变压器是电力系统中极其重要的电器没备，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，将造成的经济损失巨大。
变压器在人们的工农业生产中发挥着巨大的作用，电力变压器是传输、分配电能的枢纽，也是电力网的核心元件，其可靠运行不仅关系到广大用户的电能质量，也关系到整个系统的安全程度。
变压器运行的正常直接影响用户生产和生活用电，并关系到用电设备的安全。为了保证用户能用上优质、安全的电能，必须保证配变送运行正常。
因此本文从保护配置的角度和日常运行管理的两大方面来讨论配电变压器的安全运行，并分析配电变压器常见的损坏原因。
变压器的故障分析及处理方法是电工和电气技术人员必须掌握的一门实用技术。熟悉而准确地排除变压器、电气故障，是每个电气工作人员必须具有的基本功。
这就要求电气工作人员不仅需要掌握电工基本理论，而且还要不断地积累实践经验、从实践中学习。
我们将从两方面来探讨变压器的故障状态。
变压器投运前的检测
作为配变运行管理人员，一定要做到勤检查、勤维护、勤测量，及时发现问题及时处理，采取各种措施来加强配电变压器的保护，防止出现故障或事故，以保证配电网安全、稳定、可靠运行。
为保障变压器的安全运行，变压器投运前必须进行现场检测，其主要内容如下：
①变压器本体、冷却装置及所有附件均完整无缺陷、不渗漏、油漆完整。
②变压器油箱、铁心和夹件外引接地线均可靠接地。
③储油柜、冷却装置、净油器等油系统上的阀门均在开的位置，储油柜油温标示线清晰可见。
④高压套管的接地小套管应接地，套管顶部将军帽应密封良好线的连接接触良好并涂有电力脂。
⑤变压器的储油柜和电容式套管的油位正常，隔膜式储油柜的集气盒内应无气体。
⑥有载分接开关的油位需略低于变压器储油柜的油位。
⑦进行各升高坐的放气，使其完全充满变压器油，气体继电器内应无残余气体。
⑧吸湿器内的吸附剂数量充足、无变色受潮现象，油封良好，能起到正常呼吸作用。
⑨无励磁分按开关的位置应符合运行要求，有载分接开关动作灵活、正确、封闭装置动作正确；
⑩温度计指示正确，整定值符合要求。
油浸式自冷变压器上层油温不宜经常超过85℃，最高不得超过95℃（配电变压器测温孔插入温度计可随时测得运行变压器的即时温度），不得长期过负荷运行。
但在日负荷系数小于l（日平均负荷与最大负荷之比），上层油温不超过允许值的情况下，可以按正常过负荷的规定运行，总过负荷值不应超过变压器额定容量的30%（室内变压器为20%）。
当变压器上层油温超过95℃后，每增加5℃变压器内的绝缘（油等绝缘介质）老化速度要增加一倍，使用年限要相应减少。
因此，必须避免长时间过负荷运行。冷却装置试运行正常。
进行冷却装置电源的自动投切和冷却装置的故障停运试验。继电保护装置应经调试整定，动作正确。
变压器投运前的检测全部合格后，需对变压器进行试投运并达到一定的指标参数才算正常。
为了使设备的外形尺寸保持在可以接受的水平，现代变压器的设计采用了更为紧凑的绝缘方式，在运行中其内部各组件间的绝缘所需承受的热和电应力水平显著升高。110kV及以上等级的大型电力变压器主要采用油纸绝缘结构，主要的绝缘材料是绝缘油和绝缘纸、纸板。
当变压器内部故障涉及固体绝缘时，无论故障的性质如何，通常认为是相当严重的。因为一旦固体材料的绝缘性能受到破坏，很可能进一步发展成主绝缘或纵绝缘的击穿事故。所以纤维材料劣化引起的影响在故障诊断中格外受到重视。而且，如能确定变压器发生异常或故障时是否涉及固体绝缘，也就初步确定了故障的部位，对设备检修工作很有帮助。
