變壓器在線試驗與故障診斷技術分析

黃慶榮

摘要：變壓器作為一項重要的電氣設備，在電力系統中發揮著不可替代的作用，能夠有效支持電壓的調節與控制，由于變壓器性能的復雜性，其實際運行中的安全性必須得到保障，對此需要對其進行在線試驗，確保及時發現問題，找到解決對策。文章分析了變壓器在線試驗測試過程與故障診斷技術。

關鍵詞：變壓器；在線試驗；故障診斷技術；電氣設備；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM407 文章編號：1009-2374（2017）04-0144-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.073

變壓器是電力系統中不可或缺的重要組成部分，能夠有效調節電壓、電流，使電能逐漸傳輸至電能需求區，同時也能有效調節電壓來滿足各大用電客戶的需求。變壓器作為重要的電氣設備，實際應用中需要高度的安全、穩定。實際實驗過程中需要掌握科學的實驗標準，提高試驗要求。由于現代技術的發展，多種現代智能技術、自動化技術逐漸被應用于變壓器實驗中，提高了實驗水平，也達到了預期的故障診斷分析效果。

1 變壓器在線試驗測試

變壓器一般有升壓、降壓兩大功能，實際的在線監測中需要特別關注升壓，因為它關系到人身安全，實際的變壓器在線測試過程中，必須做好升壓防范工作，遇到超高電壓，要采取措施來保護自身安全，具體的檢測系統相對完善。實際的在線試驗測試包括以下方面：

1.1 油內溶解性氣體的監測試驗

變壓器運行中會有各類氣體相繼產生，當變壓器運行發生了不正常現象，其中的氣體則可能出現變化，通過分析氣體內部質地、成分以及不同氣體的相對比、產氣率等，從而判斷出變壓器故障類型。其中氫氣、一氧化碳、甲烷等是最為常見的溶解氣體，它們能夠用來輔助判斷變壓器的多種狀態、問題。

1.2 振動分析法

變壓器發生振動多是由于鐵芯與繞組所導致，鐵芯通常由層層分布的鋼片構建而成，磁場影響硅鋼導致了鐵芯振動，一般來說磁場越強對應的振動幅度越大，當變壓器處于常規工作狀態下，鐵芯處于不飽和狀態，勵磁電壓平方同振動幅度之間呈正相關。繞組振動一般是來自于繞組內部電流，電磁力與繞組平方之間呈正相關，頻率也達到100赫茲。由于繞組構造內部存在非線性因素，實際振動過程中就出現高濃度的諧波，其中繞組構造會影響諧波分量。

1.3 局部放電監測

變壓器作為一項重要的電氣設備，如果處于相對低劣的運行狀態下，周圍工作環境較為惡劣時，例如：局部場強較高，造成局部非正常放電，憑借剖析局部放電的動態變化趨勢、增長速度等，則能夠對應初步判斷出變壓器是否內部存在問題，同時，也能夠憑借電流脈沖、超聲波、電波等來加以監測，從而判斷出變壓器有無局部放電現象。

采用合適的電源設施來對不同項目加以測試，所選電源必須適合于被測試的設備，這是因為電源類型、容量以及性能等將極大地影響測試精準度。這一測試系統中安裝了控制設備，相關操作人員按照計算機系統的顯示屏中提供的相關命令，按照被測試變壓器的容量、電壓等來對應調節量程開關所處部位，在此基礎上來同電源連接，同時也要將所施加的電壓、電流等進行科學調節，使其達到規定的數值。變壓器兩側加裝電源電壓，要想能夠準確地測出電壓、電流與對應功率，應該反復調節設備，讓強電變成弱電，這樣才能確保相關信號、信息傳輸至微機接口。具體如圖1所示，以此變換要選好設備，例如：進度較高、量程較大的電壓互感器、電流互感器，通過這種方式來拓展輸入的測量范圍，同時也能將高壓單獨隔開，確保輸出的電壓小于100V，電流小于5A。

