淺析預防性試驗對消除電力變壓器故障的有效性

張松波

[中圖分類號]TM41

[文獻標識碼]A

[文章編號]1672-5158（2013）05-0341-01

變壓器是常用的電力設備，在運行過程中，可根據(jù)變壓器現(xiàn)場運行的實際情況，在下列三種情形下需對變壓器進行故障診斷：

（1）運行中出現(xiàn)異常被迫停電進行檢修和試驗；

（2）正常停電狀態(tài)下進行的交接、檢修驗收或預防性試驗中一項或幾項指標超過標準值；

（3）運行中出現(xiàn)其它異常造成事故停電，但變壓器尚未解體（吊心或吊罩）；

當出現(xiàn)以上情況之一，需迅速進行有關試驗。若存在故障，則需進一步明確故障原因或類型、大致部位、故障的嚴重程度以及能否帶故障短期運行的判定依據(jù)。假如沒有故障，則要分析出現(xiàn)試驗結果異常或其它異常現(xiàn)象的原因。

1油中溶解氣體分析

變壓器油是礦物絕緣油，它由許多不同分子量的碳氫化合物分子組成的混合物，分子中含CH3、CH2和CH化學基因，并經(jīng)C-C鍵鍵合在一起。變壓器潛伏性故障是通過氣相色譜法定性、定量分析溶于變壓器油中氣體來實現(xiàn)的。在變壓器運行過程中，假如存在熱點（電流效應）和放電（電壓效應）比如局部過熱（鐵芯、繞組、觸點等）、局部電暈放電和電弧（匝層間短路、沿面放電、觸點斷開等）等故障條件，均會引起絕緣油和固體絕緣物的裂解，使某些C-H鍵和C-C鍵斷裂，使低分子烴類和一氧化碳、二氧化碳等氣體產(chǎn)生速率加快，隨著故障發(fā)展分解出的氣體產(chǎn)生的氣泡在油中經(jīng)對流、擴散不斷溶解在油中，當產(chǎn)氣量高于溶解量時，一部分氣體進入氣體繼電器，可能引起瓦斯動作。所以故障氣體的組成和含量與故障類型和嚴重性有密切關系，定期分析油中氣體含量對于監(jiān)測把握變壓器運行狀況是十分有效的。

2絕緣試驗

2.1繞組直流電阻的測量：長期以來，繞組直流電阻測量一直被認為是考察變壓器縱絕緣的主要手段之一，有時甚至是判定電流回路連接狀況的唯一力琺。這是一項方便而有效的考察繞組縱絕緣和電流回路連接狀況的試驗，能反映繞組焊接質(zhì)量、繞組匝間短路、繞組斷股或引出線折斷、分接開關及導線接頭接觸不良等故障，實際上它也是判定各相繞組直流電阻是否平衡、調(diào)壓開關檔是否正確的有效手段。

2.2測量介質(zhì)損耗因數(shù)tg δ：它主要用來檢查變壓器整體受潮油質(zhì)劣化、繞組上附著油泥及嚴重的局部缺陷。介損測量常受表面泄露和外界條件（如干擾電場和大氣條件的影響），因而要采取措施減少和消除影響。現(xiàn)場我們一般測量的是連同套管一起的tg δ，但為了提高測量的準確性和檢出缺陷的靈敏度，有時也進行分解試驗，以判別缺陷所在位置。

2.3繞組絕緣電阻的測量：繞組連同套管一起的絕緣電阻和吸收比或極化指數(shù)，對檢查變壓器整體的絕緣狀況具有較高靈敏度，它能有效檢查出變壓器絕緣整體受潮、部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷，如各種貫穿性短路、瓷件破裂、引線接殼、器身內(nèi)有銅線搭橋等現(xiàn)象引起的半貫通性或金屬性短路等。相對來講，單純依靠絕緣電阻絕對值大小對繞組絕緣作判定，其靈敏度、有效性較低。

