電力變壓器故障診斷及檢修探討

李 鑫

(山東科技大學濟南校區，山東 濟南 250031)

0 引言

由于變壓器內部儀器精密復雜，在持續的電力工作運行下，復雜惡劣的外界環境對變壓器造成一定影響，導致變壓器出現不同故障，影響到變壓器正常運行。為消除變壓器故障帶來的系統隱患，應當采取相應的變壓器故障診斷工作，主動發現變壓器存在的設備隱患與故障，做好主動預控工作。

1 故障診斷

1.1 跳閘故障

跳閘故障會對電力系統運行造成一定影響，基于變壓器跳閘故障誘發因素進行分類，可分為人工誘發因素與內部設備誘因。為科學規避該類問題造成的危害，需對跳閘故障進行診斷，發現人工誘發因素的關聯性，及時對工作人員進行專業技能提升，增強工作人員責任意識與安全觀念，確保每一項工作開展的可靠性與安全性，主動規避人工因素誘發跳閘故障。電力變壓器內部設備儀器誘發跳閘故障進行診斷處理時，可依據歷史故障數據信息進行分析預判，對重點設備儀器進行檢修排查工作，準確、無誤地找出設備儀器存在的安全隱患，并對其安全隱患及時處理，提高變壓器運行的可靠性[1]。

1.2 短路故障

短路故障是變壓器常見故障之一。由于電力變壓器的工況特殊，溫度過高是短路故障出現的出現誘因；而繞組出現變形時，同樣會誘發短路故障，間接影響到變電站運行安全。通過對高溫短路故障分析可知，當變壓器局部絕緣設備儀器出現故障時，設備運行工況將受到一定影響，進而設備運行溫度不斷升高，溫度達到一定閾值時，則會誘發短路故障的問題出現，影響到電力系統運行穩定性。短路故障出現時，應當及時對其故障隱患進行排除，避免誘發更嚴重的電力事故，對電力安全產生影響。

1.3 絕緣故障

絕緣故障的發生與短路故障誘因不同。短路故障的誘因主要為繞組與溫度，而絕緣故障的誘因非常多，給故障診斷工作造成一定影響。鑒于電力變壓器工作特征，絕緣故障的誘因可主要分為以下幾種：(1)變壓器油道設計時，為基于實際變壓器運行需求進行設計，導致變壓器存在絕緣故障隱患；(2)變壓器類型選擇時，為參考電力系統要求，埋下絕緣故障風險；(3)變壓器的裕度設計時，設計方案不能滿足實際工況要求，存在絕緣事故隱患；(4)變壓器制造加工階段，部分零配件受到導電介質的污染，影響到變壓器整體運行性能安全；(5)變壓器在長期運行后，設備內部出現一定金屬雜質，極易引發變壓器絕緣事故，影響到電力系統安全與穩定。

1.4 斷路故障

與短路故障不同，當變壓器的連接系統出現斷路故障時，工作人員應當對機電線路進行檢測診斷，分析斷路故障的真正誘因；而在進行故障診斷時，則可利用色譜檢測技術或繞組頻率檢測技術。色譜診斷主要針對油浸式變壓器，對其油色進行鑒定，分析不同區域機電線路的可靠性。繞組頻率的診斷，主要是分析不同繞組之間頻率的變化，以快速找出變壓器斷路故障具體位置，為后續維修提供數據參考[2]。

1.5 油溫故障

變壓器在實際運行過程中，若油溫不斷升高，則預示著設備出現一定故障，應當快速對其油溫過高故障進行診斷，分析故障產生的具體因素。通過對油溫過高故障進行剖析可知，其誘發因素可能有以下幾點：(1)設備的分解開關出現問題，導致設備超負荷運行；(2)變壓器的繞組內部出現短路問題，導致變壓器出現油溫不斷升高；(3)變壓器運行時都配有相應冷卻系統，當冷卻系統出現故障時，則無法對油溫進行合理調節，導致變壓器油溫不斷升高；(4)變壓器的內部出現鐵芯局部故障，導致油溫故障的出現。

