探討電氣試驗在變壓器故障分析中的應用

林剛剛

【摘 要】變壓器故障次數增多，既帶來了一系列的故障破壞，也威脅到了地區供電作業的安全性，阻礙了電力行業生產的可持續發展。根據變壓器故障動作狀態建立可靠的故障檢修制度，并充分利用電氣試驗操作方案，為檢修人員提供更加準確的數據信息。但是一旦發生故障，需要確切的進行判斷，判斷故障的類型，以便使用恰當的措施來解決問題。

【關鍵詞】電氣試驗；變壓器；故障；應用

一、變壓器正常運行的重要意義

電力系統中變壓器是安全保障的主要設備，功能性也比較齊全，是電力傳輸的核心，是電力正常運行供電的重要設備。它是各行各業，千家萬戶的必經之路，能實現不同地區不同電壓數值的需求。變壓器主要用于用電系統的電壓控制，變壓器一旦出現故障，將直接影響電力系統的正常供電，嚴重者會造成周圍漏電，甚至起火、爆炸，破壞電力系統裝置，威脅人民的生命安全，所以變壓器正常運行至關重要。

二、變壓器的結構和分類

2.1變壓器的結構

變壓器的結構由本體設備和附屬設備兩大部分構成。本體設備部分主要有變壓器器身、變壓器油、油箱組成。其中油箱的作用是容納變壓器器身和變壓器油；變壓器油的作用是用于器身冷卻、絕緣；變壓器器身由線圈、鐵芯及夾緊裝置構成。附屬設備部分包括高壓套管、低壓套管、油枕、分接開關、呼吸器、防爆管、散熱器、凈油器、氣體繼電器、溫度計等。

2.2變壓器的分類

變壓器按冷卻和絕緣介質的不同可分為三類：一是油浸式電力變壓器，采用礦物油作為冷卻和絕緣介質；二是氣體絕緣電力變壓器，采用人工合成的氣體作為冷卻和絕緣介質；三是干式電力變壓器，采用空氣作為冷卻和絕緣介質。

三、變壓器的常見故障

3.1自身故障

變壓器停運后或者在送電的過程之中，電壓不正常，并且它的表現指示為零，個別的電壓都很高，從而使得一些設備因為電壓過高而燒毀；在天氣不好的時候，例如：狂風暴雨，雷電交加等等。變壓器的送電困難，容易出現問題，會有著送不出去電力的情況；變壓器壓力變得很大的時候，會使得保險絲燒斷，從而使得電力設備無法送電。除此之外，還會使得接線柱燒壞，一些高壓的套管會出現嚴重的差錯；變壓器有時候會發生噪音。有一些變壓器會發出很大的聲音，從而使得安全氣道，儲油柜向外面噴油，會使得油箱以及散熱管變形，產生漏油，滲油等情況，不僅僅會給供電的企業帶來很大的經濟損失，還會影響供電系統的正常運行，還會造成環境污染；在冷卻的時候，變壓器有可能出現溫度失常，并且溫度不斷上升等問題。嚴重的會導致失火，不僅會危害變壓器本身，還會使得附近的設備損壞。

3.2變壓器的接觸不良問題

變壓器的部件損壞會導致接觸不良，與套管等物件的接觸不良，開關接觸不良等。內部的引線與其他的東西接觸不良比較常見，這些問題是容易導致電流不平衡等問題，會造成變壓器無法使用。變壓器的分接開關壓接不良，有著無載和有載之分，對于無載分接開關彈簧壓力不足，還有的是滾輪的壓力不均勻，導致接觸不良，使得有效接觸面積減小等等都會導致變壓器出現故障。還有就是，開關的接觸的地方若存在油污，電阻就會相對應的增大。在進行運行的時候，就會引起接觸面積燒傷。對于有載分接開關，它封閉不嚴雨水進入，這樣會導致分接開關短路。分解開關的阻抗在切換的過程之中會被擊穿，燒斷，在接觸的時候，電弧會越來越長，故障越來越大。

