電氣試驗在變壓器故障檢測中的應(yīng)用

王丹

國網(wǎng)河北電力有限公司保定供電分公司， 河北省保定市 ?071000

摘要：變壓器是電力系統(tǒng)中常見的組成部分，在實際運行的過程中，其原理是利用電磁感應(yīng)來為供電安全提供充足保障。然而，由于變壓器始終是處于一個運行狀態(tài)，容易出現(xiàn)設(shè)備老化、鐵芯故障、繞組故障等等問題，進(jìn)而影響到正常供電。本文將結(jié)合實際情況，對電氣實驗在變電器故障檢測中的具體應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

關(guān)鍵字：電氣試驗;變壓器故障檢測;應(yīng)用

目前，各個行業(yè)對于電力方面的需求都有所提升，這也就要求我國具有穩(wěn)定的電網(wǎng)來為社會生產(chǎn)提供充足用電。變壓器作為主要的輸變電設(shè)備，在運行的過程中通常都是位于整個電力系統(tǒng)的末端，不管是數(shù)量還是容量都相對較大，因此其故障問題的出現(xiàn)會直接影響到整個電網(wǎng)的正常運行。因此，針對變壓器故障檢測，必須要采取有效的方式，這樣才可以保證以最快的速度完成檢測，為后續(xù)維修提供便利。

一、變壓器故障問題

就變壓器故障問題來進(jìn)行分析，其故障往往是表現(xiàn)在兩個方面：第一，是繞組故障。這一故障時由于變電器在運行中，通常會受到短路方面因素的影響，致使電流對電網(wǎng)造成沖擊，從而導(dǎo)致變電器繞線部分因異常電動力持續(xù)發(fā)熱，最終引起線圈強度下降、出現(xiàn)繞組故障。根據(jù)對近幾年繞組故障問題出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)短路沖擊已經(jīng)成為引發(fā)該項故障的一個主要原因[1]。第二，鐵芯故障。在電磁感應(yīng)的作用下，處于運行狀態(tài)的鐵芯部分會在磁場的作用下而出現(xiàn)鋼片長度伸縮的情況，而伸縮情況越嚴(yán)重，則鐵芯的變形程度就會越為明顯，進(jìn)而導(dǎo)致振動頻率增加，并產(chǎn)生電磁信號誤差。若是變壓器鐵芯接地點超過2點以上，則硅鋼片之間的電位就會受因分布不均勻而產(chǎn)生環(huán)流，導(dǎo)致接地部分出現(xiàn)發(fā)熱的情況，最終引起變壓器故障。除此之外，能夠引起鐵芯故障的原因還有可能是來自于絕緣層、油污、箱體零件脫落等等狀況，需要檢修人員結(jié)合自身所掌握的專業(yè)知識，來科學(xué)選擇故障檢測方法。

二、電氣試驗在變壓器故障分析中的有效應(yīng)用

（一）絕緣試驗

變壓器故障最容易出現(xiàn)的現(xiàn)象便是漏電，在電氣試驗中，絕緣試驗是一種重要的試驗，它具有顯著的優(yōu)點。在進(jìn)行絕緣實驗時，通常采用絕緣油作為介質(zhì)，它具有流動性強、隔絕性好、直觀性明顯等特點，既能延長設(shè)備的使用壽命，又能通過直觀的現(xiàn)象對變壓器故障做出判斷[2]。繞組絕緣測試，包括高壓和低壓繞組測試，它們的主要區(qū)別就是三相接部位的連接方式不同，并在一定的時間內(nèi)記錄相關(guān)數(shù)值：如絕緣電阻值、吸收比等。

（二）直流電阻試驗

直流電阻是變壓器所固有的靜態(tài)的電阻，通過分析電阻，可以直接對變壓器是否故障做出判斷。在試驗過程中，應(yīng)首先將測試儀與變壓器進(jìn)行連接，依次測定高壓、低壓側(cè)線組的電阻值，并記錄測量數(shù)據(jù)和測定溫度。電阻是衡量導(dǎo)電性的指標(biāo)，對變壓器的直流電阻進(jìn)行測量，可以對變壓器內(nèi)部導(dǎo)線狀態(tài)進(jìn)行掌握。直流電阻試驗?zāi)軌蛑苯臃从硟?nèi)部變壓器的導(dǎo)線的導(dǎo)電、連接情況，對于直流電阻試驗得出的數(shù)據(jù)，與變壓器出廠數(shù)據(jù)進(jìn)行對比便可做出初步故障診斷：若偏差大于2%，則變壓器存在故障。直流電阻試驗操作簡單、準(zhǔn)確、可行性高，是變壓器故障診斷常用的方法。

