故障分析论文
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故障分析论文范文第1篇
电路(系统)诞失规定功能称为故障，在模拟电路中的故障类型及原因如下：从故障性质来分有早期故障、偶然故障和损耗故障。早期故障是由设计、制造的缺陷等原因造成的、在使用初期发生的故障，早期故障率较高并随时间而迅速下降。统计表明，数字电路的早期故障率为3～10％，模拟电路的早期故障率为1～5％，晶体管的早期故障率为0.75～2％，二极管的早期故障率为0.2～1％，电容器的早期故障率为0.1～1％。
偶然故障是由偶然因素造成的、在有效使用期内发生的故障，偶然故障率较低且为常数。损耗故障是由老化、磨损、损耗、疲劳等原因造成的、在使用后期发生的故障，损耗故障率较大且随时间迅速上升。从故障发生的过程来分有软故障、硬故障和间歇故障。软故障又称渐变故障，它是由元件参量随时间和环境条件的影响缓慢变化而超出容差造成的、通过事前测试或监控可以预测的故障。硬故障又称突变故障。它是由于元件的参量突然出现很大偏差(如开路、短路)造成的、通过事前测试或监控不能预测到的故障。根据实验经验统计，硬故障约占故障率的80％，继续研究仍有实用价值。间歇故障是由老化、容差不足、接触不良等原因造成的、仅在某些特定情况下才表现出来的故障。从同时故障数及故障间的相互关系来分有单故障、多故障、独立故障和从属故障。单故障指在某一时刻故障仅涉及一个参量或一个元件，常见于运行中的设备。多故障指与几个参量或元件有关的故障，常见于刚出厂的设备。独立故障是指不是由另一个元件故障而引起的故障。从属故障是指由另一个元件故障引起的故障。
二、测前横拟法SBT
测前模拟法又称故障字典法FD(FaultDictionary)或故障模拟法，其理论基础是模式识别原理，基本步骤是在电路测试之前，用计算机模拟电路在各种故障条件下的状态，建立故障字典；电路测试以后，根据测量信号和某种判决准则查字典。从而确定故障。选择测试测量点是故障字典法中最重要的部分。为了在满足隔离要求的条件下使测试点尽可能少，必须选择具有高分辨率的测试点。在大多数情况F，字典法采用查表的形式，表中元素为d…i=l，2，…，n，j=1，2，…，m，n是假设故障的数目，m是测量特性数。
故障字典法的优点是一次性计算，所需测试点少，几乎无需测后计算，因此使用灵活，特别适用于在线诊断，如在机舱、船舱使用。此法缺点是故障经验有限，存储容量大，大规模测试困难，目前主要用于单故障与硬故障的诊断。
故障字典法按建立字典所依据的特性又可分为直流法、频域法和时域法。
(一)直流故障字典法。直流故障字典法是利用电路的直流响应作为故障特征、建立故障字典的方法，其优点是对硬故障的诊断简单有效，相对比较成熟。
(二)频域法。频域法是以电路的频域响应作为故障特征、建立故障字典的方法，其优点是理论分析比较成熟，同时硬件要求比较简单，主要是正弦信号发生器、电压表和频谱分析仪。
(三)时域法。时域法是利用电路的时域响应作为故障特征而建立故障字典的方法。主要有伪噪声信号法和测试信号设计法(辅助信号法)。当故障字典建立后，就可根据电路实测结果与故障字典中存储的数据比较识别故障。
三、测后模拟法SAT
测后模拟法又称为故障分析法或元件模拟法，是近年来虽活跃的研究领域，其特点是在电路测试后，根据测量信息对电路模拟，从而进行故障诊断。根据同时可诊断的故障是否受限，SAT又分为任意故障诊断(或参数识别技术)及多故障诊断(或故障证实技术)。
(一)任意故障诊断。此法的原理是利用网络响应与元件参数的关系，根据响应的测量值去识别(或求解)网络元件的数值，再根据该值是否在容差范围之内来判定元件是否故障。所以此法称为参数识别技术或元件值的可解性问题，理论上这种方法能查出所有元件的故障，故又称为任意故障诊断。诊断中为了获取充分的测试信息，需要大量地测试数据。
