電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的應(yīng)用研究探討

張超平

摘要：現(xiàn)如今各個(gè)行業(yè)對(duì)于電力資源的需求量越來越大。變壓器能夠保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，但是由于變壓器運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜，很容易導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)故障，造成整個(gè)供電系統(tǒng)癱瘓，所以必須要對(duì)變壓器故障進(jìn)行詳細(xì)的分析。利用電氣試驗(yàn)來研究變壓器故障的主要成因，并且進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的解決對(duì)策，提高變壓器故障的處置效率，保證我國電力事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣試驗(yàn);變壓器;故障分析;應(yīng)用

1變壓器主要的故障及原因

1.1繞組形變故障

在變壓器中，如果因?yàn)槎搪冯娏鞫鴮?dǎo)致變壓器內(nèi)部受到?jīng)_擊，就很容易出現(xiàn)繞組故障。電網(wǎng)中實(shí)際運(yùn)行的電力變壓器，經(jīng)常會(huì)因?yàn)椴煌脑蚨艿蕉搪冯娏鞯臎_擊，其中最嚴(yán)重的就屬于近期短路故障，短路沖擊電流能夠使得變壓器的繞組承受的電動(dòng)力瞬間升高至數(shù)百倍，導(dǎo)致繞組溫度急速升高，所以線圈的機(jī)械能變?nèi)?，引起變壓器繞組故障。

當(dāng)變壓器遭遇短路電流沖擊之后，很難承受如此強(qiáng)大的短路電動(dòng)力，所以會(huì)產(chǎn)生故障，由于受到短路沖擊而引發(fā)變速器故障已經(jīng)逐漸成為主要的原因之一。

在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的過程中，要想檢測短路沖擊電流則必須進(jìn)行離線檢查，但是卻并不能夠靈活地反映出變壓器繞組故障，而且準(zhǔn)確性也不高，所以這就導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，存在一定的安全隱患。還有一些變壓器的繞組線圈出現(xiàn)比較小的變形時(shí)，并沒有破壞絕緣所有的檢測都能夠正常，這樣就導(dǎo)致頻率響應(yīng)法以及短路電抗法，均不能夠準(zhǔn)確地判斷繞組存在的故障。而在變壓器故障診斷中，通過利用離線吊芯檢查的方式，不僅會(huì)消耗大量的人力、物力、財(cái)力，對(duì)變壓器自身也會(huì)造成一定的影響，所以必須要改進(jìn)檢測方式，通過實(shí)時(shí)在線準(zhǔn)確地判斷變壓器繞組故障的原因。

1.2鐵芯故障

一般的變壓器鐵芯都是由非線性鐵磁材料硅鋼片構(gòu)成，但是由于硅鋼片在交變磁場中的長度會(huì)逐漸的變化，所以導(dǎo)致磁質(zhì)伸縮影響了芯片勵(lì)磁頻率。當(dāng)硅鋼片的磁致伸縮率增大時(shí)，鐵芯的形變量也會(huì)增加，導(dǎo)致鐵芯的振動(dòng)頻繁，如果鐵芯磁質(zhì)伸縮變化周期是交流電壓周期的一半，所以就會(huì)造成變壓器鐵芯振動(dòng)頻率以100Hz為基礎(chǔ)，但實(shí)際上由于變壓器鐵芯的振動(dòng)除了有基頻振動(dòng)以外，還包含基頻整數(shù)倍的高頻附加振動(dòng)信號(hào)，導(dǎo)致磁致伸縮非線性以及鐵芯內(nèi)框和外框的磁路徑長短存在區(qū)別，造成高次諧波分量，導(dǎo)致鐵芯振動(dòng)信號(hào)的波形并沒有呈現(xiàn)出正弦分布。主要的原因在于變壓器鐵芯內(nèi)部的絕緣層破損，或者出現(xiàn)紙板受潮的情況。如果變壓器的油箱底部存在大量的油漬，很有可能導(dǎo)致自身的絕緣性能下降，當(dāng)變壓器箱體的金屬零件出現(xiàn)脫落時(shí)，也會(huì)造成硅鋼片局部短路的問題，而鐵片內(nèi)部的硅鋼片表面，如果出現(xiàn)絕緣漆脫落的問題，也會(huì)造成鐵芯暴露在空氣中，引發(fā)變壓器故障。

2試驗(yàn)應(yīng)用

進(jìn)行故障分析，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行展開。

第一，進(jìn)行絕緣油試驗(yàn)。絕緣油主要起保護(hù)鐵芯及繞組相應(yīng)組件的作用，通過隔絕氧氣作用，實(shí)現(xiàn)絕緣、散熱、保護(hù)等功能。而由于其具有流動(dòng)性，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們需要對(duì)其外觀、pH值、閃點(diǎn)、體積電阻率、含氣量及含水量等進(jìn)行檢驗(yàn)。而對(duì)其絕緣油的性能、強(qiáng)度等進(jìn)行確認(rèn)。

