電氣試驗在變壓器故障分析中的應(yīng)用

摘要：變壓器在電力行業(yè)中的作用不可替代，保證變壓器的正常運行意義重大。為了能夠提高變壓器運行穩(wěn)定性與可靠性，必須要建立科學(xué)可行的故障檢修制度，靈活應(yīng)用各種電氣試驗，來確定各種運行數(shù)據(jù)，將其作為設(shè)備檢修的依據(jù)，進而提高故障處理效率。

關(guān)鍵詞：電氣試驗;變壓器;故障分析

1變壓器故障處理的必要性

近年來，電力科技水平不斷提升，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)所配備的專用電力設(shè)備更加多樣化。變壓器所設(shè)定的功能類別較多，適應(yīng)了大范圍電網(wǎng)操作模式運行要求，從而促進了變壓器的普及應(yīng)用。變壓器是用來將某一數(shù)值的交流電壓變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓的設(shè)備，會受到電場的作用、導(dǎo)體發(fā)熱的作用、機械力損傷、化學(xué)腐蝕作用及大氣條件的影響等，在這些外界因素的影響下，可能逐漸產(chǎn)生缺陷，甚至發(fā)展為故障，而電氣試驗是能夠保證電力變壓器安全運行的重要措施，對發(fā)現(xiàn)變壓器缺陷、診斷變壓器故障性質(zhì)具有決定性的作用。

2常見故障分析

在實際運行中，變壓器經(jīng)常會因為各項因素的影響而產(chǎn)生故障，無法滿足電力系統(tǒng)運行需求。故障發(fā)生后會導(dǎo)致供電系統(tǒng)電壓失穩(wěn)，個別電壓數(shù)值非常高，使得部分電氣設(shè)備被燒毀。很多故障發(fā)生在極端天氣情況下，如大風(fēng)、大雨、雷電等，對變壓器輸電過程產(chǎn)生威脅，甚至?xí)霈F(xiàn)傳輸不出去的情況。而且如果變壓器壓力變化幅度過大，會造成保險絲被燒斷，以及燒毀接線柱。變壓器作為電力系統(tǒng)建設(shè)的重要設(shè)備，需要對其運行狀態(tài)進行全程監(jiān)控，及時采取措施對其檢修，將各種隱患扼殺在萌芽中，以免造成嚴(yán)重?fù)p失。

3變壓器故障分析步驟

3.1異常判斷

第一，將分析結(jié)果的幾項主要指標(biāo)與規(guī)程中的注意值作比較。在判斷設(shè)備是否存在故障時，不能只根據(jù)一次結(jié)果來判定，而應(yīng)經(jīng)過多次分析以后，將分析結(jié)果的絕對值與導(dǎo)則的注意值作比較，并結(jié)合所有試驗數(shù)據(jù)作綜合判斷。第二，了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)、安裝。第三，為了減少可能引起的誤判斷，新設(shè)備及大修后在投運前，應(yīng)作一次分析;在投運后的一段時間后，應(yīng)作多次分析。

3.2故障觀察

第一，聯(lián)系原則，熟悉和掌握變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和狀態(tài)是診斷變壓器故障的關(guān)鍵，如變壓器內(nèi)部的絕緣結(jié)構(gòu)、引線走向、絕緣狀況、油質(zhì)情況等。第二，結(jié)構(gòu)原則，診斷變壓器故障，還需了解變壓器的外部條件是否構(gòu)成影響，如是否發(fā)生過出口短路、是否發(fā)生諧波或過電壓等情況。第三，比較原則，對變壓器本身的不同部位之間進行檢查比較，如變壓器油箱箱體溫度分布是否變化均勻，局部溫度是否有突變。

3.3試驗分析

從變壓器運行時的聲音、油的色譜分析、油位、油溫、各項試驗數(shù)據(jù)進行著手分析，盡量在故障前發(fā)現(xiàn)缺陷。電氣試驗是一種能夠保證電力變壓器安全運行的重要措施，對發(fā)現(xiàn)變壓器缺陷、診斷變壓器故障性質(zhì)具有決定性的作用，通過對變壓器的絕緣性能、電氣特性及機械性等，按照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定逐項進行試驗和驗證，可以及時有效的發(fā)現(xiàn)變壓器存在的缺陷、診斷變壓器故障性質(zhì)。