(二)多故障诊断。经验证明，在实际应用中(高可靠电路)，任意故障的可能性很小，单故障概率最高，如果考虑一个故障出现可能导致另一相关故障，假定两个或几个元件同时发生的多故障也是合理的。另外对于模拟LSI(LargeScaleIntegration，大规模集成电路)电路加工中的微调，也是以有限参数调整为对象的。因此在1979年以后，SAT法的研究主要朝着更实用化的多故障诊断方向发展。即假定发生故障的元件是少数几个，通过有限的测量和计算确定故障。因该法是先假定故障范围再进行验证，所以又称为故障证实技术。
四、其他方法
(一)近似技术。近似技术着重研究在测量数有限的情况下，根据一定的判别准则，识别出最可能的故障元件，其中包括概率统计法和优化法。此法原理与故障字典法十分类似，属于测前模拟的一类。采用最小平方准则的联合判别法和迭代法，采用加权平方准则的L2近似法，采用范数最小准则的准逆法等。这些方法都属于测后模拟，由于在线计算量大，运用不多。
(二)模糊诊断。对于复杂电路，由于元件容差、电路噪声以及元件参量与特性之间的非线性，用传统的电路理论难以获得精确解和唯一解，出现了模糊现象，而这种模糊现象与随机现象不同，不便于用统计分析方法来解决。另外，对于故障诊断来说。往往不要求精确解，只要满足故障隔离要求即可，于是提出把复杂电路看作模糊系统，用模糊信息处理的方法进行故障诊断。模糊诊断的原理是模糊模式识别。测前，利用隶属度函数按照不同的准则构成判别函数；测后，再利用判别函数判别所测得的特性向量对各种故障状态的隶属度程度。为了提高诊断效率，模糊识别应该具有自学习和修正功能，最简单的方法是根据实际诊断的结果，以适当的方式、自动地修正隶属度函数或判别函数，以便不断自我完善。
故障分析论文范文第2篇
关键词：户外高压开关；故障；原因；危害；整改
从1998年开始，为适应变电所无人值班需要，杭州余杭局分别在110kV、35kV变电所10kV#1出线杆上安装了FW-12/630-16户外高压负荷（隔离）开关，因#1负荷开关质量和维护原因，给设备安全运行造成了一定的威胁。为解决#1杆负荷开关的高发故障，现提出如下解决方法。
1主要结构与维护规定
1.1主要结构
FW-12/630-16户外高压负荷（隔离）开关，由隔离闸刀和灭弧室（由基座、安装抱箍、主闸刀、并联弧触头、灭弧室外壳）组成，隔离闸刀装有并联弧触头和撞块，撞块推动灭弧室分合闸，灭弧室内装有弹簧快速机构，保证负荷电流开断不受操作快慢影响。
1.2维护规定
运行5年后对产品的绝缘水平进行检查。
在满负荷开断100次后对灭弧室进行检查。
操作次数达2000次后，应对操纵机构进行检查。
2故障部位与形式
2.1故障部位
户外高压负荷（隔离）开关故障部位虽然有不确定性，但绝大部分都发生在传动机构的轴瓦、刀闸及灭弧装置上，使机构无法正常操作，造成事故多发，直接影响到设备的正常运行和电网、人身的安全。
2.2故障形式
户外高压负荷（隔离）开关故障形式常见的有以下几种：其一是操作机构轴承破裂，导致操作后开关指针在分位置，而闸刀实际在合上位置见图1。其二是因机械连锁装置的故障，造成指针在分位，而闸刀往往不能分离到位，分合操作无效，见图2。其三是因灭弧室烧毁而导致分、合失灵，
近年来，在实际操作中已连续发生了5起户外高压负荷开关合闸分闸时的障碍（事故），对安全生产造成了较大的危害。其中因操作机构引起的2起，机械连锁装置引起的有1起，灭弧装置烧毁的2次，2次为夜间操作。这些现象的发生，主观上有操作人员责任性不强的一面，但产品质量以及检修不到位，这两大问题也是不能忽视的原因之一。
3危害
目前余杭局在运行使用的户外高压负荷（隔离）开关是温州和湖州二家生产厂家的产品。发生的故障主要有以下几方面：
其一由于操作机构的轴承破裂，在手动操作时操作人员操作开关结束后，检查开关标示在合或分位置上，同时也发出了开关分开或合上的声响。操作人员很容易产生开关已操作到位的错觉。其实开关在发出声响的瞬间由于轴承的破裂，开关仍然处在原来位置。轴承属操作机构的内部件，平时检查也不在此范围。