1.6 滲油故障

對滲油故障進行分析可知，變壓器出現滲油主要是焊接質量缺陷引起，如變壓器的焊縫出現滲油。部分變壓器在制造加工過程中，由于法蘭轉配存在問題，導致后續緊固無法保證達到技術標準，進而導致滲油故障。在對其故障進行診斷時，對表面的油污進行清除，分析檢測表面焊縫與密封膠，同時，對變壓器法蘭進行一定調校，確保法蘭達到設計技術標準，消除變壓器滲油故障；在對密封膠墊進行處理時，應當評估原有密封膠墊的質量，若無法達到變壓器運行基本要求，則可對其進行更換，并將密封膠墊的壓縮量控制為三分之一，確保密封膠墊可發揮出應用作用；若焊縫質量不達標或存在技術缺陷，則可與生產廠家進行溝通，采取更換或修復的方式，對其滲油焊接縫進行一定處理，避免滲透故障的惡化。

2 狀態檢修

2.1 電檢修

電力變壓器開展狀態檢修工作，可迅速發現設備存在的隱藏故障隱患，基于檢修結開展相關故障處理工作，提高變壓器運行安全性。電檢修方案應用非常普遍，運用時，主要是進行電波與無線電的放射，對反饋的波形數據進行分析，以了解變壓器內部設備狀態，準確、快速地查出相關設備故障[3]。

2.2 超聲波檢修

若電力企業選擇油浸式變壓器作為變電站設備，為保證相關設備儀器運行安全性，工作人員可利用超聲波技術開展設備工況狀態檢修。應用時，將收集到的信號轉化為電信號，并利用計算機進行快速記錄、分析，提高電力變壓器檢修工作整體效率。超聲波檢修工作開展時，可主動規避變電站電磁信號的干擾，保證對設備檢修數據可靠性。在變電站運行過程中，會產生一定量的諧波電磁信號，超聲波檢修時可規避諧波信號的影響，確保變壓器檢修效率；但超聲波檢修工作的綜合靈敏度較低，實際應用的有效性與可靠性需進一步考證分析。

2.3 紅外成像

由于變電站運行特殊性，為避免變壓器檢修工作開展時影響到電力系統穩定性，工作人員需要開展紅外成像技術進行檢修，基于紅外成像技術的應用，可對設備故障進行及時檢測，發現設備儀器運行情況。變壓器運行過程中，不同線路、設備、儀器則表現出不同溫度值，當設備出現相關故障時，設備運行溫度則會出現一定變化，而紅外成像技術的應用，可迅速捕捉設備儀器溫度變化，并將其數據及時反饋給維修人員，以快速對其故障進行排除。如油浸式變壓器檢修工作開展時，工作人員可利用紅外成像技術，對變壓器機電設備進行檢測，分析機電設備的溫度變化值，評估設備運行安全性，根據第一手資料制定檢修維護技術方案，提高變壓器運行安全性與可靠性。

2.4 光檢修

光檢修工作開展時，主要是對設備局部釋放光輻射，采集光輻射的信息，對其進行分析判斷，評價變壓器運行的質量與安全。光檢修技術方案應用時，技術要求非常高、檢修靈敏度有限，因此，并沒有得到普及推廣，而是在特定工作環境下應用，以對電力變壓器故障進行檢修排查。

2.5 脈沖檢修

脈沖檢修技術方案執行時，主要利用電流的變化，對變壓器的狀態進行分析。工作人員對變壓器進行工況檢修時，對其施加一定的脈沖電流，對其電流進行分析檢測，以評價變壓器內部系統安全性。但該技術存在短板，當變壓器具有較大電容時，脈沖電流則無法完成相關檢測工作，導致變壓器檢修靈敏性與準確性下降。

2.6 超高頻檢修

當變壓器出現故障時，為提高檢修工作效率，可利用超高頻檢修技術，在故障區域進行局部放電，并對放電信息進行采集，分析故障誘因的因素以及故障出現的具體設備儀器。但由于變壓器的內部非常復雜，若沒有制定切實可行的計劃，則無法保證超高頻檢修技術方案的可行性與有效性。如對油浸式變壓器檢修時，應當對其故障進行初步判斷分析，并設定針對性檢修技術方案，確保超高頻檢修工作開展效果，提高變壓器檢修工作綜合效能。

3 結語

本文對變壓器故障進行診斷剖析，指出不同變壓器故障的診斷方法，根據診斷信息開展維修工作，以提高變壓器運行穩定性。故障診斷工作開展時，相關電力員工需開展變壓器狀態檢修工作，預先發現可能存在的設備隱患，主動消除設備故障誘發因子，避免變壓器常見故障出現，保證電力系統運行可靠性。