電氣試驗在變壓器故障分析中的應用

蔣林

摘 要：變壓器是電力系統中重要組成部分，是確保系統運行穩定安全的關鍵因素。一般情況下，變壓器發生的概率相對較小，同時出現故障，則會導致大范圍的故障問題。本文主要通過對其故障發生主要原因進行陳述，以及對電氣試驗應用故障分析的方法進行了闡述。

關鍵詞：電氣試驗 變壓器 故障分析

中圖分類號：TM407 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（c）-0051-02

變壓器主要是由初級、次級線圈以及磁芯等組成，是供電系統中的常用裝置。在進行運作時，主要原理為電磁感應，從而可以為供電安全提供穩定、隔離、電壓轉換，阻抗變換、電流交換等作用。本文主要分析常用電壓器出現故障的原因及運用電氣實驗進行故障判斷的方法。

1 原因探究

變壓器產生一般故障有以下幾種。

第一，繞組故障，在變壓器運行過程中，經常會由于短路電流沖擊電網，導致變壓器繞組部分受到較為強力的異常電動力，這種情況下，繞組會急劇發熱，進一步導致其線圈的強度下降，使繞組出現故障。通過對近幾年相關繞組故障進行故障原因統計，結果進一步發現，有短路沖擊導致的繞組故障問題，已經成為引發繞組形變的主要因素。而針對目前的電力運行及管理系統，進行檢測，只能通過離線檢查方式進行，并且在一定程度上反映出，這種方式存在不夠靈敏，準確度較低等缺陷，為進一步處理故障，維護系統穩定安全運行帶來了一定難度。我們嘗試用頻率響應法以及短路電抗法進行繞組線圈的胸片檢查，進一步發現，當其形變范圍較小時，絕緣部分很大程度上不會遭受破壞，變壓器溶解含量分析呈現正常狀態，在一定概率上，對其檢測結果的準確性無法實現有效保證。除此之外，離線吊芯法作為一種傳統故障診斷辦法，在檢查時也往往會對于變壓器本身造成損害。因此，在研究這一故障檢測方法時，必須保證檢測結果的準確及降低變壓器的損害率。

第二，鐵芯故障，由于電磁感應原理，在電氣系統運行過程中，鐵芯部分會因為磁場變化導致的硅鋼片長度伸縮隨之而產生周期振動。而其伸縮率與鐵芯的形變量成正比關系，而鐵芯形變量的加大，會進一步引起振動頻率的增加，而使之產生的電磁信號出現誤差。在正常的情況下，鐵芯振動頻率一般以100Hz為基本頻率，同時附加高頻信號，從而使之振動的信號波產生正弦分布，使變壓器正常工作。而變壓器正常時，鐵芯必須實現可靠接地，從而避免懸浮電位以及持續放電情況。當其接地點超出兩點以上時，硅鋼片之間的電位會由于不均勻分布產生環流現象，從而使之出現接地發熱，變壓器的可燃氣體進行接觸后，極有可能導致放電及碳化故障。綜合進行分析，出現鐵芯故障，有可能的原因有4點，其絕緣層出現損壞及受潮。變壓器存在油污，使絕緣性能進一步下降。箱體有零件脫落，使硅鋼片局部出現短路現象。鐵芯絕緣漆掉落等原因暴露空氣中，從而引發鐵芯故障。

2 試驗應用

應用電氣試驗法進行故障分析，可以從以下幾個方面進行展開。

第一，進行絕緣油試驗。絕緣油主要起保護鐵芯及繞組相應組件的作用，通過隔絕氧氣作用，實現絕緣、散熱、保護等功能。而由于其具有流動性，在進行實驗時，我們需要對其外觀、pH值、閃點、體積電阻率、含氣量及含水量等進行檢驗。而對其絕緣油的性能、強度等進行確認[1]。

第二，進行直流電阻試驗，這主要是為了測量變壓器中繞組組件內部的導線質量，對其焊接、引線、接頭以及分接開關等位置的接觸性進行測定，同時也能夠進一步對其電路連接（見圖1）方式正確性、斷路、短路等現象進行檢查。在實驗過程中，通過將元件接通直流電，從而測定其電阻數據。實驗結果經過對比，在1.6MVA變壓器中，取各繞組間的平均值，與繞組的測定電阻值進行對比，大于2%，則表示繞組存在故障。低于1.6MVA變壓器，各繞組相間的數據，大于平均值的4%，則表示繞組存在故障。

第三，絕緣及傳導電流的實驗，通過將直流電壓直接作用于介質，傳導電流將通過介質，其電流值，一般作為測定絕緣體內部出現受潮、臟污、缺陷等問題的參考值。其一般作為恒定值，與絕緣電阻值對應，通過確定繞組的絕緣電阻，吸收比以及傳導電流值，從而發現如，元件破裂等缺陷[2]。

第四，短路試驗，通過測量額定電流作用下的組抗壓和短路損耗，可以進一步確定變壓器內部構件缺陷，油箱局部過熱，繞組短路及錯位等情況。除此之外，阻抗壓的值對于測定，短路位置以及內部發生的元件幾何改變有較大意義。需要強調的是，在進行非電源一側的繞組試驗時，需要進行人為短路操作。

3 結語

綜上所述，運用電氣試驗法對于變壓器故障進行分析及明確，需要嚴格按照規程進行規范操作，以此確保數據準確。在進行故障查找時，首先，應該根據變壓器的相應數據，盡可能地排除故障；其次，根據實際試驗結果找出問題；最后，根據所掌握知識及變壓器檢驗數據，采取針對性措施。從而進一步保證變壓器在長期的使用過程中，不僅能夠運行穩定，也能夠盡量避免故障發生，促進變壓器及其系統運行壽命的持續進行。

參考文獻

[1] 顏芳.變壓器故障定位中的色譜分析結合電氣試驗法應用[J].經營管理者，2013（31）：396.

[2] 李樹蕾.電氣試驗在變壓器中的故障及解決對策[J].科技尚品，2017（7）：222.