電力變壓器故障分析與技術(shù)改進(jìn)

宋文英

基于保障電力變壓器安全、穩(wěn)定運(yùn)行的目的，本文在簡要分析電力變壓器常見故障的基礎(chǔ)上，具體探討了電力變壓器故障的診斷技術(shù)改進(jìn)策略。

【關(guān)鍵詞】電力變壓器 故障 類型 診斷技術(shù)

隨著日常生產(chǎn)生活中電力資源需求量的持續(xù)增加，電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性越來越受國家的重視。作為電力系統(tǒng)的重要組成設(shè)備之一，變壓器運(yùn)行的持續(xù)性、安全性，決定著電力系統(tǒng)是否能正常安全的運(yùn)行，關(guān)系著人們對電力資源的需求是否能夠得到滿足。在電力系統(tǒng)長時間運(yùn)行過程中，變壓器容易因外力破壞、元件老化等原因而產(chǎn)生故障，造成電力變壓器無法正常工作，并影響到電力系統(tǒng)的運(yùn)行，極易造成嚴(yán)重的安全事故，而這也對變壓器故障診斷提出了更高的要求。

1 電力變壓器常見故障分析

根據(jù)電力變壓器的故障部位、故障現(xiàn)象及回路，可將電力變壓器故障劃分為多種不同類型，有助于更快、更準(zhǔn)確地診斷變壓器出現(xiàn)的故障，從而為變壓器故障的及時排除提供保障。

1.1 按回路劃分的常見故障類型

回路故障是變壓器較常遇到的故障之一，而根據(jù)變壓器中回路的差異，電力變壓器的常見回路故障主要包括三種類型，分別是油路故障、磁路故障與電路故障。在變壓器長時間運(yùn)行中，熱故障、點(diǎn)故障的產(chǎn)生都易導(dǎo)致電力變壓器出現(xiàn)上述三種回路故障，從而影響到變壓器及整個電力系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行。

1.2 按故障部位劃分的常見故障類型

在電力變壓器長時間運(yùn)行過程中，根據(jù)變壓器發(fā)生故障的不同部位，可將變壓器常見的故障劃分為絕緣故障、引線故障、繞組故障與套管故障四種類型。其中，絕緣故障包括兩種，一種是液體絕緣故障，另一種是固體絕緣故障。引線故障是指變壓器引出線間產(chǎn)生的故障。繞組故障是指因不同繞組線匝間發(fā)生短路而造成的變壓器故障。套管故障是指變壓器內(nèi)部絕緣套管出現(xiàn)破損、閃絡(luò)等問題，導(dǎo)致內(nèi)部發(fā)生短路，進(jìn)而造成變壓器故障。

1.3 按故障現(xiàn)象劃分的常見故障類型

過熱故障也是變壓器常見的一個故障，而變壓器出現(xiàn)過熱故障，常常伴隨著H2、CH4、C2H4、C2H2等氣體的釋放。因此，在判斷變壓器是否出現(xiàn)過熱故障時，可將上述氣體的釋放作為判斷依據(jù)之一。根據(jù)過熱嚴(yán)重輕度的不同，可將變壓器常見的過熱故障劃分為四種類型，包括高溫過熱、中溫過熱、低溫過熱及輕度過熱。若變壓器出現(xiàn)過熱故障的原因與內(nèi)部的絕緣材料有關(guān)，那么伴隨著過熱故障的產(chǎn)生，變壓器也會釋放大量的CO、CO2等氣體，而這也是判斷變壓器出現(xiàn)過熱故障原因的一個重要依據(jù)。

2 電力變壓器故障的診斷技術(shù)改進(jìn)策略

針對變壓器的常見故障類型，結(jié)合先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，通過改進(jìn)變壓器故障診斷技術(shù)，有助于準(zhǔn)確判斷變壓器出現(xiàn)的故障類型及其原因，并及時排除變壓器故障，對保障電力系統(tǒng)及變壓器的安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

2.1 紅外診斷技術(shù)