2.4絕緣油試驗：絕緣油廣泛應用于變壓器、油斷路器、充油電纜、電力電容器和套管等到高壓電氣設備中，起絕緣、冷卻、滅弧作用。在運行中絕緣油由于受到氧氣、高濕度、高溫、陽光、強電場和雜質(zhì)作用，性能會逐漸變壞，致使它不能充分發(fā)揮絕緣作用，因此必須定期對絕緣油進行試驗，如測量絕緣油的擊穿電壓、絕緣油介質(zhì)損耗等，由于其分析結果有一定程度分散性，所以其有效性受到來源于取樣、送檢、化驗全過程分散性的影啊。

2.5交流耐壓試驗：它是鑒定絕緣強度等有效的方法；非凡是對考核主絕緣的局部缺陷，如繞組主絕緣受潮、開裂或在運輸過程中引起的繞組松動、引線距離不夠以及繞組絕緣上附著污物等。交流耐壓試驗雖對發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷有效，但受試驗條件限制，要進行35kV及8000kVA以上變壓器耐壓試驗，由于電容電流較大，要求高電壓試驗變壓器的額定電流須在100mA以上，目前這樣的高電壓試驗變壓器及調(diào)壓器尚不夠普遍。假如能創(chuàng)造條件對高電壓、大容量電力變壓器進行交流耐壓試驗，對保證變壓器安全運行有很大意義。

3線圈變形檢測

近年來，通過對發(fā)生故障或事故的變壓器進行檢查和事故分析，發(fā)現(xiàn)繞組變形是許多故障或事故的直接原因，一旦繞組變形而未被診斷繼續(xù)投入運行則極可能導致事故，嚴重時燒毀線圈。造成變壓器繞組變形的主要原因有：

（1）在運輸或安裝中受到意外沖撞、顛簸和振動等；

（2）短路故障電流沖擊，電動力使繞組輕易破壞或變形；

（3）保護系統(tǒng)有死區(qū)，動作失靈，導致變壓器承受穩(wěn)定短路電流作用時間長，造成繞組變形。據(jù)有關資料統(tǒng)計，在遭受外部短路時，因不能及時跳閘而發(fā)生損壞的變壓器約占短路損壞事故的30%；

（4）繞組承受短路能力不夠，有資料表明，近5年來對全國110kV及以上電壓等級電力變壓器事故統(tǒng)計表明這已經(jīng)成為電力變壓器事故的首要原因。變壓器出口短路，主要是廠家在制造工藝用材上存在缺陷與不足，承受短路能力有限，致使繞組絕緣薄弱處燒毀熔斷。

繞組變形后帶來危害主要有絕緣距離發(fā)處變化：或固體絕緣多到損傷導致局部放電發(fā)生；繞組機械性能下降；產(chǎn)生累積效應等。

4局部放電測量

變壓器故障的原因之一是介質(zhì)擊穿，其原因主要是局部放電，它導致絕緣惡化乃至擊穿。隨著變壓器故障診斷技術的發(fā)展，人們逐步熟悉到局部放電是變壓器諸多故障和事故的根源因而局部放電的測試越來越受到重視，近年來我國110kV以上電力變壓器事故中有50%屬正常運行電壓下發(fā)生匝間短路等原因，也是局部放電所致，因此我們單位已把局部放電測量作為220kV變壓器安裝和大修的必試項目之一，這對于變壓器狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷將十分有效。

5結束語

（1）在變壓器計劃檢修或故障診斷中，預防性試驗結果依舊是不可缺少的診斷參量；

（2）每個預防性試驗項目不能孤立的去看待，應將幾個項目試驗結果有機結合起來綜合分析，這將有效提高判定的準確性；

（3）油中溶解氣體分析（DGA法）和局部放電測量（PD法）是重要的診斷方法，隨著這些方法的不斷完善和發(fā)展以及在線監(jiān)測技術的廣泛運用，對于提高供電可靠性，更及時準確了解設備狀態(tài)和對變壓器故障分析和判定將十分有效。

參考文獻

[1]《電力設備預防性試驗規(guī)程》（DL/T 596-1996）

[2]《變壓器油中溶解氣體分析和判定導則》（DL/T 722-2000）

[3]《電力設備預防性試驗方法》陳化鋼編著

[4]《電力用油》何志編著