风险模式与影响分析是一种可靠性分析方法，它分析系统中每个子系统、机件所有可能发生的风险模式以及可能对系统造成的影响，并按照故障风险模式所在系统故障风险的性质、类型进行分类归纳，是系统风险识别的重要方法。
本节在前一节对电力变压器结构特点、故障特征、原因分析的基础上，对电力变压器的故障按照结构和系统功能综合划分，确定风险模式，采用分析表的方法，构建并简化风险模式及影响分析表，对电力变压器故障风险进行识别。简化后的风险模式及影响分析表如表6.4所示。
表6.4 风险模式及影响分析表
电力变压器的故障风险按照结构和系统功能划分可以分为绕组风险、铁芯风险、套管风险、分接开关风险、绝缘风险、引线风险、放电风险、冷却系统风险、密封不严以及其他风险。下面对各种电力变压器故障风险类型分别进行分析。
6.6.1 绕组风险
变压器的绕组是电力变压器的心脏，是传输和变换电能的核心，是变压器的主要组成部分。绕组风险是指电力变压器绕组及绝缘由于外部环境或电压不稳等原因发生的系统短路、电流冲击、绝缘击穿、受潮、老化等使绕组发生短路、断路、烧损等问题。其故障风险表现为绕组绝缘击穿、烧损短路或断路以及由于短路造成的绕组机械结构损伤。其风险模式主要有绕组股间短路风险、绕组匝间短路风险，绕组相间短路风险、绕组烧损风险、绕组断路风险等。
绕组风险的主要影响因素有：
（1）绕组导线的质量或工艺不良。如果导线制作时操作不当，有毛刺或曲率半径小，会使变压器在外部短路或合闸时承受电磁力作用下损坏绝缘，造成绕组线圈的匝间短路。
（2）由于绕组线圈焊接的质量问题，可能会造成局部过热致使接头断开，出现绕组断路故障。
（3）由于雨雪、水分的影响，可能使绕组线圈有水分渗入，易于发生匝间短路故障。
（4）由于外力作用或瞬间电流导致的电动力，使变压器绕组发生扭曲、鼓包变形等问题，从而引起变压器匝间短路。
（5）变压器过负荷运行引起高温，有可能使绕组线圈绝缘变脆、失效，另一方面，高温致使绝缘油温度升高，可能烧坏变压器绕组。
绕组故障风险的分析表如表6.5所示。
表6.5 绕组风险分析表
6.6.2 铁芯风险
变压器的铁芯是电力变压器的基本部件和电磁能量转换的媒介。铁芯的主体是磁导体，是变压器的磁路和骨架。铁芯由导磁性很高的电工钢片（冷压硅钢片）制成。在变压器运行中，利用电磁特性通过两次电磁能量的转换实现电压等级的变化。铁芯风险主要包括铁芯接地不良风险、铁芯多点接地风险、铁芯过热风险、铁芯片间短路风险。
引起铁芯风险的主要影响因素有以下几个方面：
（1）由于变压器制造工艺的影响，有可能出现铁芯或铁轭的边缘有毛刺或微小的变形，致使铁芯局部短路，产生涡流，烧坏变压器。
（2）避免铁芯多点接地。铁芯多点接地会使变压器局部过热，甚至烧毁变压器。
铁芯故障风险分析表如表6.6所示。
表6.6 铁芯风险分析表
6.6.3 套管风险
套管一边连接绕组一边连接电网，主要负责传输不同电压等级之间的电能。套管通常包括带电部分和绝缘部分，套管的绝缘结构一般视所连接电压等级的高低而定。由于套管长年累月遭受风沙雨雪的侵蚀、灰尘污染等环境影响，其瓷釉绝缘部位易发生老化和绝缘性能降低的问题。套管是电力变压器风险多发部位，风险的模式主要有瓷套闪络风险、围屏引线断路风险、均压球悬浮放电风险、绝缘受潮风险、渗漏油风险等。
引起套管风险的影响因素主要有以下几个方面：
（1）由于密封不良、水分进入等使套管绝缘性能降低。
（2）由于油箱漏油易引起绝缘油温度异常，损坏套管。
（3）由于套管瓷套表面污染或油污、烟雾而导致套管闪络放电。
（4）由于套管的引线焊接不良或由于频繁拆卸致使围屏引线脱落、断路。
（5）由于引线或套管的卡销损坏，致使套管的均压球悬浮放电。
（6）套管内部绝缘老化或不良致使局部放电。
（7）安装维护不当致使套管损坏。
套管故障风险分析表如表6.7所示。
表6.7 套管风险分析表
（续表）
6.6.4 分接开关风险
变压器的分接开关通过接通或断开绕组的分接头，对电力变压器进行调压，为电力用户提供稳定的电压并负责对负荷电流和控制电流进行控制。
变压器的分接开关分无载开关和有载开关两种。分接开关的风险模式主要有绝缘被击穿或烧断而导致触头间的电弧引发风险、相间短路风险、油流风险、固定绝缘杆变形风险等。分接开关风险分析表如表6.8所示。
表6.8 分接开关风险分析表
（续表）
6.6.5 引线风险
引线主要是起到将变压器内部的铁芯、绕组与外部线路进行连接的作用，一般采用焊接的形式进行连接。在故障统计中发现，引线故障的风险大多由于焊接工艺与质量不良引起。引线故障风险模式主要有引线断路风险、引线短路风险、引线接触不良、引线过热风险等。
如果引线发生故障风险，将直接导致变压器运行异常，严重的还将出现重大故障乃至事故。引线断路会使变压器不能正常运行，引线相间短路将会导致绕组相间短路，严重的会导致烧毁变压器，造成重大故障。引线故障的风险分析表如表6.9所示。
表6.9 引线风险分析表
6.6.6 绝缘风险
变压器的绝缘分为内绝缘和外绝缘。大型油浸式电力变压器的内绝缘采用绝缘油、绝缘纸、绝缘木块等纤维固体绝缘材料。这些绝缘材料在电和热的双重作用以及自身老化等情况下，绝缘强度会逐渐降低，有可能发生绝缘故障风险。绝缘故障风险模式主要有绝缘击穿、围屏放电、油流带电三种风险模式。
引起绝缘风险的影响因素主要有以下几个方面：
（1）变压器运行温度过热。在变压器长期运行过程中，如果温度过热，会使固体绝缘材料纤维脆化和加速材料老化从而使油纸的绝缘强度降低，击穿电压和介质损耗增大。易于发生绝缘击穿并导致故障发生。
（2）绝缘层间的裕度不够，可能造成相间短路故障。
（3）变压器内部对清洁度要求很高，变压器绝缘油中如果混入水分和杂质，将会使绝缘油、绝缘油纸等性能下降，击穿强度降低，介质损耗增大，从而加速绝缘油和绝缘材料的氧化变质。由于这种原因而导致沿面放电发生绝缘风险的事故时有发生。
（4）变压器油道设计不合理。当油道过小时，绝缘油通过油道流速会变大，可能引起变压器油流带电故障的发生。情况严重时，可能发生油流放电的故障，危及变压器正常运行。
（5）由于变压器绝缘油受到污染，致使绝缘强度降低，从而导致变压器绝缘系统整体性能下降，发生绝缘风险。
绝缘故障风险的分析表如表6.10所示。
表6.10 绝缘风险分析表
（续表）
在电力变压器检修巡查中，有些外部故障风险发生的概率不大，即使发生也很容易被发现，不会造成太大的损失。我们把这一类故障风险归类为其他故障风险类型。如冷却装置风险、油箱密封不良等外部风险。
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