關(guān)于變壓器故障的診斷方法研究

摘要：在生產(chǎn)經(jīng)營活動中，變壓器數(shù)目繁多，供配電變壓器直接影響著工廠和企業(yè)的生產(chǎn)活動，影響著生產(chǎn)活動的用電質(zhì)量。變壓器只有保持穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)方能支持各項生產(chǎn)經(jīng)營活動順利開展?；诖耍疚闹饕獙τ嘘P(guān)變壓器故障的相關(guān)診斷方法進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：供電配電;變壓器;故障

一、供電變壓器故障診斷

變壓器的故障問題所帶來的損失是巨大的，當(dāng)變壓器受到了持續(xù)短路沖擊，變壓器負(fù)荷過重，那么變壓器的運(yùn)行狀態(tài)將變得更加惡劣，所帶來的累積效應(yīng)最終將導(dǎo)致變壓器故障。故障的產(chǎn)生致使絕緣紙絕緣油破裂，產(chǎn)生了有害碳?xì)浠衔?，例如H2、C2H2、CH4、C2H4等。這類特殊的碳?xì)浠锶菀兹苓M(jìn)變壓器油之中，需要工程師用有效的方法診斷并解決變壓器故障問題。首先應(yīng)當(dāng)做的是獲取變壓器故障信息，一旦變壓器出現(xiàn)了故障問題，工作人員可根據(jù)碳?xì)錃怏w參數(shù)變化情況判斷故障問題。利用MC101型氣敏元件，若是變壓器出現(xiàn)了甲烷、乙烷等類氣體元件，電阻將增大，電橋所輸出的電壓發(fā)生了變化，且電壓與氣體濃度之間存在著正比例關(guān)系。選用MC101型氣敏元件的主要原因是該類元件具有較快的反應(yīng)速度，橋路所輸出的電壓具有較好的線性度。因此，這類元件具有強(qiáng)選擇性以及重復(fù)性，具備穩(wěn)定可靠的工作狀態(tài)、較強(qiáng)的抗干擾性，使得這一氣敏元件在復(fù)雜的環(huán)境下也可快速檢測多類氣體。在選擇傳感器時，應(yīng)當(dāng)確保傳感器具有較強(qiáng)的靈敏度以及較小的功率損耗，如此以來檢測的精度當(dāng)?shù)玫奖ＷC，傳感器所涉及到的線性范圍較為寬廣，要確保傳感器不受外界干擾，能夠在特殊的環(huán)境下快速檢測變壓器故障。在運(yùn)用氣體檢測傳感器過程中，重點關(guān)注的是電化學(xué)敏感元件，其中氣體會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，電流和被檢測氣體濃度存在著正比例關(guān)系，根據(jù)電流的大小便可測定確定相應(yīng)的氣體濃度。

供配電變壓器所涉及到的故障類型眾多，因此在算法運(yùn)用的過程中，應(yīng)當(dāng)利用針對性的算法來了解變壓器的故障。通?？蛇\(yùn)用特征氣體分析法以及濃度比值法，分析變壓器故障根本類型。在進(jìn)行特征氣體的分析過程中，氣體之間的關(guān)系并不明顯，因此工作人員有必要依據(jù)特定的方法快速診斷變壓器的故障，識別變壓器的故障類型。其中氫氣、甲烷、乙烷等氣體具有較強(qiáng)的代表性，可與特征氣體濃度檢測的結(jié)果相互對照。變壓器涉及到故障以及油中所溶解的氣體在組成以及特征含量方面存在著相應(yīng)的關(guān)聯(lián)，而變壓器絕緣油實際的裂解程度和溫度之間保持了緊密的聯(lián)系，隨著溫度升高，涉及到的特征氣體為 H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2，在這一過程中，局部放電會導(dǎo)致周圍的離子互相摩擦，碰撞過程中會產(chǎn)生一部分氫氣。此時便可利用算法，通過檢測系統(tǒng)分析出五類特征氣體相應(yīng)的比值，根據(jù)比值來分析變壓器的故障類型，接著便可運(yùn)用三角故障診斷這一算法計算所檢測的氣體，在運(yùn)用算法的過程中可以納入閾值范圍外的數(shù)據(jù)，提升故障診斷的準(zhǔn)確性。

