電力變壓器的故障診斷與檢修方法研究

姚曙 楊娟 宋金德

摘 要：隨著我國(guó)科技水平的提高，電力工業(yè)發(fā)展越來(lái)越迅速，造成電力變壓器的故障越來(lái)越頻繁，因此文章對(duì)電力變壓器的故障進(jìn)行狀態(tài)檢修，選用了三角形和梯形結(jié)合的方式對(duì)變壓器故障進(jìn)行診斷，并建立電力變壓器狀態(tài)評(píng)價(jià)模型同時(shí)生成評(píng)價(jià)表。應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的分析方法，實(shí)現(xiàn)電力變壓器故障的解決方案。從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全使用，降低變壓器的故障產(chǎn)生，加大電力產(chǎn)業(yè)工作效率。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;狀態(tài)檢修;模糊數(shù)學(xué)

0? ? 引言

如今，電力系統(tǒng)在社會(huì)發(fā)展中十分重要，電力變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一。它主要負(fù)責(zé)電力傳輸、分配電壓及轉(zhuǎn)換電壓等功能，它的安全能夠保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此電力工作人員必須減少電力變壓器的故障發(fā)生，防止電力變壓器事故。本文運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)和科學(xué)的方法，對(duì)電力變壓器故障進(jìn)行詳細(xì)分析和做出解決方案，提高電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1? ? 電力變壓器的檢修的現(xiàn)狀

1.1? 電力變壓器的狀態(tài)分析現(xiàn)狀

在電力系統(tǒng)中，電力變壓器狀態(tài)分析是最基礎(chǔ)的工作，它的運(yùn)行狀態(tài)直接顯示系統(tǒng)是否能夠正常運(yùn)行。對(duì)電力變壓器進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估，建立狀態(tài)指數(shù)模型，形成分析表，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)變壓器是否存在故障。在變壓器狀態(tài)評(píng)估中，其存在的問(wèn)題是多屬性決策問(wèn)題，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)理論對(duì)變壓器診斷數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，評(píng)估每一個(gè)子系統(tǒng)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，但是要根據(jù)不同子系統(tǒng)選擇不同的狀態(tài)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估?？偨Y(jié)出系統(tǒng)中電力變壓器的狀態(tài)情況，檢測(cè)出故障點(diǎn)，進(jìn)行維修，加快工作效率。

1.2? 電力變壓器故障預(yù)測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，在電力系統(tǒng)中，使用的變壓器故障診斷系統(tǒng)主要在故障診斷和檢測(cè)上，以及故障位置和原因，并不能明確指出故障的真實(shí)原因，及故障對(duì)零件和系統(tǒng)造成的損害。如果我們通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，做好預(yù)測(cè)的方法，將能夠清晰地掌握電力變壓器的故障狀態(tài)。因此，開(kāi)展變壓器故障預(yù)測(cè)技術(shù)，可以對(duì)溶解氣體在變壓器油中的預(yù)測(cè)，建立數(shù)學(xué)模型，掌握變壓器故障狀態(tài)。

2? ? 電力變壓器故障的原因分析

2.1? 絕緣物質(zhì)存在問(wèn)題

常用的大型電力變壓器中，油紙絕緣結(jié)構(gòu)為主要部分，變壓器絕緣油用來(lái)絕緣和散熱。隨著電力系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間使用，變壓器油的絕緣材料在電和熱的作用下，逐漸老化，使產(chǎn)生的氣體經(jīng)常會(huì)擴(kuò)散到絕緣油中，造成變壓器故障。一般情況下，不同類(lèi)型的故障，產(chǎn)生的氣體、各種氣體比例以及溶解在變壓器油中的氣體濃度都是不一樣的，因此油溶解氣體的含量反映了變壓器的故障程度。

外界因素的影響，例如在長(zhǎng)期的風(fēng)雨天氣時(shí)，雨水進(jìn)入設(shè)備，會(huì)使變壓器內(nèi)部零件受到侵蝕，造成電路短路，從而使變壓器發(fā)生絕緣故障。