4電氣試驗在故障分析中的應(yīng)用分析

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(dá)標(biāo)。變壓器均需要在油箱內(nèi)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(zhì)量的絕緣油通過對內(nèi)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?qū)ψ儔浩鲀?nèi)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、水溶性酸pH值、含水量、酸值等方面進行，綜合各項試驗數(shù)據(jù)，確定所選油質(zhì)是否達(dá)標(biāo)，嚴(yán)禁劣質(zhì)油的使用。

4.2絕緣電阻和泄漏電流試驗

當(dāng)直流電壓作用于介質(zhì)上時，通過介質(zhì)中有傳導(dǎo)電流、吸收電流和幾何電流等三部分電流。其中，幾何電流是極短暫的充電電流，加壓瞬間很大，然后很快下降到零。傳導(dǎo)電流即泄漏電流，它是電導(dǎo)電流，與加壓時間無關(guān)，表現(xiàn)為恒定的值，它的數(shù)值反映著絕緣內(nèi)部是否受潮、表面臟污或有無局部缺陷。傳導(dǎo)電流對應(yīng)為測量的絕緣電阻值。吸收電流則與測量的絕緣電阻吸收比密切有關(guān)。測量變壓器繞組絕緣電阻、吸收比（極化指數(shù)）、泄漏電流能有效地檢查出變壓器絕緣整體受潮、部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷，如絕緣子破裂、引線靠殼等缺陷。

4.3短路試驗

對變壓器進行短路試驗，需要對額定電流下的短路損耗以及阻抗電壓進行準(zhǔn)確測量，控制電源和測量線路與空載試驗條件相同，然后選擇人為短路作為非電源側(cè)繞組。按照規(guī)定，220kV及以上相間偏差≤2%，初值差≤3%;110kV及以下相間偏差≤3%，初值差≤5%。通過變壓器短路試驗，可以發(fā)現(xiàn)的缺陷有：變壓器的各結(jié)構(gòu)件（屏蔽、壓環(huán)和電容環(huán)、軛鐵梁板等）或油箱壁中由于漏磁通所引起的附加損耗過大和局部過熱、油箱箱蓋或套管法蘭等附件損耗過大和局部過熱、帶負(fù)荷調(diào)壓的電抗繞組匝間短路、大型電力變壓器低壓繞組中并聯(lián)導(dǎo)線間短路或換位錯位。通過測量阻抗電壓可以發(fā)現(xiàn)在運行中變壓器出口側(cè)發(fā)生短路，變壓器內(nèi)部幾何尺寸的改變。

4.4變壓器直流電阻試驗

進行直流電阻試驗時，需要嚴(yán)格按照專業(yè)規(guī)范將測試儀測量線與變壓器繞組出線端子進行可靠連接，然后對高壓側(cè)線各檔以及低壓側(cè)線組的直流電阻進行測量，包括所有分接位置，正確讀取測量值并登記。同時，為了保證試驗結(jié)果的可靠性，還要對測量環(huán)境溫度、操作條件等內(nèi)容進行如實記錄。而且，完成所有測量工作之后，還應(yīng)先進行放電處理，然后將連接的測量線全部拆除，關(guān)閉測量儀器電源放置規(guī)定位置。通過試驗測量得到的數(shù)據(jù)，代表了變壓器的導(dǎo)電性，可在一定程度上反映出變壓器內(nèi)部導(dǎo)線、導(dǎo)線接頭以及各開關(guān)接頭的接觸性，對比后可判斷存在的問題。整個試驗過程操作簡單，但可以得到可靠的數(shù)據(jù)，可以確定變壓器內(nèi)各繞組是否存在短路或斷路問題。

5結(jié)語

想要讓整個電力系統(tǒng)安全的運行下去，就必須先解決變壓器使用安全的問題。而電氣試驗作為新時期解決變壓器故障的一種行之有效的方法，因為其省時省力，方便快捷，準(zhǔn)確無誤而大量應(yīng)用與電力行業(yè)的檢查維修中。總之，對于變壓器來講，其作為電力系統(tǒng)重要組成部分，決定了整個系統(tǒng)運行可靠性與穩(wěn)定性，為準(zhǔn)確掌握其運行狀態(tài)，除了做好各項基礎(chǔ)檢查外，還可以利用電氣試驗來對變壓器各部件進行檢測，確定是否存在故障，保證及時發(fā)現(xiàn)并處理存在的隱患，減少運行問題的發(fā)生。

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作者介紹：

茍苗苗（1994.12.10-）;女;甘肅通渭;漢;大學(xué)本科;助理工程師;電氣試驗員;電氣試驗;國網(wǎng)甘肅省電力公司張掖供電公司。