸老化。絕緣油分解產(chǎn)生的主要氣體是氫、烴類氣體，而絕緣紙等固體材料分解產(chǎn)生的主要氣體是CO和CO2。

變壓器發(fā)生低溫過熱性故障，因溫度不高，往往油的分解不劇烈，因此烴類氣體的含量并不高。而CO、CO2含量變化較大，故而用CO和CO2的含量判斷變壓器固體絕緣老化狀況。

基于油中溶解氣體類型與內(nèi)部故障性質(zhì)的對應關(guān)系，提出了多種以油中特征氣體為依據(jù)的判斷設(shè)備故障的方法。

油中溶解氣體分析方法是充油電氣設(shè)備內(nèi)部故障早期診斷的有效方法，這不僅為IEEE所認可，而且被實踐所證實。對于電氣設(shè)備中充油量zui大的電力變壓器，油中溶解氣體分析自然是非常有效的故障診斷方法。