本文通过研究在故障涉及固体绝缘时，其它特征气体组分与CO、CO2间的伴生增长情况，提出了一种动态分析变压器绝缘故障的方法。并着手建立故障气体的增长模式，为预测故障的发展提供了新的判据。
1、判断固体绝缘故障的常规方法
CO、CO2是纤维材料的老化产物，一般在非故障情况下也有大量积累，往往很难判断经分析所得的CO、CO2含量是因纤维材料正常老化产生的，还是故障的分解产物。
月岗淑郎［1］研究了使用变压器单位纸重分解并溶于油中的碳的氧化物总量，即(COCO2)mL／g(纸)来诊断固体绝缘故障。但是，已投运的变压器的绝缘结构、选用材料和油纸比例随电压等级、容量、型号及生产工艺的不同而差别很大，不可能逐一计算每台变压器中绝缘纸的合计质量，该方法因实际操作困难，难以应用；并且，考虑全部纸重在分析整体老化时是比较合理的，如故障点仅涉及固体绝缘很小的一部分时，使用这种方法也很难比单独考虑CO、CO2含量更有效。
IEC599推荐以CO/CO2的比值作为判据，来确定故障与固体绝缘间的关系。认为CO/CO2＞0.33或＜0.09时表示可能有纤维绝缘分解故障，在实践中这种方法也有相当大的局限性［3］。本文对59例过热性故障和69例放电性故障进行了统计。结果表明，应用CO/CO2比例的方法正判率仅为49.2%，这种方法对悬浮放电故障的识别正确率较高，可达74.5%；但对围屏放电的正判率仅为23.1%.
2、固体绝缘故障的动态分析方法
新的预防性试验规程规定，运行中330kV及以上等级变压器每隔3个月进行一次油中溶解气体分析，但目前很多电业局为保证这些重要设备的安全，有的已将该时间间隔缩短为1个月。也有部分电业局已开展了油色谱在线监测的尝试，这为实现故障的连续追踪，提供了良好的技术基础。
电力变压器内部涉及固体绝缘的故障包括：围屏放电、匝间短路、过负荷或冷却不良引起的绕组过热、绝缘浸渍不良等引起的局部放电等。无论是电性故障或过热故障，当故障点涉及固体绝缘时，在故障点释放能量的作用下，油纸绝缘将发生裂解，释放出CO和CO2.但它们的产生不是孤立的，必然因绝缘油的分解产生各种低分子烃和氢气，并能通过分析各特征气体与CO和CO2间的伴生增长情况，来判断故障原因。
判断故障的各特征气体与CO和CO2含量间是否是伴随增长的，需要一个定量的标准。本文通过对变压器连续色谱监测的结果进行相关性分析，来获得对这一标准的统计性描述。这样可以克服溶解气体累积效应的影响，消除测量的随机误差干扰。
本文采用Pearson积矩相关来衡量变量间的关联程度，被测变量序列对(xi，yi)，i＝1，…，相关系数γ的显著性选择两种检验水平：以α＝1%作为变量是否显著相关的标准，而以α＝5%作为变量间是否具有相关性的标准。即：当相关系数γ＞γ0.01时，认为变量间是显著相关的；γ＜γ0.05时，二者没有明确的关联。γ0.01、γ0.05的取值与抽样个数N有关，可通过查相关系数检验表获得。
由于CO为纤维素劣化的中间产物，更能反映故障的发展过程，故通过对故障的主要特征气体与CO的连续监测值进行相关性分析可进一步判断故障是否涉及固体绝缘。当通过其它分析方法确定设备内部存在放电性故障时，可以CO与H2的相关程度作为判断电性故障是否与固体绝缘有关的标准；而过热性故障则以CO与CH4的相关性作为判断标准。通过对59例过热性故障和69例放电性故障实例的分析。
这种方法在一定程度上可以反映故障的严重程度，在过热性故障的情况下，如果CO不仅与CH4有较强的相关性，还与C2H4相关，表明故障点的温度较高；而在发生放电性故障时，如果CO与H2和C2H2都有较强的相关性，说明故障的性质可能是火花放电或电弧放电。
