電力變壓器故障診斷方法應用研究

李哲

摘 要：現代工業系統在整個國民經濟中的地位越來越重要，而電力變壓器是現代工業系統中的重要設備，電力變壓器的安全運行，將直接影響我國電網的可靠性以及穩定性。電力變壓器的良好運行將會為企業帶來極高的經濟效益及社會效益，然而需要注意的是電力變壓器在運行的過程中必然會存在一些故障問題、及時，有效的對電力變壓器的故障進行診斷，將有助于電力變壓器在良好的環境下運作。文章分析了電力變壓器的用途與分類，并對電力變壓器出現的故障以及故障的診斷方法進行了重點闡述。

關鍵詞：電力變壓器；故障；診斷方法；策略

電力變壓器是電力系統中重要的構成部分，在電力系統的運作中占有至關重要的地位，需要注意的是電力變壓器是其中容量最大、故障率最高的設備，它的安全性與穩定性，將直接關系到整個電力系統的安全性，因此必須對變壓器的運行狀態進行及時的檢測，極早排除電力變壓器存在的故障，進而為電力系統的良好運作奠定基礎。

1 電力變壓器的用途與分類

從電力變壓器的運轉原理來分析，能夠得知電力變壓器是建立在電磁感應的基礎上，而且變壓器一次側與二次側之間不存在電與電的關系，它們之間的聯系靠磁路這一中介來完成，進而實現電壓與電流之間的交換任務。我們日常生活中所能見到的電氣設備種類繁多，不同種類的電氣設備所具有的額定電壓往往是不相同的。我們日常生活中所使用的電壓并不是由發電廠直接輸送來的，因為電能在輸送的過程中必然會有部分的熱損耗，在無形中會減少電能的利用率，因而為了有效避免這一問題，需要提高傳輸電能的電壓，而這一過程的完成就需要升壓變壓器來實行，進而達到提升電壓的功效。從本質上看，升壓變壓器的作用就是提高從電壓廠輸出的電壓，進而有助于電壓的輸送。

由發電廠輸送到居民區的電壓還不能夠被直接利用，因為居民用戶中所使用的額定電壓為220V，而發電廠輸送來的電壓則在千伏左右，因此必須借助于降壓變壓器，將輸送來的電壓進行降級。從整體上看，由發電廠發出的電能往往會經歷一個先升后降的過程，最后實現居民用戶的供給。由此，我們能夠看到電力變壓器在輸電過程中的重要作用。

電力變壓器的種類是多種多樣的，且不同的變壓器具有不同的使用功能。如若對電力變壓器進行分類，可以從多角度進行。依據冷卻方式的不同，變壓器可以分為油浸自冷變壓器、油浸風冷變壓器、干式變壓器以及充氣式變壓器等。從線圈的結構上分類，變壓器又可分為單線圈變壓器、雙線圈變壓器、三線圈變壓器以及多線圈變壓器。從變壓器的用途上分類，可以分為電力變壓器、調壓器、特種變壓器以及互感器等。

2 電力變壓器出現的故障

2.1 短路的故障

變壓器短路現象是電力變壓器在運行過程中經常出現的，變壓器的短路具體是指變壓器出口的短路，還涉及內部引線短路、繞組間的對地短路以及線與線之前的短路等。研究調查顯示，電力變壓器受短路影響，所產生的結果是十分嚴重的，且調查結果顯示，在電力變壓器的事故中，由短路造成的大概占到50%以上，隨著社會經濟的發展，由短路造成的電力變壓器事故比例還會有不斷上升的趨勢。電力變壓器在低出口出現短路時，往往需要更換內部的繞組，如若情況嚴重時，還會更換全部繞組，所造成的損失與后果十分嚴重。電力變壓器的短路問題在電網運行中比較嚴重與突出，應引起足夠的重視。