科技水平的不斷提高，對電力故障診斷及檢修技術(shù)的創(chuàng)新具有重要的推動作用。基于電力變壓器故障診斷的需求，作為一種先進(jìn)的故障診斷技術(shù)，變壓器紅外診斷技術(shù)在電力領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。從技術(shù)原理分析，變壓器故障紅外診斷技術(shù)主要是遵循紅外線的相關(guān)原理。在采用變壓器故障紅外診斷技術(shù)對電力變壓器出現(xiàn)的故障進(jìn)行檢測和判斷時，需要借助專業(yè)的紅外檢測儀器對出現(xiàn)故障的變壓器內(nèi)部進(jìn)行探測，依據(jù)探測出的紅外波長，判斷變壓器各部位或元件的溫度，綜合分析變壓器出現(xiàn)的故障現(xiàn)象、元件溫度和內(nèi)部探測結(jié)果，以便實(shí)現(xiàn)對變壓器故障類型及原因的準(zhǔn)確判斷，為變壓器維修方案的制定提供科學(xué)依據(jù)。紅外線波長與物體溫度之間的關(guān)系見表1。

利用紅外診斷技術(shù)判斷變壓器故障的方法包括多種，如圖像特征分析法、溫差判斷法等，主要適應(yīng)于探測變壓器出現(xiàn)的外部熱故障和內(nèi)部熱故障。當(dāng)變壓器出現(xiàn)熱故障時，可利用紅外診斷技術(shù)對變壓器進(jìn)行探測，借助紅外熱成像判斷變壓器外部出現(xiàn)的熱故障及其原因，如漏磁引起渦流造成的故障、絕緣層損與外部接頭接觸不良等引發(fā)的故障等，通過分析探測結(jié)果，制定相應(yīng)的解決或維修方案，有助于及時、準(zhǔn)確排除變壓器出現(xiàn)的故障。對變壓器內(nèi)部出現(xiàn)的熱故障，可利用紅外熱成像初步判斷變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障的位置，結(jié)合對變壓器所出現(xiàn)故障現(xiàn)象的分析，以及常見變壓器內(nèi)部故障部位的判斷，找出變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障的類型及原因，科學(xué)設(shè)計維修方案，促使變壓器故障能夠及時解決，從而保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 變壓器油中溶解氣體分析

不同類型變壓器油中溶解氣體的數(shù)值有一個限定標(biāo)準(zhǔn)，如果變壓器油中溶解氣體的數(shù)值超過設(shè)定值，則表示變壓器內(nèi)部出現(xiàn)問題。因此，可將變壓器油中溶解氣體的實(shí)際數(shù)值作為判斷依據(jù)，判斷變壓器內(nèi)部出現(xiàn)的故障，并為故障排除提供保障，促使變壓器能夠正常安全的運(yùn)行。電力變壓器油中溶解氣體的注意值與正常極限值見表2。

在診斷變壓器內(nèi)部故障時，可依據(jù)變壓器油中溶解氣體的相關(guān)特征，結(jié)合故障現(xiàn)象分析，對變壓器故障部位的能量密度、烴類氣體大小等變化情況進(jìn)行判定，據(jù)此判斷變壓器內(nèi)部出現(xiàn)的故障及其原因。如果開放狀態(tài)下變壓器內(nèi)部烴類氣體總和的產(chǎn)生速率超過0.25ml/h，或是封閉狀態(tài)下烴類氣體總和的產(chǎn)生速率超過0.5ml/h，則表示變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障，可采用三比值法對故障原因進(jìn)行判斷，制定針對性方案予以及時解決，以便保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

3 結(jié)束語

基于電力變壓器故障對電力系統(tǒng)運(yùn)行造成的重要影響，為保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，可針對變壓器常見的外部和內(nèi)部熱故障，采取紅外診斷技術(shù)，或是通過分析油中溶解氣體，結(jié)合三比值法的應(yīng)用，及時、準(zhǔn)確判斷變壓器出現(xiàn)的故障，確保變壓器故障能夠得到及時解決，避免因變壓器故障而發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，以便滿足人們對電力資源的需求。

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作者單位

國網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司 北京市 102488endprint