其二由于隔离刀闸并联弧触头和撞块的烧毁，导致单相分、合失灵，也有可能影响三相分、合不到位，但它的指示标识会在分或合的位置上，给操作人员带来了视觉观察上错觉。
开关的分与合不到位给安全生产带来了很大的影响，同时也留下了事故的隐患。像这类设备故障由于涉及线路停送电，极易造成人身伤亡事故。
4故障原因与整改措施
4.1故障原因
户外高压负荷（隔离）开关故障的原因很多，从以上分析来看，总的有以下原因：一是在设备选材上存在一定的问题，如轴承外壳的破裂；二是设计上有不合理的一面，在手动操作时一人往往无法分、合闸，转动机构转动不灵活；三是由于出厂说明书对该产品的维护要求不高，运行单位忽略了对该开关的日常维护和检修。
4.2运行管理
一是要加强对#1杆高压负荷（隔离）开关的巡视检查，建立运行管理档案。
二是要加强运行人员的培训，提高其运行人员的技术业务素质，及时召开运行分析会对故障开关进行分析，提出管理要求和操作上需注意的事项，制定#1杆高压负荷（隔离）开关的运行规程。
4.2标准检修
开展对#1杆高压负荷（隔离）开关的标准性检修工作，根据设备规定的要求，缩短#1杆高压负荷开关的检修周期，每2年进行一次检修，特别是对操作机构的机械连锁装置和转动轴承的检查；加强对灭弧室的检查与检修。每5年要进行一次大修，以确保该设备的安全运行。
4.3及时更换
要做好#1杆高压负荷（隔离）开关的轮换工作；在运行巡视中发现有缺陷时，要及时更换，确保#1杆高压负荷（隔离）开关处于健康的运行状态之中。
4.4设备替换
FW-12/630-16户外高压负荷（隔离）开关，在近10年的使用过程中，发现的问题不少，特别是在操作分开时，不能有效的分开，在需合闸时，不能正确的合上，给安全生产带来了严重的隐患。
为有效地防止FW-12/630-16户外高压负荷（隔离）开关存在的不足问题，建议户外高压负荷（隔离）开关，改为ZW6-12/630-16.20户外真空断路器。在实际使用中它的具有体积小、安装方便，并具有断路和隔离开关的双重功效，其安全性能远远高于FW-12/630-16户外高压负荷（隔离）开关。
故障分析论文范文第3篇
【论文摘要】：文章对变频器常见干扰故障进行了分析总结，并提出了相应的解决对策。
1．引言
变频器作为一种高效节能的电机调速装置，因其较高的性能价格比，在工厂得到了越来越广泛的应用。众所周知，变频器是由整流电路、滤波电路、逆变电路组成。其中整流电路和逆变电路中均使用了半导体开关元件，在控制上则采用的是PWM控制方式，这就决定了变频器的输入、输出电压和电流除了基波之外，还含有许多的高次谐波成分。这些高次谐波成分将会引起电网电压波形的畸变，产生无线电干扰电波，它们对周边的设备、包括变频器的驱动对象--电动机带来不良的影响。同时由于变频器的使用，电网电源电压中会产生高次谐波的成分，电网电源内有晶闸管整流设备工作时，会引导电源波形产生畸形。另外，由于遭受雷击或电源变压器的开闭，电功率用电器的开闭等，产生的浪涌电压，也将使电源波形畸变，这种波形畸变的电网电源给变频器供电时，又将对变频器产生不良影响。文章对于上述现象进行了分析并提出了降低这些不良影响的措施。
2．外界对变频器的干扰
供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电；浪涌、跌落；尖峰电压脉冲；射频干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的谐波干扰后若不加处理，电网噪声就会通过电网的电源电路干扰变频器。变频器的输入电路侧，是将交流电压变成直流电压。这就是常称为"电网污染"的整流电路。由于这个直流电压是在被滤波电容平滑之后输出给后续电路的，电源供给变频器的实际上是滤波电容的充电电流，这就使输入电压波形产生畸变。
（1）电网中存在各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备，非线性负载及照明设备等大量谐波源
