電氣實(shí)驗(yàn)在變壓器故障檢測中的運(yùn)用研究

劉惠琦

摘要：在整個電力系統(tǒng)中，變壓器是調(diào)節(jié)控制的關(guān)鍵設(shè)備，在電力資源的傳輸中，變壓器作為變電站的中轉(zhuǎn)站，其能夠?qū)崿F(xiàn)原電能高低壓轉(zhuǎn)換。當(dāng)變壓器在運(yùn)行過程中，經(jīng)常會因?yàn)楦鞣N外在因素而出現(xiàn)故障，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在變壓器出現(xiàn)故障之下，可以使用電氣試驗(yàn)來對故障進(jìn)行分析，進(jìn)而保障變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的有效開展進(jìn)行研究有一定現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：電氣試驗(yàn);變壓器;故障檢測

電力試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)﹄娏υO(shè)備實(shí)際性能進(jìn)行檢測，可以避免電力設(shè)備在以后的工作中出現(xiàn)故障和事故。在進(jìn)行試驗(yàn)時，可以使用和運(yùn)行階段相應(yīng)的方式試驗(yàn)。在接通電源之后，要依據(jù)實(shí)際情況均勻升壓，升壓時要觀察電量參數(shù)的變化情況，詳細(xì)記錄儀表上的數(shù)據(jù)，在試驗(yàn)完成之后就要依據(jù)流程斷開接線。在使用電力試驗(yàn)分析變壓器故障時，試驗(yàn)環(huán)境溫度和濕度都是十分關(guān)鍵的條件。如果在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，則要依據(jù)試驗(yàn)要求對溫度和濕度進(jìn)行控制。在一般情況下，試驗(yàn)的溫度不能超出40℃，也不能夠低于-20℃。盡可能把試驗(yàn)整個過程都控制在這個溫度范圍中，進(jìn)而保障試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性與精確性，提升實(shí)驗(yàn)效率。變壓器故障分析中的電氣實(shí)驗(yàn)對濕度要求比較高，需要在比較干燥的環(huán)境中進(jìn)行，避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果受到環(huán)境的影響。若是在室外環(huán)境中試驗(yàn)，溫度與濕度控制難度較大，所以通常選擇在天氣較好的時候進(jìn)行試驗(yàn)。

1 常見的幾種電氣試驗(yàn)

1.1 變壓器電阻直流試驗(yàn)

在正式電氣試驗(yàn)過程中，直流電阻是電力變壓器中的關(guān)鍵性元件，它的主要功能在于銜接變壓器2個部分，當(dāng)整個變壓器暴露出問題時，直流電阻會作為關(guān)鍵對象得到檢修處理。當(dāng)變壓器發(fā)生焊頭焊接質(zhì)量不合格、匝線短路等問題時，工作人員可采取檢測直流電阻的方法對其進(jìn)行維修，在對電阻進(jìn)行檢測時，直流電橋法是當(dāng)前小中型電力變壓器維修領(lǐng)域運(yùn)用最普遍的一種基礎(chǔ)性方法，該方法的優(yōu)勢在于操作流程相對簡單，對電力變壓器的維修有巨大幫助。

1.2 絕緣電阻試驗(yàn)

為了對變壓器的絕緣狀態(tài)做全面的了解，最常見的方式是直接測試絕緣電阻的電流吸收比，該方法的運(yùn)用可以迅速檢測到絕緣電阻有無出現(xiàn)異物干擾、絕緣油開裂、線路老化等不良現(xiàn)象。在對其進(jìn)行檢測試驗(yàn)時，要注意使目標(biāo)線路與引線短接，非檢測目標(biāo)的線路用短路接地方式，盡可能地控制檢測效果。由于各種絕緣電阻有相應(yīng)的不同阻值，因此在電壓一定的情況下，其電流曲線的下降也會表現(xiàn)出差異。

1.3 變壓器介質(zhì)漏電試驗(yàn)

介質(zhì)的存在是為了順利傳遞電流，如果有電壓作用于介質(zhì)，流經(jīng)介質(zhì)的電流可以概括為3種類型，即傳導(dǎo)、吸收和幾何電流。幾何電流是其中最為短暫的電流，只在電壓上升的瞬時表現(xiàn)出迅速的變化，此后則在電流趨于穩(wěn)定后逐漸降至零度水平。傳導(dǎo)電流所對應(yīng)的數(shù)值與絕緣電阻的電阻值有著緊密聯(lián)系;吸收電流則表現(xiàn)為一種試探性的電流，在電力變壓器暴露出故障時，該電流會經(jīng)過對絕緣電阻電流的吸收比完成測驗(yàn)，進(jìn)而更準(zhǔn)確地抓住變壓器的具體問題，并據(jù)此探討出科學(xué)的解決方案。

2 電氣試驗(yàn)在變壓器故障中的幾種應(yīng)對策略

2.1 建立完善的電力系統(tǒng)檢修結(jié)構(gòu)

在整個系統(tǒng)內(nèi)，變壓器作為核心元素發(fā)揮著重要作用，它往往能在整體上左右系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)和模式上的安全性與穩(wěn)定性。新的經(jīng)濟(jì)形勢下，電網(wǎng)組織為變壓器配備了專業(yè)的設(shè)備。這就在很大程度上提升了系統(tǒng)的均衡性。但變壓器也會產(chǎn)生各種故障，這對電力系統(tǒng)的運(yùn)行有著極其明顯的不利影響，因此，必須建立健全實(shí)用的電力系統(tǒng)體系，加強(qiáng)對電路的日常檢修，確保整個電力系統(tǒng)能長期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2 對絕緣電阻進(jìn)行多次的檢測后投入到市場使用