2.2? 電力系統(tǒng)存在電路溫度過(guò)高

電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，如果供電線路溫度過(guò)高，將會(huì)造成電力變壓器嚴(yán)重的故障，甚至?xí)斐纱竺娣e停電。在變壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于各個(gè)線圈間的電磁感應(yīng)，使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而是供線電路溫度過(guò)高，就造成線路短路，對(duì)變壓器的正常工作會(huì)造成嚴(yán)重影響，對(duì)電力系統(tǒng)造成不良后果。

2.3? 電力變壓器存在漏油現(xiàn)象

由于電力變壓器長(zhǎng)時(shí)間的超負(fù)荷工作，就會(huì)使線路損壞，甚至造成漏油現(xiàn)象。如果漏油現(xiàn)象不能夠及時(shí)解決，會(huì)使電力變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)不流暢，造成機(jī)器間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電力系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定等問(wèn)題，因此需要及時(shí)檢查出漏油現(xiàn)象和找到解決辦法，減少變壓器故障，提高電力系統(tǒng)用電需求。

2.4? 電力變壓器監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確

隨著經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中。目前的電力系統(tǒng)仍然是傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控，并不能夠及時(shí)檢測(cè)出變壓器故障，需要加強(qiáng)電子設(shè)備的使用和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)，并通過(guò)數(shù)據(jù)參數(shù)顯示，能夠準(zhǔn)確查找到變壓器的故障地點(diǎn)，并進(jìn)行檢修，避免浪費(fèi)機(jī)器檢修時(shí)間，提高電力變壓器的工作效率[1]。

3? ? 電力變壓器的檢修方法及措施

在電力系統(tǒng)中，根據(jù)變壓器油色譜分成以下數(shù)據(jù)，先初步判斷故障大致類(lèi)型包括過(guò)熱、放熱兩種，其次對(duì)電氣交互實(shí)驗(yàn)檢測(cè)、機(jī)器外觀檢查等多種手段進(jìn)行檢修，找出電力變壓器故障原因和故障部位，做出詳細(xì)的解決方案及找出解決方法。檢修流程如圖1所示。

3.1? 變壓器接頭處溫度過(guò)高的診斷

在系統(tǒng)中檢測(cè)到變壓器接頭處容易過(guò)熱現(xiàn)象，一旦這種情況出現(xiàn)，就需要對(duì)線路進(jìn)行重新連接。目前，我國(guó)電力企業(yè)中的電力變壓器接口處使用的材料都是銅制材料，單一的銅制材料連接時(shí)，容易發(fā)生電解現(xiàn)象，因此在變壓器接口處將銅導(dǎo)線另一端連接鋁制材料的零件。而且在我國(guó)電力變壓器故障檢測(cè)中，其連接方式都是普通的，連接口受到長(zhǎng)時(shí)間灰塵積累，以及清潔面不能及時(shí)清潔造成堆積物較多，容易發(fā)生溫度過(guò)高，如果把溫度降低的話，就需要把連接處銼成平面，保證連接處的干凈，這樣涂抹導(dǎo)電膏就不容易積累廢物，能夠保證電路正常運(yùn)行[2]。

3.2? 變壓器漏油現(xiàn)象的診斷

電力變壓器長(zhǎng)時(shí)間工作狀態(tài)下，容易出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，它不僅會(huì)污染環(huán)境，也會(huì)造成機(jī)器故障，給電力系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)，因此要重視變壓器漏油情況，并進(jìn)行維修。常見(jiàn)的漏油現(xiàn)象如下：（1）電力變壓器油箱焊接處出現(xiàn)漏油，及滲油現(xiàn)象。（2）電力變壓器中防爆管出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。第一種現(xiàn)象是出現(xiàn)較多的，大多數(shù)變壓器在長(zhǎng)時(shí)間使用后，都會(huì)出現(xiàn)這種情況，因此需要工作人員經(jīng)常進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)。如果出現(xiàn)這種情況，工作人員需要對(duì)油箱進(jìn)行重新焊接，但是在焊接前，需要對(duì)漏油處進(jìn)行大小裁取，利用三角形和梯形算法結(jié)合，算出接口大小，然后進(jìn)行焊接操作。對(duì)于第二種，防爆管在電力系統(tǒng)中有較強(qiáng)的安全隱患，如果出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，需要對(duì)防爆管進(jìn)行更換，同時(shí)也要對(duì)內(nèi)部壓力閥進(jìn)行更換，從而減少防爆管漏油。