电源网络内有这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变，从而对电网中其它设备产生危害的干扰。例如：当供电网络内有较大容量的晶闸管换流设备时，因晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通，故容易使网络电压出现凹口，波形严重失真。它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害，从而导致输入回路击穿而烧毁。
（2）电力补偿电容对变频器的干扰
电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求，为此，许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿电容投入或切出的暂态过程中，网络电压有可能出现很高的峰值，其结果是可能使变频器的整流二极管因承受过高的反向电压而击穿。
（3）电源辐射传播的干扰信号
电磁干扰(EMI)，是外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰，通常是通过电路传导和以场的形式传播的[2]即以电磁波方式向空中幅射，其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。
对于（1）、（2）两项产生的干扰抑制可以在变频器输入电路中，串入交流电抗器，它对于基波频率下的阻抗是微不足道的。但对于频率较高的高频干扰信号来说，呈现很高的阻抗，能有效地抑制干扰的作用。对于（3）项的干扰信号主要通过吸收方式来削弱。变频器电源输入端，通常都加有吸收电容。也可以再加上专用的"无线电干扰滤器"，来进一步削弱干扰信号。
3．变频器对周边设备的干扰及对策
上面已经讲过变频器能使输入电源电压产生高次谐波。同时，变频器的输出电压和电流除了基波之外，还含有许多高次谐波的成分，它们将以各种方式把自己的能量传播出去，这些高次谐波对周围设备带来不良的影响。其中，供电电源的畸变，使处于同一供电电源的其他设备出现误动作，过热、噪声和振动；产生的无线干扰电波给变频器周围的电视机、收音机、手机等无线电接收装置带来干扰，严重时不能正常工作；对变频器的外部控制信号产生干扰，这些控制信号受干扰后，就不能准确、正常地控制变频器运行，使被变频器驱动的电动机产生噪音，振动和发热现象。
（1）对接在同一电源设备带来的干扰
当变频器的容量较大时，将使网络电压产生畸变，通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰传入其它电路。消除或削弱对接在同一电源的设备带来的干扰，可以将变频器的输入端串入交流电抗器，在变频器的整流侧插入直流电抗器。也可以在变频器电源输入端插入滤波器，如下图1所示:
LC滤波器是被动滤波器，它由电抗和电容组成对高次谐波的共振回路，从而达到吸收高次谐波的目的。有源滤波器的工作原理是：通过对电流中高次谐波进行检测，并根据检测结果，输入与高次谐波成分相位相反的电流来削弱高次谐波的目的。
（2）对于产生的无线电干扰波
目前，变频器绝大部分是采用PWM控制方法。变频器输出信号是高频的开关信号，在变频器的输出电压、输出电流中含有高次谐波，通过静电感应和电磁感应，产生无线电干扰波。这些干扰波有的通过电线传导，有些辐射至空中的电磁波和电场直接辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样，变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。
电线传导的无线电干扰波的抑制，可以采用噪声滤波变压器，对高次谐波形成绝缘；插入电抗器，以提高对高次谐波成分的阻抗，在变频器的输入端插入滤波器。
