油化試驗(yàn)在電力變壓器故障診斷研究

李新春 吳奕卯

摘要：變壓器的應(yīng)用為我們的生活帶來(lái)了很大的便利，特別是電廠和工廠，如果變壓器出現(xiàn)了故障，會(huì)對(duì)電廠和工廠造成非常嚴(yán)重的損失?；诖?，本文對(duì)變壓器故障的診斷方法進(jìn)行了分析，主要介紹了利用油化的油色譜分析方法和電氣試驗(yàn)的原理和診斷方法，并列舉了具體的故障實(shí)例，給出兩種方法綜合應(yīng)用的措施，意在幫助技術(shù)人員更為準(zhǔn)確地進(jìn)行變壓器故障的診斷。

關(guān)鍵詞：油色譜;電氣試驗(yàn);變壓器

電力是國(guó)家產(chǎn)業(yè)的龍頭產(chǎn)業(yè)。隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快發(fā)展，電力系統(tǒng)向超高速，大容量，跨區(qū)域，高電壓的方向發(fā)展。但是，隨著電力系統(tǒng)容量增加，電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和非線性元器件的大量投入，電力設(shè)備故障發(fā)生的頻率越來(lái)越頻繁，對(duì)人們的生活和生產(chǎn)的影響也越來(lái)越大，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行也提出了更高、更新的要求，所以對(duì)于繼電保護(hù)的要求日益增加。

在我國(guó)現(xiàn)有的電力系統(tǒng)中，變壓器占據(jù)著十分重要的位置，如果變壓器出現(xiàn)比較嚴(yán)重的故障時(shí)，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成不利的影響。技術(shù)人員在進(jìn)行變壓器故障診斷的時(shí)候，主要采用油色譜分析方法和電氣試驗(yàn)方法，這兩種方法雖然都能夠診斷出變壓器的故障，但是也存在各自的局限性，需要將兩種方法進(jìn)行結(jié)合使用，提高故障診斷的效率與準(zhǔn)確性。

1?利用油化進(jìn)行變壓器故障診斷

1.1?診斷原理

通常來(lái)說(shuō)，變壓器的各個(gè)組件能夠隨著變壓器運(yùn)行的時(shí)間而衰減，直到不能繼續(xù)使用。在組件衰減的過(guò)程中很多絕緣體的性能也隨之下降，從而釋放出少量的化學(xué)氣體。如果變壓器的某個(gè)部位出現(xiàn)了升溫現(xiàn)象，可能會(huì)使這些化學(xué)氣體被分解，分解出來(lái)的氣體會(huì)形成氣泡溶解在油里，從而對(duì)變壓器的正常運(yùn)行造成不利影響。而且，化學(xué)氣體的分解速度要遠(yuǎn)大于溶解速度，沒(méi)有被溶解的氣體會(huì)進(jìn)入變壓器，從而使繼電器出現(xiàn)移動(dòng)，導(dǎo)致變壓器故障的發(fā)生。在變壓器發(fā)生故障的初期，繼電器內(nèi)部的氣體含量比較少，能夠通過(guò)分析氣體組分的方法來(lái)進(jìn)行故障的診斷。

1.2?診斷方法

1.2.1?氣體含量分析方法

該方法對(duì)于變壓器故障的診斷就是通過(guò)氣體的含量來(lái)進(jìn)行的。在變壓器內(nèi)部的化學(xué)氣體中，比較常見(jiàn)的是氫氣、烴類(lèi)、一氧化碳以及二氧化碳，不同故障形成的化學(xué)氣體有所不同，只要對(duì)特征氣體的含量進(jìn)行分析，就能夠找出變壓器發(fā)生的故障。

1.2.2?產(chǎn)氣速率分析方法

變壓器在出現(xiàn)故障的時(shí)候，產(chǎn)氣速率會(huì)隨著變壓器部位溫度的升高而增加。因此，在進(jìn)行變壓器故障診斷的時(shí)候，還要對(duì)產(chǎn)氣速率進(jìn)行分析，如果變壓器某處的產(chǎn)氣速率比較高，就發(fā)生故障的概率就比較高。而產(chǎn)氣速率的分析主要是對(duì)變壓器的絕對(duì)產(chǎn)氣速率進(jìn)行分析。

