電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的運(yùn)用

彭紫楠

摘要：伴隨著全國(guó)電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的擴(kuò)大，電力工業(yè)快速發(fā)展。與此同時(shí)，隨著變電站規(guī)范的逐步完善，如何處理變壓器的故障，保持變電站系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，成為變電站工作者必須關(guān)注的問題。本文結(jié)合變壓器運(yùn)行的實(shí)際情況，提出變壓器常見的故障類型，對(duì)不同故障類型的檢修方法進(jìn)行深入探討，加強(qiáng)變壓器應(yīng)急搶修。旨在提高變壓器的檢測(cè)與維護(hù)水平，保證其穩(wěn)定和安全，這是電力工業(yè)發(fā)展的有力保證，希望能為電力工業(yè)的發(fā)展提供有價(jià)值的參考資料。

關(guān)鍵詞：變壓器;故障類型;檢修方法

1.電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的重要性

電能作為人們?nèi)粘９ぷ魃钪斜氐闹匾Y源。在中國(guó)，較為常見的發(fā)電形式為火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、核電等，而在電能生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其安全性便關(guān)系到全國(guó)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。變壓器電力傳輸過程中重要基礎(chǔ)設(shè)備，在使用過程中的穩(wěn)定性顯得尤為重要，而在使用過程中，對(duì)變壓器進(jìn)行電氣試驗(yàn)成為了電力部門日常工作中的重點(diǎn)。電力系統(tǒng)安全的主要設(shè)備，對(duì)電力正常供電起著重要的輔助作用，但若變壓器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題，直接導(dǎo)致電力系統(tǒng)供電質(zhì)量問題，因此需要加強(qiáng)電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的應(yīng)用研究。

2.電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析

2.1故障診斷的標(biāo)準(zhǔn)化

針對(duì)變壓器的故障診斷問題，一直在進(jìn)行著實(shí)驗(yàn)研究。伴隨著科技的進(jìn)步和水平的提高，變壓器診斷技術(shù)也在不斷地改進(jìn)和完善。然而，由于診斷方法各不相同，在業(yè)界尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)故障診斷的標(biāo)準(zhǔn)化。診斷過程中得到的在線檢測(cè)數(shù)據(jù)與離線歷史故障數(shù)據(jù)不完全一致。變壓器在實(shí)際負(fù)載過程中，受到環(huán)境溫度、風(fēng)噪雨水環(huán)境等一系列綜合因素的影響，數(shù)據(jù)誤差較大。所以不能將離線標(biāo)準(zhǔn)作為在線檢測(cè)診斷標(biāo)準(zhǔn)。

2.2繞組故障

在變壓器內(nèi)部有繞組及鐵心故障。繞組故障多為功能性故障，常需停機(jī)檢修。變壓器繞組因散熱不足或散熱系統(tǒng)失效而局部絕緣失效，變壓器系統(tǒng)整體負(fù)荷增大，油路堵塞同樣會(huì)對(duì)繞組線路產(chǎn)生影響。變壓器因設(shè)計(jì)問題或安裝問題而引起內(nèi)部線路的電磁影響、電磁干擾等，如果長(zhǎng)時(shí)間不加處理而導(dǎo)致繞組運(yùn)行時(shí)溫度升高，也會(huì)產(chǎn)生隱患。

2.3絕緣套管故障

變壓器絕緣套管故障根據(jù)其發(fā)生位置而定。變壓器工作時(shí)，絕緣套管保護(hù)變壓器出口，保護(hù)油路。大多數(shù)的絕緣套故障是由于外部絕緣套管開裂，影響使用功能，造成高、低兩組引線短路或引線穿入變壓器外殼接地，絕緣套管發(fā)生故障會(huì)影響變壓器的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起變壓器故障。保溫原設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理會(huì)在使造成套管溫升嚴(yán)重、套管開裂等問題，影響運(yùn)行安全。由安裝、調(diào)試、養(yǎng)護(hù)時(shí)因人為操作不當(dāng)，也會(huì)造成套管內(nèi)壁殘留過多的油、塵，變壓器長(zhǎng)時(shí)間在污染狀態(tài)的情況下運(yùn)行，增加其故障的風(fēng)險(xiǎn)。

3.電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的應(yīng)用

3.1直流電阻試驗(yàn)

DC電阻是變壓器元件接上直流以后出現(xiàn)的電阻。直流電阻實(shí)驗(yàn)就是對(duì)變壓器電路中的電阻進(jìn)行測(cè)定。通過對(duì)變壓器直流電阻實(shí)驗(yàn)的分析，可以很好地判斷變壓器內(nèi)部導(dǎo)線存在問題，導(dǎo)線接觸的部分是否安全，同時(shí)也能有效判斷哪部分出了問題。電氣試驗(yàn)中最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)是變壓器直流電阻實(shí)驗(yàn)，但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)更重要。在進(jìn)行直流電阻測(cè)試時(shí)，必須嚴(yán)格按照專業(yè)操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確保在直流電阻測(cè)試中，測(cè)試電阻表的測(cè)試線與變壓器線圈的出線端正確連接。