此在線試驗系統是以計算機為核心，來自于電力系統的電壓、限流等途徑多路開關逐漸傳輸至程序，經過計算、判定，最終在屏幕上顯示出來，從而維護測試系統的安全運行，出現誤操作狀態下，也有效確保微機系統、互感器等的安全。同時，這一測試系統也設置了指針儀表測試儀，同危機測試處于同等狀態，雙方協調配合，彼此轉換性測試。

實際的變壓器故障診斷過程中，相關的信息技術正在深入應用，例如：神經網絡技術就得到了有效應用，其中誤差逆傳播神經網絡因為有著超強的非線性映射性能，能夠調動網絡系統對輸入模式的響應有效提升，對模塊進行科學分類，在故障診斷中發揮著優勢功能。

2 變壓器在線試驗中的安全規定

2.1 前期安全籌備

根據變壓器試驗的規定與標準，必須全方位進行前期的安全籌備，切實根據相關的規定、規程等來檢查、鑒定各項設備的安全標準、質量等級，編制一個科學合理的實驗流程、方案，具體涵蓋實驗的先后順序、自實驗工序到實驗成品的步驟與方法，同時也要對所適用的電壓、接線、儀表等做出科學的選配，實際實驗過程中必須積極控制不合理操作，特別是一些模糊性問題必須得以明確，例如產品結構、儀器的選配等。

2.2 掌握安全技術措施

實際實驗過程中必須在試驗場地空間內制定安全制度、規范等，而且要將一切安全標識、信號、信息等配置于試驗區域內。要事先備好安全防火設備與設施，例如滅火器、滅火設備等，當現場出現意外火災時則能夠借助這些設備來進行安全救援。科學安排試驗站內的線路，采取科學有效的手段對其進行接地處理，而且要加強安全教育與宣傳，使更多的人認識到安全防火工作的重要性，從而在試驗過程中能夠自行采取安全措施來防范火災，全面提高安全責任意識，自覺配合安全防火工作，試驗工作人員必須確保及時找到故障問題成因，從而及時采取安全對策。

3 變壓器的故障診斷技術分析

3.1 直觀診斷法

變壓器由于負載超標，常出現表面溫度超高現象，使得變壓器處于40℃以上的溫度運行，其冷卻系統如果發生故障問題，其中的油量供應達不到標準的情況下則需要故障診斷與檢查，以便及時解除故障問題。當發現變壓器出現異常的聲響，發生放電現象時，則可以判斷出這一故障是由于局部零部件變松或者電壓超高所導致。指示的油位如果較低，偏離了常規位置，則是因為密封圈變松所造成的油體泄漏現象。

3.2 變壓器漏油

變壓器漏油也是一個重要的故障，會帶來非常不良的影響，漏油問題如果得不到妥協處理可能會釀成巨大的危險隱患，會帶來嚴重的污染問題與經濟問題。要加強日常養護，對一些敏感部位，例如：平面接縫位置，要及時進行檢查，發現問題及時處理與解決，一些轉角與加強筋的位置必須特殊地進行漏油處理，發現縫隙通過焊接鐵板等方式來填補縫隙，減少油體的滲漏。

同時，接頭是變壓器重要組成部分，接頭溫度與熱度關系到變壓器的安全運行，必須加大對接頭過熱問題的重視力度，正確解決接頭過熱問題，要知道常出現過熱現象的接頭部位以及引起接頭過熱的原因，從而有針對性地采取措施解決問題。

4 結語

變壓器在線試驗能夠有效監測變壓器的性能、狀態與特點，也能確保及時發現變壓器中存在的問題，從而更快地解決變壓器運行中存在的問題，促進故障的及時解決，現實的變壓器運行過程中存在多種故障問題，要積極借助現代化信息技術、通訊技術等來加強故障診斷管理，提高故障診斷工作效率，減少變壓器故障問題。

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（責任編輯：小 燕）