絕緣電阻可以為電力系統(tǒng)的檢修提供巨大的便利，它基本上是變壓器的核心原件。絕緣電阻在測量的過程中可以檢查線路中是否存在異物以及線路老化的問題，然后繪制一條相同電壓下的電流曲線，根據(jù)其下降程度可以較為簡便地判斷出變壓器是否存在故障問題。因?yàn)榻^緣電阻在變壓器的故障檢修過程中起著非常重大的作用，絕緣變壓器在進(jìn)入市場之前必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢測，否則其將會給變阻器乃至整個電力系統(tǒng)帶來不必要的麻煩與影響。

2.3 對變壓器電路電流進(jìn)行調(diào)控，防止漏電現(xiàn)象發(fā)生

變壓器、電流作為電力系統(tǒng)中的基本元件，受到普遍關(guān)注，但由于電流本身具有相當(dāng)?shù)奈ｋU性，若不科學(xué)使用，就會由此引發(fā)安全事故，進(jìn)而對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、群眾的人身安全造成嚴(yán)重威脅，甚至造成大面積火災(zāi)，這也在很大程度上增加了經(jīng)濟(jì)損失。為了實(shí)現(xiàn)電流的高效控制，就應(yīng)該合理把控電壓的額度，尤其要注意電壓超過日常使用的范圍時，會使得變壓器、電器本身的電壓很可能超出標(biāo)準(zhǔn)額度，進(jìn)而出現(xiàn)電流太大、火災(zāi)出現(xiàn)、嚴(yán)重漏電等不良后果。

2.4 絕緣油試驗(yàn)

在變壓器的油箱中充滿了變壓器油，這種油的作用主要是絕緣、散熱以及測量，同時還能夠保護(hù)鐵芯與繞組組件，緩解氧對絕緣材料的侵蝕。變壓器中的絕緣油能夠加強(qiáng)變壓器各個部門的絕緣性能，由于油是流動液體，其能夠充滿變壓器內(nèi)部中的任何一個空隙，把空氣排除出去，以免部件因?yàn)楹涂諝獾慕佑|而受潮，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣性能的降低。所以，油的絕緣強(qiáng)度比空氣大，可以加強(qiáng)變壓器中各個部件的絕緣性，讓繞組之間、繞組和鐵芯、繞組和油蓋箱之間保持良好的絕緣性。絕緣油試驗(yàn)主要有直接觀察外觀，或者是水溶性酸堿值、含水量以及界面張力等等。

2.5 短路試驗(yàn)

變壓器短路試驗(yàn)，主要是在額定電流情況下，測量短路耗損與阻抗電壓，電源與測量線路試驗(yàn)是一樣的，其中不同的是非電源側(cè)繞組要人為進(jìn)行短路。依據(jù)相關(guān)的規(guī)定，220KV及其以上相間差距為≤2%，初值差距≤3%。而110kv及其以下相間偏差是≤3%，初值差≤5%。經(jīng)過變壓器短路試驗(yàn)，能夠發(fā)現(xiàn)的缺陷有很多，比如變壓器各個結(jié)構(gòu)或是油壁箱中，因?yàn)槁┐磐▽?dǎo)致的附加損耗過大，或者是局部過熱，以及油箱蓋或是套管法蘭等附件耗損太大。而經(jīng)過測量阻抗電壓，能發(fā)現(xiàn)在運(yùn)行中變壓器出口側(cè)有無發(fā)生短路，變壓器內(nèi)部幾何尺寸的變化等情況。

2.6 絕緣電阻與泄漏電流

在直流電壓作用介質(zhì)上的時候，經(jīng)過介質(zhì)中有傳導(dǎo)、吸收以及幾何等相關(guān)部分的電流。在這其中，絕緣電流是十分短暫的充電電流，壓力增加會在一瞬間，然后迅速降到零。傳導(dǎo)電力就是泄漏電流，其是電導(dǎo)電流，和加壓時間沒有太大關(guān)系，一般是恒定值，其數(shù)值可以反映出絕緣內(nèi)部有無受潮，或者是表面臟污以及有無局部缺陷等情況。傳導(dǎo)電流對應(yīng)的是測量的絕緣電阻值。吸收電流則和測量絕緣電阻吸收比之間有很大的關(guān)系，測量變壓器繞組阮電阻以及吸收比等，可以分析出變壓器絕緣的受潮情況，查看其有無貫穿性的缺陷等，例如絕緣子破裂以及引線靠殼等相關(guān)的問題和缺陷。

3 結(jié)束語

加強(qiáng)對電氣試驗(yàn)在變壓器故障檢測中的應(yīng)用問題的探討，意義重大。相關(guān)工作人員需要明確常見的幾種電氣試驗(yàn)——包括變壓器電阻直流試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、變壓器介質(zhì)漏電試驗(yàn);以此為基礎(chǔ)，提出電氣試驗(yàn)在變壓器故障中的幾種應(yīng)對策略，建立完善的電力系統(tǒng)檢修結(jié)構(gòu)，對絕緣電阻進(jìn)行多次檢測后投入到市場使用，對變壓器電路電流進(jìn)行調(diào)控。

參考文獻(xiàn)

[1]李靜，岳堃，王偉.船舶電力變壓器系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2018（3X）：61-63.

[2]楊劍藍(lán)，舒永生，李靖，等.考慮負(fù)荷過載及計(jì)量精度的牽引變壓器計(jì)量用電流互感器配置[J].重慶電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2018（3）：61-63.