淺談綜合利用油化和電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行變壓器故障診斷

魯茜

摘要：變壓器作為電力事業(yè)的重要部件，其固有性能和運(yùn)行狀態(tài)的提升尤為關(guān)鍵，在現(xiàn)代化科技的推動(dòng)下，變壓器在應(yīng)用場(chǎng)合和使用可靠度方面都有了進(jìn)步，但依然需要針對(duì)故障問(wèn)題做出分析改進(jìn)。常用的方式包括對(duì)油和電的檢測(cè)，本文介紹了油化與電氣試驗(yàn)對(duì)變壓器故障診斷的作用。

關(guān)鍵詞：變壓器故障;油化試驗(yàn);電氣試驗(yàn)

現(xiàn)今變壓器可利用在居住、生產(chǎn)等方面，但如果變壓器運(yùn)行出現(xiàn)故障，就會(huì)發(fā)生斷電，甚至發(fā)生其他危險(xiǎn)事故，所以準(zhǔn)確及時(shí)地診斷問(wèn)題，控制變壓器故障的連鎖反應(yīng)是電力公司需要加強(qiáng)研究的課題，油化和電氣試驗(yàn)的工作成果較為突出，以下將展開說(shuō)明。

一、油化試驗(yàn)作用

當(dāng)變壓器處于電路中的工作環(huán)境時(shí)，會(huì)利用到變壓器油，它們會(huì)在低溫時(shí)凝結(jié)，在高溫時(shí)分解為氣體和水，屬于明顯的烷烴類礦物油。利用變壓器油的性質(zhì)可以在變壓器帶電區(qū)域外形成保護(hù)隔離層，避免電流的泄露和回路的短路。另外，利用油的循環(huán)流動(dòng)還可以帶走變壓器工作產(chǎn)生的熱量，使變壓器的工作狀態(tài)趨于穩(wěn)定，變壓器油更重要的作用是及時(shí)制止電弧的產(chǎn)生，防止變壓器被燒毀和擊穿。變壓器油化試驗(yàn)主要依靠的是油色譜分析和其余理化實(shí)驗(yàn)手段，當(dāng)變壓器可能存在故障時(shí)，收集并測(cè)算變壓器油中溶解氣體的含量進(jìn)行分析，以及通過(guò)油的顏色、水分、酸值、介損值、耐壓值等參數(shù)的測(cè)定，即可了解變壓器所處的工作狀態(tài)。

二、油化試驗(yàn)的油色譜分析方法

（一）測(cè)定溶于油的氣體組成含量

經(jīng)過(guò)變壓器的電流總會(huì)產(chǎn)生熱量，造成油中發(fā)生氣體分解現(xiàn)象，而不同溫度下不同氣體的含量也有所區(qū)別，油色譜分析則可以提取變壓器油，對(duì)其中的甲烷、乙烷、氫氣、乙炔等氣體進(jìn)行細(xì)致的劃分。如果氣體含量出現(xiàn)異常波動(dòng)就說(shuō)明變壓器存在故障，所以在實(shí)際工作中常常要為變壓器配備實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為氣體傳感器制定工作周期，但僅靠當(dāng)前的傳感器設(shè)備并不能達(dá)到較高的精確度，也不能直接接觸變壓器，需要配合油氣分離系統(tǒng)才能更好地收集各氣體并檢測(cè)濃度。還有一些變壓器油色譜需要額外的輔助工具，如針筒、導(dǎo)管等。最后將色譜的變化數(shù)據(jù)送到處理系統(tǒng)中對(duì)氣體進(jìn)行分類計(jì)算，確定氣體的組成含量。

（二）衡量變壓器油氣轉(zhuǎn)化的速率

在油色譜分析方法中，上述的氣體含量檢測(cè)是較為常用的故障檢測(cè)方式，但在一些實(shí)際變壓器出現(xiàn)故障的狀態(tài)下，經(jīng)由檢測(cè)氣體組成含量并沒(méi)有明顯缺陷，故而就應(yīng)考慮是由于通過(guò)變壓器電流的異常變化，使溫度異常升高，導(dǎo)致油中氣體溶解速率加快，脫離了正常范圍。所以基于此類情況可以分次取樣獲取變壓器油中的某類氣體變化情況，根據(jù)絕對(duì)產(chǎn)氣速率或相對(duì)產(chǎn)氣速率的計(jì)算公式判別實(shí)際氣體產(chǎn)率發(fā)生的異常，以便及時(shí)獲取故障信息，進(jìn)而針對(duì)變壓器硬件性能、電流負(fù)載、絕緣變化和老化程度等進(jìn)行具體分析。除故障分析外，用產(chǎn)氣速率的計(jì)算統(tǒng)計(jì)也可以提高氣體在線檢測(cè)的準(zhǔn)確性，為變壓器日常工作控制提供依據(jù)。