2.2 繞組變形的故障

由上所知，電力變壓器在運行的過程中會出現短路的現象，當電力變壓器受到短路的沖擊時，所遇到的短路電流比較小，繞組會發生變形，不過是輕微的，繼電也還能夠正常運轉，如若所遇到的短路電流比較大，繼電保護可能會出現延時動作或是拒動，而此時電力變壓器上的繞組會被嚴重損壞，變形也是十分嚴重的。對于繞組的輕微變形，相關的檢修人員應及時采取補救措施，可以緊固繞組的壓釘，恢復墊塊位置，加緊引線的夾禁力，但是如若變壓器發生了多次短路，繞組會發生嚴重的變形，由于長期的累積效應，變壓器也會受到很大程度的損害，所以采取補救措施的意義不大，需要重新更換電力變壓器。針對電力變壓器繞組出現變形的情況，相關的檢修人員應依據繞組的變形程度，制定合理的電力變壓器檢修周期為防止變壓器的短路、減少繞組變形奠定基礎。

2.3 絕緣的故障

目前，普遍使用的電力變壓器是油浸變壓器與干式樹脂變壓器，需要注意的是電力變壓器的絕緣是變壓器能夠正常工作與正常運行的基本條件，可以說電力變壓器能否長久的使用與變壓器內部的絕緣材料有密切的關系。除短路故障外，變壓器內部絕緣系統的損壞也是造成電力變壓器出現故障的重要原因之一。在油浸變壓器中，我們發現主要的絕緣材料是絕緣油與固體絕緣材料，包括絕緣紙、絕緣木板等，這些絕緣材料容易受環境、氣溫等因素的影響發生分解，進而在一定程度上喪失了絕緣強度，引發絕緣故障。事實上，維護較好的變壓器，其實際壽命能夠達到50-70年，由此看來，維護變壓器中絕緣系統的正常運行，有助于提高變壓器的使用壽命，同時也能夠保證供電的可靠性。

3 電力變壓器的診斷方法

3.1 對短路的檢測

根據我國電力的相關標準，在規定的110kV電力變壓器的短路所表現的容量應為800MVA，能承受的最大而非對稱短路的電流系數為2.55，另外，需要注意的一點是電網在最大運行方式110kV時，三相出口的短路容量為1844MVA，35kV三相出口的短路為365MVA，而10kV三相出口的短路則為225.5MVA，如若短路的容量小于上述數值，那么極有可能出現短路事故，由此看來，電力變壓器短路的檢測可以通過此些數值進行檢測。

3.2 繞組直流電阻的檢測

對于電力變壓器的安全運行，繞組直流電阻的檢測是至關重要的環節。從整體上看，變壓器繞組直流電阻在正常情況下為1-3年檢測一次，但是如若出現了特殊情況，檢測的周期會被縮短。正常的繞組直流電阻的運行狀況為：變壓器的容量大致在1.6MVA以上，相應的繞組直流電阻相互之間的差別應小于2%，由無中性點引出的繞組線間的差別應小于三相平均值的1%，而R1與R2分別的穩度t1與t2時的電阻值，T作為常數，保持銅導線為235，而鋁導線為225。具體的測直流電阻的方法是在繞組的被試端子間通入直流，待瞬間過程結束，電流呈現穩定狀態后，記錄此時的電阻值以及繞組的溫度。

3.3 絕緣電阻的檢測

絕緣電阻的檢測從某種程度上講，是對變壓器絕緣性能的檢測，在檢測的過程中會斷定溫度、電場以及化學因素等對絕緣系統所造成的影響，這一檢測過程能夠靈敏的測出變壓器的絕緣受潮性以及抗絕緣劣化性等。電力變壓器絕緣電阻的檢測在過去很長一段時間內采用的絕緣電阻為R60，也就是在一分鐘內測出絕緣電阻值，而對大中型變壓器的測量吸收比值為R60/R15，這種檢測方法對繞組絕緣受潮有一定的積極作用。然而近幾年來，隨著科學技術的不斷進步，大容量的電力變壓器開始廣泛使用，絕緣電阻的干燥工藝也在不斷增強，與此同時絕緣電阻的絕對值也在增大，測量的吸收比值變為R600/R60，測量吸收比值的變化有助于正確解決電力變壓器遇到的電阻問題。

4 結束語

電力變壓器是現代電力系統中重要的構成部分，它在電網中的地位日益凸顯。要想使得電力變壓器在安全、穩定的系統中運行，就必須及時的發現電力變壓器在工作過程中出現的故障，對其進行有效的診斷，并及時采取相應的解決措施，進而為營造安全、穩定的電網環境奠定基礎。

參考文獻

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