電力變壓器絕緣故障綜合診斷方法及應(yīng)用

陳小威

天威保變（秦皇島）變壓器有限公司

電力變壓器絕緣故障綜合診斷方法及應(yīng)用

陳小威

天威保變（秦皇島）變壓器有限公司

在過去幾十年的發(fā)展進程中，我國的電力建設(shè)發(fā)展迅猛。其中，尤其是發(fā)電裝機容量快速增長，電網(wǎng)建設(shè)飛速發(fā)展。電力建設(shè)的大躍進為我國經(jīng)濟的發(fā)展保駕護航，對保障改善民生也起到了重要作用。電力變壓器，作為一種靜止的電器設(shè)備，用來將某一數(shù)值的交流電壓變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值的不同電壓，是電力網(wǎng)中的核心功能元件，起到傳輸分配電能等作用。本文主要探討分析了電力變壓器絕緣故障的綜合診斷方法以及應(yīng)用，為有效解決工程中的電力變壓器故障提供參考價值。

電力變壓器；絕緣故障；診斷方法

電力變壓器，作為電力系統(tǒng)中的重要樞紐之一，在維護電力系統(tǒng)的安全運行方面有著不容小覷的作用。而有效的測試電力變壓器地絕緣狀態(tài)對維護提高電力設(shè)備運行的可靠性具有重要意義。在電力變壓器的實際故障診斷中，變壓器的絕緣故障識別是一個逐漸深入的過程。在全面充分分析了電力變壓器的情況后，才能提出具體診斷方法，優(yōu)化電力系統(tǒng)作業(yè)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的健康高效運轉(zhuǎn)。

一.電力變壓器絕緣故障原因簡述

（1）電力變壓器的設(shè)計不科學(xué)導(dǎo)致故障

電力變壓器的安裝設(shè)計需要充分考慮到變壓器的絕緣層和功率之間的相互關(guān)系。電壓越高，設(shè)備的運轉(zhuǎn)周期時間越長，對絕緣層的厚度以及材質(zhì)的要求也就越高[1]。因此，在設(shè)計安裝階段需要針對絕緣層的具體情況設(shè)定設(shè)備的使用時間，避免出現(xiàn)火災(zāi)事故，或由此導(dǎo)致的一系列經(jīng)濟損失。

（2）變壓器內(nèi)部混入雜質(zhì)

由于在實際工作過程中，工作人員往往忽略設(shè)備清潔的重要性，導(dǎo)致了電力變壓器的內(nèi)部可能混入雜質(zhì)的情況。由于粉塵雜質(zhì)可能具備一定的導(dǎo)電性，因而可能導(dǎo)致輸電設(shè)備供電異常，引發(fā)絕緣層燒損，增加火災(zāi)發(fā)生的可能性。因而，工作人員應(yīng)對供電設(shè)備及時清潔，定期維護，減少安全隱患。

（3）絕緣層材料混入雜質(zhì)

電力變壓器的輸送導(dǎo)線是由高純度金屬制作形成，如若絕緣層材料中混入了其他帶有導(dǎo)電性能的雜質(zhì)，可能會影響電流正常流向，造成內(nèi)部電流紊亂，使電力變壓器的變壓功能喪失，由此導(dǎo)致電力變壓器的絕緣故障。

（4）變壓器油道設(shè)計不科學(xué)

油道是電力變壓器內(nèi)部傳輸絕緣液體的通道。由于油道的設(shè)計不科學(xué)，導(dǎo)致了絕緣油的輸送不足或過量。而一旦絕緣油的傳輸速度超過了規(guī)定量就可能產(chǎn)生電流，無法起到絕緣作用。因而變壓器油道設(shè)計的不科學(xué)必然會帶來其性能方面的障礙。

（5）油箱沒有嚴(yán)實的密封

在實際工作過程中，往往由于工作人員的疏忽大意而沒有將本該嚴(yán)實密封的油箱做到徹底密封，導(dǎo)致油箱在使用的過程中存在縫隙，不能起到很好的絕緣效果，帶來電力變壓器的絕緣故障。

（6）相間短路故障

相間短路，即電氣路線中的相線之間導(dǎo)線線路的絕緣層破損或這兩相線的端頭導(dǎo)線直接碰觸在一起時所造成的短路故障。也即平常所看見的“打火”現(xiàn)象，是電力變壓器絕緣故障產(chǎn)生的主要原因之一[2]。因而，在電力變壓器的內(nèi)部需要給予各通電線路足夠的線路空間，達到規(guī)定要求的寬度，減少相間短路故障的發(fā)生。避免由短路產(chǎn)生的導(dǎo)線打火，進而引發(fā)設(shè)備起火。為電力變壓器內(nèi)部設(shè)置科學(xué)合理的空間，降低工作中風(fēng)險因素，為實際操作提供安全保障。

二.電力變壓器絕緣綜合診斷方法及應(yīng)用

（1）通過對絕緣油中的氣體進行診斷分析

空氣中存在的氧氣和水分在長時間與絕緣材料接觸的情況下，會加速絕緣材料的老化，影響絕緣材料的絕緣功能，導(dǎo)致在一定條件下變壓器內(nèi)的烴化物會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一氧化碳與二氧化碳等氣體。這些氣體伴隨故障的發(fā)生溶解于絕緣油中。因此，可以通過對絕緣油中溶解的氣體進行成分分析，進而判斷電力變壓器的潛在或已經(jīng)發(fā)生的故障。

（2）通過絕緣油硫腐蝕進行診斷分析

技術(shù)人員在電力變壓器的外部涂抹一定量的絕緣油是為了保護電力變壓器，避免其保護層被氧化和腐蝕。通過腐蝕性硫檢測方法和掃描電子顯微鏡技術(shù)對電力變壓器絕緣油進行腐蝕性硫檢測，判斷絕緣油中是否存在腐蝕性硫。腐蝕性硫的存在會大大降低絕緣層的絕緣強度。因此，借助絕緣油硫腐蝕來對電力變壓器進行絕緣綜合診斷。

（3）通過人工智能診斷技術(shù)進行診斷分析

科學(xué)的發(fā)展帶來技術(shù)的進步，傳統(tǒng)的電力變壓器故障診斷往往是采用實驗方法一一排查得到。這樣的方法不僅需要耗費大量的時間及人力資源，結(jié)果的精確性也往往不高。隨著技術(shù)的進步，將專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色診斷技術(shù)以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等人工智能技術(shù)應(yīng)用在電力變壓器的絕緣故障診斷領(lǐng)域，能有效彌補傳統(tǒng)實驗方法的不足，也大大提高了工作效率以及診斷結(jié)果的精確性，為電力變壓器的絕緣故障提供了新思路與新途徑。

結(jié)語

現(xiàn)代電力系統(tǒng)對供電運行的基本要求是安全且優(yōu)質(zhì)，由此電力系統(tǒng)規(guī)模與結(jié)構(gòu)逐步擴大與加深。這樣在一定程度上也相應(yīng)加大了電力變壓器故障的風(fēng)險性。對電力變壓器進行及時檢測與定期維護能有效降低故障出現(xiàn)頻率，提高工程效率，維護電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，科學(xué)高效的診斷并解決電力變壓器故障問題對我國的電力系統(tǒng)的運行以及經(jīng)濟的快速發(fā)展具有重要影響意義。

[1]刁維曉,王玉喜,孫良志.電力變壓器絕緣故障的分析與診斷[J].科技致富向?qū)?2014,35∶60.

[2]王泓沅.電力變壓器絕緣故障的分析與診斷探討[J].科學(xué)中國人,2015,29∶48.