（三）絕緣電阻和泄漏電流試驗

在這一試驗過程中，需要一定的介質(zhì)來傳導(dǎo)電流。當(dāng)變壓器的直流電壓通過介質(zhì)時，會伴隨三種電流，分別是傳導(dǎo)、吸收以及幾何電流。這三種電流具有本質(zhì)的區(qū)別，對于幾何電流來說，它是一種瞬間電流，會極速降至0。而傳導(dǎo)電流則相對恒定，不會隨著電壓的變化而改變，它即是泄漏電流，也是測定的絕緣電阻值，這一數(shù)值能夠直接反映變壓器內(nèi)部的絕緣部分是否存在故障。

（四）短路試驗

變壓器如果發(fā)生短路，會造成嚴(yán)重的設(shè)備損毀和安全事故，因此，需要進(jìn)行短路測試來判斷是否會發(fā)生短路故障。短路試驗主要測定指標(biāo)為短路損耗、阻抗電壓，通過對電源和線路的測定來完成。將短路試驗測定的數(shù)值與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，依據(jù)偏差大小對變壓器是否故障進(jìn)行判斷。短路試驗的測定，能夠初步了解內(nèi)部零件的損耗、運行溫度;阻抗電壓的測定能夠判斷短路的位置和變壓器內(nèi)部的改變。這一試驗的可操作性也相對較高，在對非電源側(cè)進(jìn)行試驗時，需要人為短路進(jìn)行測定。

（五）耐壓試驗

變壓器耐壓試驗包括交流耐壓試驗和直流耐壓試驗兩種。前者又被稱之為串聯(lián)諧振耐壓試驗，由勵磁變壓器、變頻電源、電容分壓器和電抗器組成，其具有重量輕、體積小、易于現(xiàn)場作業(yè)等特點，但是也存在可靠性低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、接線繁多、成本高等缺陷，因此為了解決上述問題，經(jīng)過了20多年的實踐和研究，國內(nèi)外出臺了一系列的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行更改和修訂，從而使工頻及近似工頻（30～300Hz）交流耐壓試驗在世界范圍內(nèi)得到有效的推廣和應(yīng)用[3]。如今，我國大部分地區(qū)和公司用交流耐壓試驗來取代直流耐壓試驗，并制定了與之相對應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，為變壓器故障的分析奠定了良好的基礎(chǔ)。

（六）局部放電試驗

局部放電試驗可以有效檢測出變壓器主、縱絕緣結(jié)構(gòu)中所出現(xiàn)的安全隱患，是評價變壓器絕緣性能的關(guān)鍵手段。變壓器局部放電試驗系統(tǒng)主要包括發(fā)電機(jī)組、補償電抗器、中間變壓器等測量回路和試驗回路。其一般需要對變壓器各側(cè)中性點的接地情況、套管CT二次短路接地、變壓器周圍空間有無懸浮物、變壓器本體接地狀況等進(jìn)行檢查。在工作現(xiàn)場，一般通過對被試變進(jìn)行分相加壓的方法進(jìn)行檢測，通常需要將試驗電壓施加到變壓器低壓側(cè)繞組上，通過改變高壓分接檔和接線方式的位置來確保各側(cè)電壓均達(dá)到試驗電壓值。

結(jié)語：

總的來說，電氣試驗的進(jìn)行，可以非常有效地檢查出變壓器在日常使用中所存在的隱性故障，較小電力設(shè)備故障對電力企業(yè)所帶來的經(jīng)濟(jì)損失，保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。因此，電力企業(yè)需要在變壓器檢查過程中，積極使用電氣試驗技術(shù)，讓電力系統(tǒng)始終保持良好的運行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅光鴻.試論電氣試驗中試驗變壓器繞組的錯誤接線[J].科學(xué)與信息化，2018，000（003）：89-90.

[2]朱亞麗，魯金定，張軍.電氣實驗在變壓器故障檢測中的運用研究[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2019，No.234（21）：71-71.

[3]肖宇塵.研究電氣實驗在變壓器故障檢測中的運用[J].新商務(wù)周刊，2020，000（005）：214.