辐射无线电干扰波的抑制，较传导无线电干扰波要困难一些。这种无线电干扰的大小，决定于安装变频器设备本身的结构，和电动机电缆线长短等许多因素有关。可以尽量缩短电动机电线，电线采用双绞措施，减少阻抗；变频器输入、输出线装入铁管屏蔽；将变频器机壳良好地接；变频器输入、输出端串接电抗器，插入滤波器。
（3）对于产生的噪声干扰
由于变频器采用了PWM控制方式，变频器的输出电压波形不是正弦波，通过电动机的电流也难免含有许多谐波。变频器输出的谐波频率与转子固有频率的共振，在转子固有频率附近的噪声增大，变频器输出的谐波分量使铁心、机壳、轴架等谐波在其固有频率附近的噪声增大。因此，利用变频器对电动机进行调速控制时，电动机绕组和铁芯由于谐波的成分而产生噪声。
下图2是电动机采用变频器驱动和采用电网电源直接驱动时的噪音比较。通常，采用变频器对电动机进行驱动时，电动机产生的噪音要比电网电源直接驱动产生的噪音高出5～10dB。
对于噪音的抑制可以采取的措施为:
①选用以IGBT等为逆变模块的载波频率较高的低噪音变频器。选用变频器专用电动机，在变频器与电动机之间串入电抗器，以减少PWM控制方式产生的高次谐波。
②在变频器与电动机之间插入可以将输出波形转换成正弦波的滤波器。
③选用低噪音的电抗器。
（4）对于产生的振动干扰
采用变频器对电动机进行调速控制时，同噪音相同的原因，会使电动机产生振动。特别是较低阶的高次谐波所产生的脉动转矩，给电动机的转矩输出带来较大的振动。若机械系统与这种振动发生共振时，其振动就更为严重。
通常可以采取以下措施减小振动：
①强化机械结构的刚性，将刚性连接改为强性连接。
②在变频器与电动机之间串入电抗器
③降低变频器的输出压频比。
④改变变频器的载波频率。
在变频器对电动机进行调速过程中，如果调速范围较大时，应先测到机械系统的共振频率，然后利用变频器的频率跳跃功能，避开这些共振频率。如果转距有余量，可以将U/f给定小些。
（5）对于导致控制部件电动机过热的干扰
采用变频器对电动机进行调速控制，由于高次谐波的原因，即使是对同一电动机，在同一频率下运行，电动机也将增加5%～10%的电流。电动机温度自然会提高。此外，普通电动机的冷却风扇安装在电动机轴上的，在连续进行低速运行时，由于自身的冷却风扇的冷却能力不足，而出现电动机过热现象。
电动机过热的对策有以下几种：
①为电动机另配冷却风扇，改自冷式为他冷式。增加低速运行时的冷却能力。
②选用较大容量的电动机。
③改用变频器专用电动机。
④改变调速方案，避免电动机连续低速运行。
随着工厂电气自动化程度的提高，各种干扰也日益增多，只有对变频器的干扰问题有深入的认识，并采取相应的处理措施，才能够减少彼此之间的相互危害，更大程度的确保生产的正常进行和设备的稳定。
参考文献
故障分析论文范文第4篇
关键词：户外高压开关；故障；原因；危害；整改
从1998年开始，为适应变电所无人值班需要，杭州余杭局分别在110kV、35kV变电所10kV#1出线杆上安装了FW-12/630-16户外高压负荷（隔离）开关，因#1负荷开关质量和维护原因，给设备安全运行造成了一定的威胁。为解决#1杆负荷开关的高发故障，现提出如下解决方法。
1主要结构与维护规定
1.1主要结构
FW-12/630-16户外高压负荷（隔离）开关，由隔离闸刀和灭弧室（由基座、安装抱箍、主闸刀、并联弧触头、灭弧室外壳）组成，隔离闸刀装有并联弧触头和撞块，撞块推动灭弧室分合闸，灭弧室内装有弹簧快速机构，保证负荷电流开断不受操作快慢影响。
1.2维护规定
运行5年后对产品的绝缘水平进行检查。
在满负荷开断100次后对灭弧室进行检查。
操作次数达2000次后，应对操纵机构进行检查。
2故障部位与形式
2.1故障部位
户外高压负荷（隔离）开关故障部位虽然有不确定性，但绝大部分都发生在传动机构的轴瓦、刀闸及灭弧装置上，使机构无法正常操作，造成事故多发，直接影响到设备的正常运行和电网、人身的安全。
2.2故障形式