2?電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行變壓器故障診斷

目前使用最為廣泛的變壓器故障診斷方法就是電氣試驗(yàn)。油色譜分析方法是根據(jù)變壓器運(yùn)行的狀況進(jìn)行分析，并不需要進(jìn)行試驗(yàn)。而電氣試驗(yàn)需要通過(guò)檢測(cè)設(shè)備來(lái)進(jìn)行變壓器絕緣性能的檢測(cè)，通過(guò)分析檢測(cè)到的數(shù)據(jù)來(lái)分析變壓器存在的故障及安全隱患。通常，電氣試驗(yàn)即打壓試驗(yàn)，也就是在電壓器的停止運(yùn)行狀態(tài)中，使用日常用電一致的電壓將變壓器通電，然后觀察通電之后變壓器的各項(xiàng)參數(shù)，將實(shí)際的參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，從而找到變壓器的故障區(qū)域。和油色譜診斷方法相比，電氣試驗(yàn)并不需要專(zhuān)業(yè)的設(shè)備，操作也較為簡(jiǎn)單，成本更為低廉，電氣試驗(yàn)的應(yīng)用范圍要遠(yuǎn)大于油色譜分析方法。但是油色譜診斷方法的準(zhǔn)確性非常高，而且不會(huì)影響變壓器的正常運(yùn)行。

3?變壓器故障診斷實(shí)例

3.1?故障狀況概述

某變電站的1號(hào)主變壓器投入運(yùn)行之后一直處于正常運(yùn)行狀態(tài)，在今年二月份的上午十點(diǎn)十四分二十二秒，1號(hào)轉(zhuǎn)變的本體輕瓦斯動(dòng)作發(fā)出了信號(hào)，等到十七秒之后，出現(xiàn)了重瓦斯動(dòng)作信號(hào)，而且主變?nèi)齻?cè)的開(kāi)關(guān)跳閘，系統(tǒng)沒(méi)有做出對(duì)應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。技術(shù)人員在對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障診斷的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)場(chǎng)存在少量的氣體。

3.2?故障狀況分析

技術(shù)人員對(duì)變壓器的故障采取了油色譜分析以及電氣試驗(yàn)，色譜分析結(jié)果顯示該變壓器的油化數(shù)據(jù)在故障發(fā)生前沒(méi)有異常，故障發(fā)生之后，本體和瓦斯油的三比值編碼是102，能夠初步判斷該變壓器內(nèi)部出現(xiàn)了局部過(guò)熱和電弧放電現(xiàn)象。電氣試驗(yàn)結(jié)果顯示：該變壓器的高壓側(cè)阻值是352mΩ;中壓側(cè)是53mΩ;低壓側(cè)是15mΩ，技術(shù)人員在分析了上述數(shù)據(jù)之后，發(fā)現(xiàn)變壓器的高壓套管與中壓套管的電阻值之間出現(xiàn)了三相不平衡現(xiàn)象，B相的電阻值接近于A相和C相的二倍。對(duì)于這種現(xiàn)象，可能由以下三種原因?qū)е拢浩湟皇墙泳€焊線不夠牢固;其二是B相繞組的接線存在接觸不良現(xiàn)象;其三是B相套管的內(nèi)部載流桿存在接觸不良現(xiàn)象。

3.3?故障點(diǎn)的確定

通過(guò)上述分析可知，變壓器的故障點(diǎn)可能為B相套管。技術(shù)人員對(duì)變壓器B相套管采取了拆卸措施，在對(duì)B相套管進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，套管和線路的連接頭連接在一起，載流桿存在放電現(xiàn)象，且套管的頂端存在約為兩厘米的燒熔段。由此可以確定，該故障的出現(xiàn)原因?yàn)樽儔浩鲀?nèi)部的導(dǎo)桿在運(yùn)行過(guò)程中長(zhǎng)期過(guò)熱，隨著運(yùn)行時(shí)間的推進(jìn)，螺紋出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的變形，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)了負(fù)載高峰，載流桿和B相套管的導(dǎo)流管出現(xiàn)了電位差，這就使得電場(chǎng)的強(qiáng)度分布不均，從而出現(xiàn)重瓦斯跳閘現(xiàn)象。

電網(wǎng)的發(fā)展有著不可磨滅的作用，變壓器是電網(wǎng)運(yùn)行中的核心設(shè)備，變壓器的運(yùn)行穩(wěn)定決定了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。繼電氣試驗(yàn)和繼電保護(hù)是維持變壓器安全和穩(wěn)定的基本策略，要求電網(wǎng)系統(tǒng)正確運(yùn)用繼電保護(hù)策略，減少設(shè)備故障并及時(shí)清除已發(fā)生的故障。

4?結(jié)論

綜上所述，油色譜分析方法和電氣試驗(yàn)各有優(yōu)缺點(diǎn)，只有將兩者結(jié)合才能更好地進(jìn)行變壓器故障的診斷。分析可得，通過(guò)本文的分析可知，油色譜分析方法的診斷更為準(zhǔn)確，電氣試驗(yàn)的操作比較便捷，技術(shù)人員可以定期通過(guò)電氣試驗(yàn)開(kāi)展檢修工作，等到電氣試驗(yàn)不能判斷變壓器故障的時(shí)候，再使用油色譜分析方法，這樣能夠有效提高變壓器診斷的效率，從而保障變壓器的正常運(yùn)行。希望本文能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員進(jìn)行變壓器診斷方法的研究提供參考。

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（作者單位：河北省送變電有限公司）