3、故障的发展趋势
确认故障类型后，如能进一步了解故障的发展趋势，将有助于维修计划的合理安排。而产气速率作为判断充油设备中产气性故障危害程度的重要参数，对分析故障性质和发展程度(包括故障源的功率、温度和面积等)都很有价值。
通过回归分析，可将这3种典型模式归纳为：
(a)正二次型：总烃随时间的变化规律大致为Ci＝a.t2+b.t+c(a＞0)，即产气速率γ=a.tb不断增大，与时间成正比。这常与突发性故障相对应，故障功率及所涉及的面积不断变大，这种故障增长模式往往非常危险。
(b)负二次型：总烃和产气速率的变化规律与(a)相同，只是a＜0.即总烃Ci增高到一定程度后，在该值附近波动而不再发生显著变化。多与逐渐减弱的或暂时性的故障形式相对应，如在系统短路情况下的绕组过热及系统过电压情况下发生的局部放电等。
(c)一次型：即线性增长模型，是一种与稳定存在的故障点相对应的产气形式。总烃的变化规律为Ci＝k.t+j，产气速率为固定的常数k，通常只有当故障产气率k或总烃Ci大于注意值时才认为故障严重。
本文对59例过热性故障和69例放电性故障变压器总烃含量的增长模式与故障严重程度的对应关系进行了统计，结果如表2所示。
4、实例分析
故障产气的增长模型为正二次型，在较短的时间里产气速率呈明显的增长趋势，是一种发展迅速的故障，反映出故障功率及故障所涉及的面积在不断变大。
1985年3月14日进行吊芯检查发现，高压线圈与低压线圈间围屏有7层存在不同程度的烧伤、穿孔、爬电等明显的树枝状放电痕迹，属围屏放电故障，与分析结果相符。
5、结论
a.电力变压器油中溶解气体的产生总有其内在的原因，根据故障的主要特征气体与CO的伴生增长情况，即可判断故障点是否涉及固体绝缘。这种方法基本上不受累积效应的影响，不存在注意值的限制，可以随时分析溶解气体的变化规律，及时发现可能存在的潜伏性故障。
b.对运行中的电力变压器，其故障的产气过程并不都是线性增长的，存在着其它的增长模式。统计结果表明：总烃含量如果呈正二次型增长，则大多为严重的破坏性故障；而当故障产气线性增长时，则故障点相对稳定；若总烃呈负二次型增长，多为暂时性故障，一般危害不大。
油浸式试验变压器特别适用于电力系统、工矿企业、科研部门等对各种高压电气设备、电器元件、绝缘材料进行工频或直流高压下的绝缘强度试验。是高压试验中必不可少的重要设备。
1.高压试验变压器按绝缘介质主要分为三大类
（1）油浸式：采用25#变压器油填充，绝缘冷却效果较佳
（2）干式：干式体积小重量最轻，但电压难以做高
（3）充气式：油浸式采用25#变压器油填充，绝缘冷却效果较佳；干式体积小重量最轻，但电压难以做高；充气式采用SF6气体填充。
2.根据使用设备的场合和条件，选择好变压器种类后，再根据所需电压、电流选择变压器的规格。
（1）波形：如对高压电压波形要求不严格，可以在试验变压器高压端加硅堆，可以让交流变为半波直流，如需要全波，也可以要求厂家制作电桥硅堆，得到全波直流。
（2）容量：试验变压器按试验时间长短也可以选择足容量或者差容量，1分钟耐压试验可以选择差容量来减少成本，1小时或者以上的耐压试验则必须选择足容量的变压器，通常情况下试验变压器可以在1.4倍最大电压下短时间工作。
油浸式高压试验变压器，是根据《试验变压器》标准在原同类产品基础上经过大量改进后，研制生产的系列试验变压器，该产品遵照DL/T848.2-2004《高压试验装置通用技术条件-第2部分：工频高压试验装置》，研制生产的一种新型产品。
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