户外高压负荷（隔离）开关故障形式常见的有以下几种：其一是操作机构轴承破裂，导致操作后开关指针在分位置，而闸刀实际在合上位置见图1。其二是因机械连锁装置的故障，造成指针在分位，而闸刀往往不能分离到位，分合操作无效，见图2。其三是因灭弧室烧毁而导致分、合失灵，见图3。
图1开关指针在分位置，闸刀在合位置
图2指针在分位置，闸刀不能分离
图3灭弧室烧毁分合失灵
近年来，在实际操作中已连续发生了5起户外高压负荷开关合闸分闸时的障碍（事故），对安全生产造成了较大的危害。其中因操作机构引起的2起，机械连锁装置引起的有1起，灭弧装置烧毁的2次，2次为夜间操作。这些现象的发生，主观上有操作人员责任性不强的一面，但产品质量以及检修不到位，这两大问题也是不能忽视的原因之一。
3危害
目前余杭局在运行使用的户外高压负荷（隔离）开关是温州和湖州二家生产厂家的产品。发生的故障主要有以下几方面：
其一由于操作机构的轴承破裂，在手动操作时操作人员操作开关结束后，检查开关标示在合或分位置上，同时也发出了开关分开或合上的声响。操作人员很容易产生开关已操作到位的错觉。其实开关在发出声响的瞬间由于轴承的破裂，开关仍然处在原来位置。轴承属操作机构的内部件，平时检查也不在此范围。
其二由于隔离刀闸并联弧触头和撞块的烧毁，导致单相分、合失灵，也有可能影响三相分、合不到位，但它的指示标识会在分或合的位置上，给操作人员带来了视觉观察上错觉。
开关的分与合不到位给安全生产带来了很大的影响，同时也留下了事故的隐患。像这类设备故障由于涉及线路停送电，极易造成人身伤亡事故。
4故障原因与整改措施
4.1故障原因
户外高压负荷（隔离）开关故障的原因很多，从以上分析来看，总的有以下原因：一是在设备选材上存在一定的问题，如轴承外壳的破裂；二是设计上有不合理的一面，在手动操作时一人往往无法分、合闸，转动机构转动不灵活；三是由于出厂说明书对该产品的维护要求不高，运行单位忽略了对该开关的日常维护和检修。
4.2运行管理
一是要加强对#1杆高压负荷（隔离）开关的巡视检查，建立运行管理档案。
二是要加强运行人员的培训，提高其运行人员的技术业务素质，及时召开运行分析会对故障开关进行分析，提出管理要求和操作上需注意的事项，制定#1杆高压负荷（隔离）开关的运行规程。
4.2标准检修
开展对#1杆高压负荷（隔离）开关的标准性检修工作，根据设备规定的要求，缩短#1杆高压负荷开关的检修周期，每2年进行一次检修，特别是对操作机构的机械连锁装置和转动轴承的检查；加强对灭弧室的检查与检修。每5年要进行一次大修，以确保该设备的安全运行。
4.3及时更换
要做好#1杆高压负荷（隔离）开关的轮换工作；在运行巡视中发现有缺陷时，要及时更换，确保#1杆高压负荷（隔离）开关处于健康的运行状态之中。
4.4设备替换
FW-12/630-16户外高压负荷（隔离）开关，在近10年的使用过程中，发现的问题不少，特别是在操作分开时，不能有效的分开，在需合闸时，不能正确的合上，给安全生产带来了严重的隐患。
为有效地防止FW-12/630-16户外高压负荷（隔离）开关存在的不足问题，建议户外高压负荷（隔离）开关，改为ZW6-12/630-16.20户外真空断路器。在实际使用中它的具有体积小、安装方便，并具有断路和隔离开关的双重功效，其安全性能远远高于FW-12/630-16户外高压负荷（隔离）开关。
故障分析论文范文第5篇
变压器故障通常是伴随着电弧和放电以及剧烈燃烧而发生，随后电力设备即发生短路或其他故障，轻则可能仅仅是机器停转，照明完全熄灭，严重时会发生重大火灾乃至造成人身伤亡事故。因此如何确保变压器的安全运行受到了世界各国的广泛关注。
美国HSB公司工程部总工程师WilliamBartley先生，主要负责对大型电力设备尤其是发电机和变压器的分析和评估工作，并负责重大事故的调查、检修程序的改进及新型检测技术方面的研究。自70年代以来，他负责调查了数千起变压器故障并进行了几十年的科学统计研究。
在中国高速的现代化发展中，电力工业的安全运行更起着关键作用。本文从介绍美国1988年至1997年10年间变压器故障的统计数据进行分析，为国内提供参考资料及可借鉴的科学统计方法，以达到为电力部门服务的目的。
