電力變壓器狀態評估及故障診斷方法研究

摘 要：對于電力傳輸系統而言，電力變壓器在其中具有重要的地位，它的工作是負責電網中的能量轉換和能量傳輸，所以電力輸送網能否具有很好的穩定性和安全性很大程度上取決于電力變壓器是否穩定和可靠。因此在實際的輸電系統建設中，就需要選擇質量比較可靠的變壓器，另外還需要隨時對變壓器的運行狀態做好監控和評估工作，對變壓器產生的故障做好隨時修復的工作，從而確保變壓器能夠正常的工作。文章對電力變壓器評估需要的狀態參量出發，論述了幾種常用的電力變壓器狀態所用到的方法，并論述了幾種電力變壓器故障的診斷方法，希望能給讀者提供一些參考。

關鍵詞：電力變壓器；狀態評估；故障診斷；研究方法

引言

隨著我國電網的快速發展，越來越多先進的變壓器投入到電網的運行當中，比如單臺高電壓和大容量的變壓器等，因為電力變壓器在電力系統中的重要地位，而在運輸、制造、安裝和維修等因素都會造成變壓器故障的產生，給電力系統造成嚴重的危害，使得產生大規模的停電，給國民經濟和電力系統都會帶來巨大的經濟損失，所以，對于電力系統來說，做好電力變壓器的日常維護和提高電力變壓器的可靠性具有很大的意義。

1 電力變壓器評估需要的狀態參量

要想準確的發現電力變壓器是否運行正常，就需要對電力變壓器的一些狀態參量做研究，通過這些數據的分析和判斷，來獲取變壓器的使用壽命等等，而往往幾個單一的狀態參量并不能完成這一項任務，這就需要結合多個狀態參量進行分析，來做出科學的分析，可從以下幾個方面進行分析。

1.1 電力變壓器的電氣試驗項目。這些包括變壓器的電阻、泄露電流、介質損耗正切角度、吸熱的比值和繞組直流電阻這些參數，這些參數主要可以體現出電力變壓器的電氣和絕緣性能。

1.2 對于油氣中所溶解的氣體。通常采用的是神經網絡非放射性的映射功能，通過對油中各氣體的體積分數的計算來得到電力變壓器的一個狀態參數，這正是因為油中的氣體能夠反映出大量的變壓器運行狀態的信息。

1.3 其他的因素。除了一些評估狀態的參數之外還有一些數據也能反映出變壓器的運行狀態來做出對變壓器的評估，比如在對變壓器進行檢修時做的一些記錄數據，還有變壓器的運行資料以及各個附件的運行狀態和變壓器的工作環境條件等等因素，其中運行資料包括變壓器運行時的溫度以及負荷狀態和近區的短路狀況等因素。環境條件包括變壓器工作環境中的空氣濕度和環境溫度以及污染的情況，而附件的運行狀態就包括各個附件是否運行正常等。

2 電力變壓器狀態評估所用到的方法

在對變壓器的評估中，要想更全面準確的做好評估，就需要對評估做好準確的判斷，可以有以下幾種方法來對電力變壓器進行評估。

2.1 通過對油中的色譜圖進行分析。通過分析油中氣體的色譜圖，可以反映出變壓器是否存在局部過熱或者局部放電的現象，但有一個不足就是不能反映出因為繞組發生了形變而產生的局部過熱或者局部放電的情況發生。值得一提的是測量氣體的色譜比直接測量電阻值而得到的結果會更加準確。

2.2 通過檢測水分來進行分析。可以通過直接檢測儲油柜和油箱中所含有的水分，也可以通過檢測紙絕緣中含有的水分。

2.3 通過檢測溫度來進行分析。可以通過使用溫度計來測量油箱表面和套管的溫度，也可以使用紅外測溫儀來進行測量，這種測量方法比較簡單而且獲得數據也比較可靠，變壓器的溫度主要是由繞組線圈的電阻以及鐵心的電流來表現出來的。

（4）通過檢測變壓器的位移和形變來進行分析。可以通過兩種檢測來檢測出變壓器的形變和位移，第一種就是當停電的時候，可以檢測繞組的阻抗值參數，以此來評估繞組發生形變的具體程度是多少。第二種方法是故障錄波，就是可以測量在出口處短路時所持續的總時間和電流的數值如何變化來分析變壓器的位移及變形情況。

3 電力變壓器故障的診斷方法

下面就幾種常見的故障的診斷方法做簡要論述，具體如下。

3.1 變壓器出現漏油。漏油不僅會給用電單位帶來嚴重的經濟損失，而且會對周圍的環境造成污染，同時阻礙了變壓器的運行，漏油的發生有以下幾種情況：一種是焊接處的漏油。需要對焊接點進行鐵板補焊，如果是在兩個面的鏈接位置，就需要將焊接板剪成一個紡錘的形狀，這樣會有利于焊接，如果是三個面的，就應該結合實際情況，把焊接板剪成三角形狀或其他來進行焊接。第二種就是防爆管的漏油。防爆管在變壓器中的作用就是保護變壓器的油箱，避免油箱發生破裂，但是由于防爆管是玻璃材質，所以很容易發生破裂。當這種情況發生后要及時拆除防爆管，然后對變壓器的壓力釋放閥門做相應的適當改裝。

3.2 變壓器的鐵心發生多處接地。按照規定，變壓器應該只有一處接地，如果多處接地就很容易使變壓器發生故障。為此可以采用直流電流沖擊法，就是將鐵絲上的接地線全部斷開，通直流電在鐵心和油箱之間，多沖擊幾次就可以把其他的接地線燒斷，也可以直接將箱打開，查看多出的接地線。

3.3 接頭過熱產生的故障。當變壓器中的接頭過熱時就很容易將接頭燒斷，從而使變壓器不能正常工作，遇到這種情況可以采用兩種方法來進行故障的排除。一種就是使用銅線或者鋁線來進行電線的連接，如果環境比較潮濕就不能使用鋁線，因為很容易發生電解，造成接觸不良。另一種就是比較普通的接法。就是將接觸面鍛造成一個平面，并將表面的污垢清除干凈，將導電膏抹在上面正確連接就行。

4 結束語

總之，變壓器在運行時會有很多故障的發生，要做好故障的發現和排除工作，否則會給電力系統和國民經濟帶來巨大的經濟損失，人們要在不斷的實踐當中總結經驗，減少故障的發生。

參考文獻

[1]程 ，王宇，余軒，等.電力變壓器運行狀態綜合評判指標的權重確定[J].中國電力，2011（04）.

[2]潘 .電力變壓器絕緣故障診斷技術及熱狀態參量預測模型研究[D].重慶大學，2009.

[3]王謙.基于模糊理論的電力變壓器運行狀態綜合評估方法研究[D].重慶大學，2005.

[4]高駿.電力變壓器故障診斷與狀態綜合評價研究[D].華中科技大學，2011.

[5] 卞建鵬，廖瑞金，楊麗君，等.基于均值核聚類與二叉樹支持向量機的變壓器故障診斷新技術的研究[A].重慶市電機工程學會2010年學術會議論文集[C].2010.

[6]李騫.使用回路電阻測試桿進行110kV、220kVSF_6斷路器回路電阻的測試方法[A].2010年云南電力技術論壇論文集（文摘部分）[C].2010.