第二，進(jìn)行直流電阻試驗(yàn)，這主要是為了測量變壓器中繞組組件內(nèi)部的導(dǎo)線質(zhì)量，對(duì)其焊接、引線、接頭以及分接開關(guān)等位置的接觸性進(jìn)行測定，同時(shí)也能夠進(jìn)一步對(duì)其電路連接（見圖1）方式正確性、斷路、短路等現(xiàn)象進(jìn)行檢查。在實(shí)驗(yàn)過程中，通過將元件接通直流電，從而測定其電阻數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)過對(duì)比，在1.6MVA變壓器中，取各繞組間的平均值，與繞組的測定電阻值進(jìn)行對(duì)比，大于2%，則表示繞組存在故障。低于1.6MVA變壓器，各繞組相間的數(shù)據(jù)，大于平均值的4%，則表示繞組存在故障。

第三，絕緣及傳導(dǎo)電流的實(shí)驗(yàn)，通過將直流電壓直接作用于介質(zhì)，傳導(dǎo)電流將通過介質(zhì)，其電流值，一般作為測定絕緣體內(nèi)部出現(xiàn)受潮、臟污、缺陷等問題的參考值。其一般作為恒定值，與絕緣電阻值對(duì)應(yīng)，通過確定繞組的絕緣電阻，吸收比以及傳導(dǎo)電流值，從而發(fā)現(xiàn)如，元件破裂等缺陷。

第四，短路試驗(yàn)，通過測量額定電流作用下的組抗壓和短路損耗，可以進(jìn)一步確定變壓器內(nèi)部構(gòu)件缺陷，油箱局部過熱，繞組短路及錯(cuò)位等情況。除此之外，阻抗壓的值對(duì)于測定，短路位置以及內(nèi)部發(fā)生的元件幾何改變有較大意義。需要強(qiáng)調(diào)的是，在進(jìn)行非電源一側(cè)的繞組試驗(yàn)時(shí)，需要進(jìn)行人為短路操作。

3電力系統(tǒng)中變壓器的維護(hù)措施

3.1規(guī)劃設(shè)計(jì)維護(hù)方案，按時(shí)開展對(duì)配電變壓器的維護(hù)

在針對(duì)配電變壓器進(jìn)行維護(hù)的時(shí)候，必須要組織設(shè)計(jì)科學(xué)合理的維護(hù)方案，按時(shí)實(shí)施對(duì)配電變壓器的檢驗(yàn)與維護(hù)作業(yè)。因?yàn)殡S著變壓器的運(yùn)行，在到了一定時(shí)間長度之后，便會(huì)發(fā)生元器件收到損害或老化的問題，按時(shí)對(duì)其開展檢驗(yàn)，可以在第一時(shí)間找到配電變壓器元器件發(fā)生損害或者老化的問題，并盡快加以更替，這樣就能夠防止配電變壓器故障問題的出現(xiàn)。另外，作為有關(guān)的工作者在進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)作業(yè)中，應(yīng)該按照配電變壓器具體的運(yùn)行狀況和工作者的實(shí)際時(shí)間來對(duì)方案加以規(guī)劃，同時(shí)嚴(yán)謹(jǐn)遵守方案中所要求的時(shí)間開展配電變壓器的檢驗(yàn)工作，保障配電變壓器可以維持在高水平的運(yùn)行狀態(tài)。

3.2針對(duì)配電變壓器設(shè)備的損耗實(shí)施技術(shù)應(yīng)對(duì)

對(duì)于配電變壓器設(shè)備來說，在平時(shí)作業(yè)的時(shí)候，難免都會(huì)發(fā)生損耗的問題，這將會(huì)直接影響著供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，導(dǎo)致供電質(zhì)量降低。所以，在針對(duì)配電變壓器開展維護(hù)作業(yè)的時(shí)候，要結(jié)合配電變壓器設(shè)備的實(shí)際損耗開展技術(shù)處理作業(yè)，對(duì)那些損耗厲害的要在第一時(shí)間進(jìn)行替換，避免造成對(duì)供電系統(tǒng)的影響。不僅如此，因?yàn)榕潆娮儔浩鲗儆诟邠p耗產(chǎn)品的范疇，在對(duì)配電變壓器進(jìn)行篩選的過程中，要嚴(yán)格把握質(zhì)量，要選那些抗損性能強(qiáng)的，如此一來才可以降低配電變壓器的替換頻率，盡可能地保障配電變壓器的正常工作。

4結(jié)束語

總而言之，電氣試驗(yàn)作為新時(shí)期解決變壓器故障的一種行之有效的方法，因?yàn)槠涫r(shí)省力，方便快捷，準(zhǔn)確無誤而大量應(yīng)用與電力行業(yè)的檢查維修中。電氣試驗(yàn)不僅可以減少電力公司的損失，還可以延長材料的使用壽命，更可以保證電力行業(yè)的運(yùn)行。

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