1变压器故障的统计资料
1．1各类型变压器的故障
过去10年来，HSB发生几百起变压器故障造成了数百万美金的损失。图1中列出了按变压器类型显示的变压器故障统计数。从图中的显示可以看出除1988年外，电力变压器故障始终占据主导位置。
1．2不同用户的变压器故障变压器使用在不同的部门，故障率是不同的。为了分析变压器发生故障的危险性，可将用户划分为11个独立类型：（1）水泥与采矿业；（2）化工、石油与天然气；（3）电力部门；（4）食品加工；（5）医疗；（6）制造业；（7）冶金工业；（8）塑料；（9）印刷业；（10）商业建筑；（11）纸浆与造纸业。按照HSB的RickJones博士风险管理的方法，将“风险”定义为发生频率与损失程度。损失程度可以被定义为年平均毛损失，而发生频率（或称为概率）则可定义为故障发生平均数除以总数。所以，对于每一个给定的独立组来说：频率=故障数/该组中的变压器台数（举例来说，如果每年平均有10起故障，在一个给定的独立组中有1,000个用户，在该组中任何地点故障的概率就是0.01/年。）因此，可以采用产品的故障频率与程度将变压器的风险按用户加以划分。（风险=频率×程度）。
图2中给出的是10年中10个独立组中变压器风险性的频率—程度“分布图”。每组曲线中，X轴表示频率、Y轴表示程度（或平均损失），X－Y的关系就形成了一个风险性坐标系统。其中的斜线称为风险等价曲线（例如，对于＄1,000的0.1的可能性与＄10,000的0.01的可能性可认为是同等风险的）。坐标中右上角的象限是风险性最高的区域。当考虑到频率和程度时（如图2所示），电力部门的风险是最高的，冶金工业及制造业分别列在第二和第三位。
1．3各种使用年限变压器的故障
按照变压器设计人员的说法，在“理想状况下”变压器的使用寿命可达30～40年，很明显的是在实际中并非如此。在1975年的研究中，故障时的变压器平均寿命为9.4年。在1985年的研究中，变压器平均寿命为14.9年。通常有盆形曲线显示使用初期的故障率以及位于右端的老化结果，然而故障统计数据显示变压器的使用寿命并非无法预测。图3中显示了该研究中使用寿命的统计数据，这些数据可以用来确定对变压器进行周期检查的时间和费用。
在电力工业中变压器的使用寿命应当给予特别地关注。美国在二战后经历了一个工业飞速发展的阶段，并导致了基础工业特别是电力工业大规模的发展。这些自50年代到80年代安装的设备，按其设计与运行的状况，现在大部分都已到了老化阶段。据美国商业部的数据，在1973～1974年间电力工业在新设备安装方面达到了顶峰。如今，这些设备已运行了近25年，故必须对已安装变压器的故障可能性给予特别的关注。
2变压器故障原因分析
HSB收集了有关变压器故障10年来的资料并进行分析的结果表明，尽管老化趋势及使用不同，故障的基本原因仍然相同。HSB公司电气部的总工程师J.B.Swering在论文中写到：“多种因素都可能影响到绝缘材料的预期寿命，负责电气设备操作的人员应给予细致地考虑。这些因素包括：误用、振动,过高的操作温度、雷电或涌流、过负荷、对控制设备的维护不够、清洁不良、对闲置设备的维护不够、不恰当的以及误操作等。"下表中给出了在过去几十年中HSB公司总结出的有关变压器故障的基本原因，表中列出了分别由1975、1983以及1998年的研究得出的关于故障通常的原因及其所占百分比。
2.1雷击
雷电波看来比以往的研究要少，这是因为改变了对起因的分类方法。现在，除非明确属于雷击事故，一般的冲击故障均被列为“线路涌流”。
2．2线路涌流
线路涌流（或称线路干扰）在导致变压器故障的所有因素中被列为首位。这一类中包括合闸过电压、电压峰值、线路故障/闪络以及其他输配(T＆D)方面的异常现象。这类起因在变压器故障中占有显著比例的事实表明必须在冲击保护或对已有冲击保护充分性的验证方面给与更多的关注。
2．3工艺/制造不良
