探討配電變壓器故障與診斷技術

摘 要：變壓器的作用在整個電力系統中居于核心地位，有著不可取代的配電功能，然而，由于設計與選料不合理，以及多種內外因素的影響，配電變壓器很容易出現各種故障問題，對此有必要深入診斷故障，研究出科學的診斷技術。文章分析了配電變壓器故障以及診斷技術。

關鍵詞：配電變壓器；故障；診斷技術

變壓器是配電系統的重要設備，其運行水平影響著整個電力系統的供電，配電變壓器在現實工作中常出現多種故障問題，應該重視故障判斷與診斷力度，采取科學的故障判斷技術，從而確保及時解除故障，減少故障問題的干擾，將故障控制在初始狀態，維護配電變壓器的安全，從整體上維護整個電力系統的安全供電。

1 配電變壓器局部放電故障與診斷技術

1.1 局部放電故障的監測

導致配比局部放電的一大原因是變壓器局部地區電場超強度，遠遠大于附近絕緣介質的場強承受范圍，從而出現此處的放電現象，這其中伴隨著電流的產生，可能對變壓器帶來毀滅性的災難，導致變壓器功能失靈，局部放電能夠帶來一定程度的物理效應、化學變化，因為在放電的一閃那，其回路內可能出現脈沖信號，同時附帶一些聲輻射、電磁等，高溫狀態下局部地區的材料將發生化學反應，然而，也正是因為這些化學反應為局部放電監測故障的監測與管理帶來了依據。

為了能夠有效監測局部放電現象，就要引進一個狀態監測系統，該系統的運行原理體現為：配變在發生局部放電過程中，將產生大規模的脈沖信號，電流傳感器2能夠有效接收這些信號、信息，與此對應的超聲傳感器3一般配設于變壓器外殼，則負責提取由于放電所帶來的聲波信號，然而，數據采集與控制單元4則負責對傳來的電流信號、聲波信號等實施模數轉換，再將這一系列數據信息等傳輸至計算機系統，由該系統來負責處理與儲存數據信息。具體如圖1所示：

1.2 局部放電的診斷技術

對于配電變壓器來說，其局部放電故障的診斷一般要經歷以下三大階段，第一，放電性能的鑒別。分析放電量的大小來明確放電的性質，現階段，變壓器局部放電試驗通常將視在放電量當成一大標準用來評判放電性能，通常參照電氣裝置預防性試驗的相關規程、制度等來進行評價。第二，參照分布圖譜對應分析局部放電故障的類別，放電是否嚴重等，這其中的原理體現在基于特定的測量間隔，對每一次放電的放電量加以采集，同時，依據一些重要的數據，例如：外加電壓相位，放電次數等，通過數據計算、分析等形成一個表格，在對應編制出不同參數對應的圖譜，參照圖譜來明確故障類別，評判放電是否嚴重等。第三，放電位置的研判。憑借測量聲波信號、電信號等來明確放電的具體位置。這其中的原理體現為：測出聲波、電信號等于介質內部傳輸中所產生的時差，再憑借聲波、電信號等傳輸的速度等創建一個數據模型，利用該模型來通過計算、分析等定位放電的具體位置。

2 噴油爆炸故障與診斷技術

噴油爆炸是配電變壓器常見的故障之一，通常噴油爆炸故障的發生將帶來諸多不良影響，可能導致絕緣受損，匝間短路現象可能導致部分地區過熱，從而出現絕緣受損現象，同時，變壓器中如果進入水分，則可能導致絕緣受損，絕緣受損可能帶來短路故障。同時，噴油爆炸還可能造成局部線路斷線，從而出現電弧，引線連接的部分可能變松動，巨大的電流影響下很容易出現斷線危機，斷電位置出現高溫電弧，從而導致油體發生汽化現象，導致其內部壓力上升。

導致這一故障多數是因為變壓器中存在一定的短路電流，也可能是因為高溫電弧造成了變壓器的老化變質，在這種情況下繼電保護設備就無法真正地發揮運轉功能，無法及時地切斷電源，從而造成配電變壓器長時間處于故障危險狀態，特別是當其內部有著較大的壓力時，巨大的壓力將導致變壓器箱體發生噴油事故。

為了能夠提前預測出配變噴油爆炸故障，就應該善于從引發故障的成因入手，對重點部位、關鍵環節進行監測、判斷。例如：時刻監測變壓器二次出口線圈，以及二次母線斷路器上閘口等，動態檢查其是否存在短路現象，以及變壓器的出氣口要時刻保持通暢狀態，防止發生堵塞。

當出現噴油故障時，要及時對二次短路進行檢修處理，通過整頓過流保護整定值來達到對噴油事故的處理，或者及時疏通堵塞的氣孔。

3 變壓器繞組變形的在線監測

配電變壓器由于所處環境的影響，很容易遭受外來作用力的干擾，例如：超強的短路力、軸向力等，巨大的干擾力作用下很容易出現繞組變形故障，這其中包括徑向尺寸的變化、彎曲、起鼓等，這些故障的產生可以通過在線監測系統來進行科學監測。

當發現在線監測系統中頻響特性曲線低頻區的諧峰值出現一定范圍的波動時，就意味著繞組電桿出現了變形問題，相反，當發現其中頻諧峰值發生了大規模調整，則意味著繞組電感有起鼓和彎曲等問題，類似，若發現高頻區諧峰值有一定的變動，那么意味著繞組電桿對地電容則有一定的變動出現。

傳統的檢測技術具有一定的局限性，無法及時找到高壓繞組具體的運行狀態，也無法深入監測變壓器內部繞組的具體情況，繞組變形是變壓器面臨的一大故障，有著巨大的隱患性，甚至可能威脅到整個變壓器的常規運轉。

導致繞組變形的因素較為復雜，根源上可能由于設計不合理，或者未對電力系統的負荷以及所處環境做出調研、分析的基礎上就盲目選料，設計與選料的不合理都可能導致繞組變形。

同時，短路電流也是導致繞組變形的一大原因，變壓器運行中，若不能及時發電其繞組變形故障，如果接連讓變壓器運轉，則必將對變壓器帶來巨大的故障危機，對此則十分有必要對變壓器實施在線監測，確保能及時發現故障，采取措施解除故障，提高變壓器的運行效率，確保其能長期發揮使用功能。

4 結束語

配電變壓器在實際工作過程中，由于外界不良因素的干擾，內部作用力等的破壞難免出現多種故障問題，應該根據故障的類別、深入分析故障產生的原因，并對應采取科學的診斷技術，提前預知故障問題的來源，從而控制故障的出現，變壓器故障診斷對于整個電力系統都有著十分重要的作用。

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