四、電氣試驗在變壓器故障分析中的應用

4.1絕緣油試驗

為保證所選絕緣油可以滿足變壓器運行需求，需要對其進行試驗檢測，確定其性能達標。變壓器均需要在油箱內充滿變壓器油，利用其絕緣、測量、散熱特點來對鐵芯以及繞組組件進行保護，降低空氣氧對絕緣材料的影響，提高變壓器運行可靠性。高質量的絕緣油通過對內部所有空隙的填充，可以將所存空氣全部排出，對各部件與空氣之間進行了有效隔絕，因此能夠提高變壓器整體絕緣性。同時，與空氣相比變壓器油絕緣強度更高，能夠對變壓器內部所有部件絕緣性進行強化，保證繞組之間、繞組與鐵芯、繞組與箱油蓋之間的良好絕緣效果。針對絕緣油進行試驗，可從擊穿電壓、酸值、水溶性酸pH值、含水量、體積電阻率以及界面張力等方面進行，綜合各項試驗數據，確定所選油質是否達標，嚴禁劣質油的使用。

4.2直流電阻試驗

變壓器繞組的直流電阻是變壓器在交接、大修和改變分接開關后必不可少的試驗項目，也是故障后的重要檢查項目。通過測量直流電阻，能有效的檢查繞組接頭的焊接質量和繞組有無匝間短路；電壓分接開關的各個位置接觸是否良好以及開關實際位置與指示位置是否相符；引出線有無斷裂；多股導線并繞的繞組是否有斷股等情況。在中、小型變壓器的實際測量中，大多采用直流電橋法，當被試線圈的電阻值在1歐以上的一般用單臂電橋測量試驗規程規定預防性試驗中，630kVA以上變壓器，當無中性點引出線時，同一分接位置測量的繞組直流電阻，直接用線電阻相互比較，其最大差值應不大于三相平均值的2%（警示值），并與以前（出廠、交接或上次）測量數據進行對比，相對變化也不得大于2%，；630kVA及以下的變壓器，相間差值一般不大于三相平均值的4%（警示值），線間差別一般不大于三相平均值的2%。

4.3交流耐壓試驗

交流耐壓試驗是針對某些局部缺陷，考驗被試品絕緣承受各種過電壓能力的有效方法，對保證設備安全運行有重要意義。交流耐壓試驗能真實有效地發現絕緣缺陷，但因它屬于破壞性試驗，會使原來存在的絕緣弱點進一步發展，因此必須在被試品的絕緣電阻及吸收比測量、直流泄漏電流測量及介質損失角正切值tanδ測量均合格之后進行，以免造成不必要的破壞。對于變壓器這種電容量較大的試品，一般采用串聯諧振的方法進行現場試驗，采用調感和調頻進行諧振補償。利用串聯諧振作耐壓試驗有兩個優點：若被試品擊穿，則諧振終止，高壓消失；擊穿后電流下降，不致造成被試品擊穿點擴大。

4.4變壓器短路試驗

建設變壓器后，當變壓器運行的時候，不可避免地會出現各種各樣難以預料的短路問題。在變壓器使用中，最常見的短路主要有：變壓器內部線圈因為繞組發生的線路短路；因為油箱設置不合理而出現的油箱電阻過大，導致這部分電路產生的熱量過大而形成的短路等。

結語

綜上所述，伴隨電力的發展，對于電力的要求越來越嚴格。變壓器是對供電來說必不可少的裝置，對于電力起到了很重要的作用。通過電氣試驗可以實現變壓器故障的一體化處理，按照設定數據執行可行的方案，不僅掌握了變壓器性能變化狀態，也實現了故障分析結果的標準化，從而提高了變壓器結構性能的穩定性。

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（作者單位：福建省電力有限公司檢修分公司）