三、電氣試驗(yàn)的作用

最基本的變壓器是由機(jī)械線圈繞組、鐵心和外殼組成的，可以借助線圈的電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)變電功能，所以作為與電力直接相關(guān)的部件，對(duì)其進(jìn)行電氣試驗(yàn)是非常必要的故障排查手段，特別是經(jīng)由此項(xiàng)操作可以分析出變壓器的物理?yè)p傷，對(duì)電流和阻值有明確的判斷，對(duì)絕緣、供電、變電等電氣信息進(jìn)行良好的掌握。具體電氣實(shí)驗(yàn)的工作過(guò)程中，涵蓋的內(nèi)容較為豐富，運(yùn)用的手段也更加專業(yè)，并且無(wú)論是在實(shí)驗(yàn)室還是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)都帶有一定的危險(xiǎn)性，要求工作人員不僅能掌握專業(yè)的電力檢測(cè)知識(shí)，還要有豐富的安全經(jīng)驗(yàn)，以此順利完成各項(xiàng)變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目。變壓器電氣故障檢測(cè)主要取決于電壓的數(shù)值、電阻的異常、繞組的功率、線路的短路等問(wèn)題，萬(wàn)用表、絕緣電阻表、鉗形電流表、介損儀、直流電阻測(cè)試儀等都是電氣試驗(yàn)的常用工具，它們可以實(shí)現(xiàn)不同的試驗(yàn)?zāi)康模源伺袛嗍欠衽c變壓器正常工作標(biāo)準(zhǔn)有所出入，排查電氣故障問(wèn)題。

四、油化和電氣試驗(yàn)的比較

（一）油色譜的故障診斷特點(diǎn)

油色譜試驗(yàn)，尤其是其中的氣體含量分析項(xiàng)目已經(jīng)成為較為主流的變壓器故障診斷方式，目前可借由脫氣系統(tǒng)和色譜儀較為迅速準(zhǔn)確地獲取必要的氣體信息，并且隨著在線監(jiān)測(cè)和多組監(jiān)測(cè)模式的建立，油色譜分析的工作效率、適應(yīng)環(huán)境等都取得了很大的提升，人們只需要正確地提取少量樣品就能分析出故障所在，甚至可以提前預(yù)知，當(dāng)變壓器出現(xiàn)故障的苗頭時(shí)就能給予反饋，原理較為簡(jiǎn)單。而一些變壓器檢測(cè)的團(tuán)隊(duì)缺少資金和技術(shù)，在油色譜的利用方面受到掣肘，支付不起過(guò)于昂貴的色譜設(shè)備。另外，由于技術(shù)發(fā)展有限，硬件設(shè)備和操作手段仍然很難達(dá)到理想狀態(tài)，這使得油色譜分析在變壓器診斷中的應(yīng)用受到了制約。

（二）電氣試驗(yàn)的故障診斷特點(diǎn)

首先，電氣試驗(yàn)運(yùn)用的知識(shí)主要以電工電子為主，使用的試驗(yàn)手段也更加的專業(yè)，目前針對(duì)變壓器故障診斷主要有電橋法、消磁法、電阻快速測(cè)量?jī)x、帶電測(cè)量等，這些試驗(yàn)過(guò)程在電氣領(lǐng)域中相對(duì)比較成熟穩(wěn)定，但各自都存在明顯的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，需要工作人員不斷地學(xué)習(xí)和熟悉。另外由于電氣試驗(yàn)的涵蓋領(lǐng)域廣泛，理論上可以完美地診斷出變壓器的故障，但如果不注意電氣預(yù)防性試驗(yàn)的應(yīng)用，就難以有效避免變壓器故障的發(fā)生。

五、油化與電氣試驗(yàn)的結(jié)合應(yīng)用

更多地利用兩者的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，將會(huì)創(chuàng)建出更好的變壓器故障診斷優(yōu)化系統(tǒng)，在現(xiàn)今的許多電氣工程中都同時(shí)采用各類油化和電氣檢測(cè)措施，相互搭配，互相彌補(bǔ)，并取得了較為完善的工作成果。通常情況下，當(dāng)變壓器故障發(fā)生時(shí)先要考慮及時(shí)趕赴現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行大致的機(jī)械檢測(cè)和電氣檢測(cè)，如設(shè)備外觀、差動(dòng)保護(hù)都是需要注意的。另外，如果故障不能馬上處理，則需要同時(shí)結(jié)合油色譜數(shù)據(jù)和多種電氣試驗(yàn)方法進(jìn)行深入的信息分析，積極尋找變壓器故障原因，判斷是安裝問(wèn)題、還是負(fù)載問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，變壓器是社會(huì)電力運(yùn)轉(zhuǎn)的核心之一，針對(duì)其故障問(wèn)題不僅要及時(shí)處理，還要日常預(yù)防，經(jīng)過(guò)油化試驗(yàn)和電氣試驗(yàn)的綜合分析，將會(huì)全面地體現(xiàn)出變壓器的異常信息，為工作人員提供故障診斷的準(zhǔn)確依據(jù)。

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