3.2絕緣油測(cè)試

油的絕緣性質(zhì)比較的高，而且屬于液態(tài)的油沒有固定性具有流動(dòng)性，完全可以在變壓器中流動(dòng)。油品密度大于空氣密度，能有效地將變壓器內(nèi)部的空氣排出。氣體及絕緣油的優(yōu)點(diǎn)比其它絕緣材料更優(yōu)越。將優(yōu)質(zhì)絕緣油涂于變壓器內(nèi)部，有效地防止了空氣進(jìn)入變壓器，保護(hù)其它元件，防止變壓器被空氣氧化，延長(zhǎng)使用壽命。為確保絕緣油質(zhì)量，滿足變壓器運(yùn)行要求，需進(jìn)行試驗(yàn)，綜合各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終確定絕緣油質(zhì)量，堅(jiān)決杜絕使用劣質(zhì)絕緣油。

3.3短路試驗(yàn)

變壓器短路試驗(yàn)是用來測(cè)量變壓器在額定電流下短路引起的損耗和阻抗電壓，不是電源側(cè)的繞組需要人為的進(jìn)行短路。利用變壓器進(jìn)行短路試驗(yàn)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)各結(jié)構(gòu)的缺陷。在變壓器運(yùn)行中，短路故障是一個(gè)不可避免的問題。變換器油箱的設(shè)計(jì)與實(shí)際操作不符。如油箱電阻太大，變壓器部分電路會(huì)過熱，造成短路故障。變壓器短路試驗(yàn)后，可發(fā)現(xiàn)由于漏磁引起的變壓器損耗過大以及變壓器局部發(fā)熱等一系列問題，為變壓器短路故障的維修和檢修提供了有效的幫助和較科學(xué)的依據(jù)。

3.4電力變壓器絕緣試驗(yàn)

電力變壓器的絕緣試驗(yàn)不能盲目進(jìn)行，必須了解具體情況后進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)性質(zhì)及試驗(yàn)范圍對(duì)變壓器絕緣進(jìn)行分類。前者必須注意電壓控制，避免電壓過高。進(jìn)行這種試驗(yàn)不會(huì)對(duì)儀器造成不良影響，推薦使用。負(fù)責(zé)變壓器絕緣試驗(yàn)，收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄試驗(yàn)過程中的物理現(xiàn)象，借以專業(yè)知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)，作出科學(xué)判斷，判斷設(shè)備的絕緣性能。通過絕緣試驗(yàn)，可以找出變壓器潛在的缺陷和隱患，在試驗(yàn)過程中可以確定時(shí)間，在試驗(yàn)結(jié)束后要再次進(jìn)行鑒別試驗(yàn)，以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.5繞組的頻響分析

對(duì)于繞組特征圖譜測(cè)量而言，主要是通過繞組頻率響應(yīng)分析法來加以實(shí)現(xiàn)，利用繞組掃描響應(yīng)曲線與原記錄之間的差異，準(zhǔn)確判斷變壓器繞組的真實(shí)情況。主要是判斷頻響曲線中谷點(diǎn)和斜峰的頻率和幅度是否不同。而繞組變形，更多地指的是變壓器在機(jī)械力、電動(dòng)勢(shì)、短路電流等因素作用下線圈尺寸和形狀的變化。現(xiàn)實(shí)中，繞組變形對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響重大。因此，應(yīng)根據(jù)變壓器實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)繞組變形進(jìn)行合理控制，以降低損耗。在采用頻響法檢測(cè)繞組變形時(shí)，可用正弦信號(hào)掃頻方法進(jìn)行識(shí)別，主要是在某一端接地引入掃頻信號(hào)，而通過另一端及時(shí)測(cè)量傳送的信號(hào)，利用傳遞函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。一般來說，當(dāng)頻率發(fā)生變化時(shí)，相應(yīng)的傳遞函數(shù)也要作必要的調(diào)整，可以把它看作為幅頻響應(yīng)，相應(yīng)的相位變化就稱為相頻響應(yīng)，兩者都稱為繞組的頻率響應(yīng)。采用橫向比較的方法進(jìn)行對(duì)比分析，基于同主變電壓等級(jí)的三相繞組的頻響曲線，在應(yīng)用過程中，主變初始頻響曲線不需要被試，并可對(duì)繞組變形進(jìn)行測(cè)試，應(yīng)用比較快捷。但是相應(yīng)的缺點(diǎn)也比較明顯，如三相繞組比較常見的變形故障，使得判斷困難。

4.結(jié)束語

綜上所述，為保證變壓器的正常工作，需要對(duì)變壓器進(jìn)行電氣試驗(yàn)，分析其故障，實(shí)現(xiàn)變壓器故障的綜合治理，對(duì)具體的故障點(diǎn)和部位實(shí)施有效的預(yù)案，確保變壓器的正常運(yùn)行、穩(wěn)定運(yùn)行。可在一定程度上減少變壓器事故的發(fā)生，確保區(qū)域供電安全。

參考文獻(xiàn)

[1]王雪妍.電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的應(yīng)用研究探討[J].科技資訊，2018，16（35）：36-37.