变压器作为电力系统中的核心设备，其运行状态直接关系到电网安全和用电质量。当变压器出现噪音异常增大或温度显著升高时，往往预示着潜在故障风险，需要引起高度重视。本文将从故障现象、成因分析、诊断方法和应对措施四个维度，系统解析变压器异常运行的隐患与解决方案。

一、异常噪音与发热的典型表现
1. 噪音特征变化
正常运行的变压器会发出均匀的"嗡嗡"声，其声压级通常在60-70分贝范围内。当出现以下异常时需警惕：
- 噪音突然增大10分贝以上，伴随不规则爆裂声（可能为内部放电）
- 周期性金属撞击声（常见于铁芯夹件松动）
- 间歇性尖锐啸叫（多因绕组变形引发振动）

2. 温度异常征兆
油浸式变压器顶层油温正常不超过85℃，若出现：
- 同负荷下油温上升15℃以上
- 局部红外测温显示温差＞30℃
- 散热器进出口油温差＞5℃
均属异常现象。某220kV变电站案例显示，在绕组匝间短路初期，温度每天以3-5℃幅度递增。

二、故障根源深度解析
1. 机械结构类问题
- 铁芯故障：硅钢片绝缘破损会导致涡流损耗剧增，实测数据显示，1mm²的片间短路可使空载损耗增加25%
- 绕组变形：短路电流冲击造成的轴向位移，会使振动频谱中100Hz成分幅值升高3-5倍
- 附件松动：冷却风扇轴承磨损时，噪声主频会从50Hz偏移至800-1200Hz高频段

2. 电气系统异常
- 局部放电：当油中溶解气体分析显示H₂含量＞150μL/L时，放电概率达82%
- 绝缘老化：聚合度下降至400以下的绝缘纸，其击穿电压会衰减60%
- 分接开关故障：某110kV变压器因触头氧化导致接触电阻从50μΩ升至3mΩ，引发触头区域温升达120℃

3. 冷却系统失效
- 油泵效率下降20%可使油流速度降低至设计值的60%
- 散热器堵塞造成的油流死区，可使局部油温升高40℃以上

三、专业诊断技术体系
1. 声学振动检测
采用IEEE C57.12.90标准，使用加速度传感器测量箱体振动：
- 新变压器基线值应＜100μm（峰峰值）
- 当500Hz频段振动量＞200μm时预示绕组松动

2. 红外热成像诊断
按照DL/T664规范：
- 套管连接处温差＞15℃需紧急处理
- 箱体局部热点＞90℃应立即停运

3. 油色谱分析（DGA）
关键气体比值判据：
- C₂H₂/C₂H₄＞0.1可能存在电弧放电
- CH₄/H₂＞3预示过热故障

4. 频率响应分析法（FRA）
绕组变形判断标准：
- 中频段（100kHz-600kHz）相关系数＜0.9
- 高频段（＞600kHz）幅差＞3dB

### 四、分级处置策略
1. 预警级处置（可继续运行）
- 噪音增加＜15dB且油温＜90℃时：
* 加强油色谱监测（每周1次）
* 安装在线振动监测装置
* 限制负荷至额定值的80%

2. 危急级处理（立即停运）
符合下列任一条件：
- 油中乙炔含量＞5μL/L
- 振动幅值＞基线值300%
- 热点温度＞130℃

3. 检修技术方案
- 铁芯故障：采用脉冲电流法定位短路点，修复后空载损耗应恢复至出厂值±5%内
- 绕组维修：使用短路阻抗法检测变形，更换绕组后阻抗偏差应＜2%
- 冷却系统改造：加装智能油泵，流量调节精度达±3%

五、预防性维护建议
1. 建立状态监测数据库
包含振动频谱、红外图谱等基线数据，设置自动预警阈值。

2. 智能运维系统建设
- 安装分布式光纤测温（精度±0.5℃）
- 部署声纹识别系统（故障识别率＞90%）

3. 检修周期优化
- 重要变压器：油色谱每3月1次，FRA检测每年1次
- 一般变压器：振动检测每半年1次

某省电网统计显示，实施状态检修后变压器故障率下降67%，平均延长使用寿命8.2年。需要特别强调的是，当发现变压器噪音与温度同步异常时，72小时内开展专业检测的成功干预率可达95%，而延误处理将导致故障升级概率增加7倍。

电力设备管理者应当认识到，变压器的异常声热现象如同人体"发烧"，是内部疾患的外在表现。通过建立多维监测网络、运用智能诊断技术、执行分级处置标准，可有效防范重大事故的发生，保障电力系统安全经济运行。建议每台变压器建立专属"健康档案"，实现全生命周期精细化管理。