二、配電變壓器故障診斷

針對配電變壓器的故障診斷，工作人員應(yīng)當(dāng)做到具體現(xiàn)象具體分析，排查出故障問題，并采取有效的應(yīng)對措施。一方面可能出現(xiàn)的配電變壓器故障問題是聲響異常的問題，這也是配電變壓器常見的故障問題，變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生了強(qiáng)度不同的聲響。若聲響較大，且不存在規(guī)律，可能原因是變壓器內(nèi)部的鐵芯出現(xiàn)異常問題，例如變壓器鐵芯夾件或是相應(yīng)的固定螺絲釘出現(xiàn)了松動，此時頂管儀表指針正常顯示，溫度絕緣油等未發(fā)生異常，但配電變壓器仍會存在異響。若配電變壓器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)了水沸騰聲音，其可能原因是變壓器存在繞組故障。較大的熱量使得變壓器升溫，熱量氣化。當(dāng)變壓器內(nèi)部的連接開關(guān)出現(xiàn)了接觸不良的問題，其局部的零件也會保持過熱的狀態(tài)，而當(dāng)變壓器繞線的匝間存在故障時，變壓器同樣會出現(xiàn)水沸騰的異響，需要運(yùn)維人員逐一排查。溫度異常是配電變壓器可能存在的另一故障問題，長期處于較大的負(fù)荷下，變壓器散熱條件較差，而變壓器本身就保持了較高的溫度，容易出現(xiàn)溫度異常情況，使變壓器工作狀態(tài)受損。工作人員首先需要進(jìn)行局部排查，分析變壓器層間以及股間是否存在故障問題;其次應(yīng)考慮到變壓器內(nèi)部的鐵芯若是出現(xiàn)短路也會導(dǎo)致溫度異常問題，而變壓器在高負(fù)荷的狀態(tài)下，也會因為疲勞運(yùn)作產(chǎn)生較高的溫度;惡劣的環(huán)境長時期的風(fēng)吹雨淋會使得變壓器散熱的功能受到損傷，此時溫度異常故障也容易出現(xiàn)。運(yùn)維人員需要逐一排查相應(yīng)的狀況，并及時維修更換。

在配電變壓器運(yùn)行過程中，噴油爆炸是一類常見的故障類型，其主要原因是變壓器內(nèi)部存在著高溫電弧或是短路電流，加速變壓器老化。在這個情形下，配電變壓器所蘊(yùn)含的保護(hù)裝置無法發(fā)揮其原有的保護(hù)作用，盡管切斷電源也無法快速發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部故障。變壓器的箱體將受到較大的內(nèi)部壓力，高壓狀態(tài)下致使變壓器出現(xiàn)噴油問題。一方面，因短路所產(chǎn)生的電弧，使得變壓器出現(xiàn)了噴油爆炸問題，其主要原因是焊接點部位保留故障繞線以及導(dǎo)線引線，大電流所帶來的沖擊容易使斷點和斷線之處出現(xiàn)高溫電弧，較高的熱量快速導(dǎo)致變壓器油氣化，增大了變壓器內(nèi)部壓力。另一方面，當(dāng)變壓器內(nèi)部的絕緣部分被損壞，出現(xiàn)了匝間短路問題，絕緣部分將產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象，從而出現(xiàn)故障，而若是變壓器外部進(jìn)水絕緣部分受潮或是受到雷擊，絕緣部件也會被損壞。另外，調(diào)壓分接開關(guān)同樣可能出現(xiàn)故障問題，變電器運(yùn)行過程中的分接開關(guān)連接了高壓繞組調(diào)壓線段，由于調(diào)壓線段與高壓卡開關(guān)觸頭保持結(jié)構(gòu)相連的關(guān)系，共同承受電流和電荷，一旦高壓開關(guān)的觸頭存在著高溫發(fā)熱或是高溫電弧問題，電流短路就會發(fā)生在調(diào)壓線段，最終導(dǎo)致配電變壓器的噴油故障問題。

三、總結(jié)

供電變壓器以及配電變壓器均是關(guān)鍵的電氣設(shè)備，變壓器安全性以及故障都直接影響的是整個供配電工作的安全性和可靠性，對于企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動至關(guān)重要，工作人員需要全面了解變壓器涉及到的各類故障類型以及相應(yīng)的原理，根據(jù)科學(xué)的規(guī)章制度排查故障，并及時解決故障，為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動提供安全保障。

參考文獻(xiàn)

[1]趙春洲，田錦繡，管智峰，付昱.李村煤礦供電變壓器故障快速診斷方法[J].機(jī)械管理開發(fā)，2021，36（06）：159-160.

作者簡介：方繼東，男，高中，電工高級技師，主要從事現(xiàn)場電氣設(shè)備維護(hù)工作。