在HSB于1998年的研究中，仅有很小比例的故障归咎于工艺或制造方面的缺陷。例如出线端松动或无支撑、垫块松动、焊接不良、铁心绝缘不良、抗短路强度不足以及油箱中留有异物。
2．4绝缘老化
在过去的10年中在造成故障的起因中，绝缘老化列在第二位。由于绝缘老化的因素，变压器的平均寿命仅有17.8年，大大低于预期为35～40年的寿命！在1983年，发生故障时变压器的平均寿命为20年。
2．5过载
这一类包括了确定是由过负荷导致的故障，仅指那些长期处于超过铭牌功率工作状态下的变压器。过负荷经常会发生在发电厂或用电部门持续缓慢提升负荷的情况下。最终造成变压器超负荷运行，过高的温度导致了绝缘的过早老化。当变压器的绝缘纸板老化后，纸强度降低。因此，外部故障的冲击力就可能导致绝缘破损，进而发生故障。
2．6受潮受潮这一类别包括由洪水、管道渗漏、顶盖渗漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及绝缘油中存在水分。
2．7维护不良
保养不够被列为第四位导致变压器故障的因素。这一类包括未装控制其或装的不正确、冷却剂泄漏、污垢淤积以及腐蚀。
2．8破坏及故意损坏
这一类通常确定为明显的故意破坏行为。美国在过去的10年中没有关于这方面变压器故障的报道。
2．9连接松动
连接松动也可以包括在维护不足一类中，但是有足够的数据可将其独立列出，因此与以往的研究也有所不同。这一类包括了在电气连接方面的制造工艺以及保养情况，其中的一个问题就是不同性质金属之间不当的配合，尽管这种现象近几年来有所减少。另一个问题就是螺栓连接间的紧固不恰当。
3变压器维护建议
根据以上统计分析结果，用户可制订一个维护、检查和试验的计划。这样不但将显著地减少变压器故障的发生以及不可预计的电力中断，而且可大量节约经费和时间。因为一旦发生事故，不仅修理费用以及停工期的花费巨大，重绕线圈或重造一台大型的电力变压器更需要6到12个月的时间。因而，一个包括以下建议的良好维护制度将有助于变压器获得最大的使用寿命。超级秘书网
3．1安装及运行
（1）确保负荷在变压器的设计允许范围之内。在油冷变压器中需要仔细地监视顶层油温。
（2）变压器的安装地点应与其设计和建造的标准相适应。若置于户外，确定该变压器适于户外运行。
（3）保护变压器不受雷击及外部损坏危险。
3．2对油的检验
变压器油的介电强度随着其中水分的增加而急剧下降。油中万分之一的水分就可使其介电强度降低近一半。除小型配电变压器外所有变压器的油样应经常作击穿试验，以确保正确地检测水分并通过过滤将其去除。
应进行油中故障气体的分析。应用变压器油中8种故障气体在线监测仪，连续测定随着变压器中故障的发展而溶解于油中气体的含量，通过对气体类别及含量的分析则可确定故障的类型。每年都应作油的物理性能试验以确定其绝缘性能，试验包括介质的击穿强度、酸度、界面张力等等。
3．3经常维护
（1）保持瓷套管及绝缘子的清洁。
（2）在油冷却系统中，检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制油自由流动的机械损伤。
（3）保证电气连接的紧固可靠。
（4）定期检查分接开关。并检验触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。
（5）每三年应对变压器线圈、套管以及避雷器进行介损的检测。
（6）每年检验避雷器接地的可靠性。接地必须可靠，而引线应尽可能短。旱季应检测接地电阻，其值不应超过5Ω。
（7）应考虑将在线检测系统用于最关键的变压器上。目前市场上有多种在线检测系统，供应商将不同的探测器与传感器加以组装，并将其与数据采集装置相连，同时提供了通过调制解调器实现远距离通讯的功能。美国SERVERON公司的TrueGas油中8种故障气体在线监测仪就是极好的选择。此系统监测真实故障气体含量，结合“专家系统”诊断将无害情况与危险事件加以区分，保证变压器的安全运行。