3.3? 電力變壓器的鐵芯出現(xiàn)多處接地現(xiàn)象

電力變壓器中，其鐵芯只要有一處連接地就可以正常運(yùn)行電力系統(tǒng)。如果出現(xiàn)變壓器鐵芯多處連接地，就會(huì)嚴(yán)重影響變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)，不能夠及時(shí)對(duì)電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)接，影響工作效率。一般使用檢修的方法是將直流電流進(jìn)行沖擊或者將多余的接地線路減掉。利用直流電沖擊需要把變壓器鐵芯上的所有線路直接減掉，然后用直流電直接對(duì)郵箱進(jìn)行沖擊，反復(fù)重復(fù)沖擊，就能夠把不需要的線路直接燒毀，然后在需要的一處鐵芯連接地即可。這樣就可以解決多處連接地的現(xiàn)象。

3.4? 電力變壓器的故障檢修有效措施

在電力系統(tǒng)中，每一位檢修的工作人員應(yīng)該具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，較硬的技術(shù)水平，并定期接收培訓(xùn)，這樣才能夠最大程度的提高故障檢修的工作效率。同時(shí)，工作人員應(yīng)該對(duì)電力變壓器進(jìn)行定期檢查，對(duì)消耗較重的機(jī)器進(jìn)行零件檢修，降低故障發(fā)生率，保證供電的穩(wěn)定性和安全性，為供電企業(yè)提高效率。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

電力變壓器的狀態(tài)評(píng)估和故障診斷是電力系統(tǒng)中最重要的工作內(nèi)容，本文對(duì)故障現(xiàn)狀、存在故障的原因及檢修方法進(jìn)行研究。不僅需要對(duì)電力變壓器進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估，還需要對(duì)工作人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，從而加強(qiáng)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，減少故障發(fā)生、減少機(jī)器磨損、減少機(jī)器維修等問(wèn)題，加強(qiáng)電力企業(yè)正常發(fā)電，保證人民正常使用電。但是系統(tǒng)中的電力變壓器使用還是存在不足的地方，需要對(duì)電力系統(tǒng)更加完善，對(duì)變壓器更詳細(xì)的做好故障記錄，對(duì)機(jī)器零件更詳細(xì)的檢查，以免小部件發(fā)生故障。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李辛.電力變壓器的故障診斷與檢修策略[J].電子技術(shù)，2021（2）：60-61.

[2]安源，張智恒.基于PNN的電力變壓器故障診斷[J].電氣應(yīng)用，2020（11）：12-17.

（編輯 姚 鑫）

Research on fault diagnosis and repair methods of power transformer

Yao Shu， Yang Juan， Song Jinde

（Jiangsu Singular Science & Technology Co.， Ltd.， Yancheng 224001， China）

Abstract：Power industry development with the improvement of science and technology level in our country， more and more quickly， due to power transformer fault is more and more frequent， so this article to the state overhaul of power transformer fault， chose the combination of triangular and trapezoidal method for transformer fault diagnosis， and establish the power transformer condition evaluation model of evaluation is generated at the same time.Applying the analysis method of fuzzy mathematics， the fault solution of power transformer is realized.Thus， the safe use of the power system can be realized， the failure of the transformer can be reduced and the working efficiency of the power industry can be increased.

Key words：power transformers;condition maintenance;fuzzy mathematics