電力變壓器故障分析與技術改進思考

唐飄逸 王秀敏

（廣州華立科技職業(yè)學院，廣州 511325）

電力變壓器是一種調(diào)整電壓頻率的靜止電氣設備，與其他設備共同組成了電力網(wǎng)絡，滿足了人們對電能的需求。電力變壓器在長期使用過程中由于零部件損壞、外界因素以及老化等問題會出現(xiàn)故障，不僅影響電力系統(tǒng)的正常運行，也增加了電力系統(tǒng)的安全隱患。因此，做好電力變壓器的故障診斷技術改進十分重要。

1 常見的電力變壓器故障

1.1 電力變壓器回路故障

回路故障是電力變壓器常見的故障，主要是由于電力變壓器運營時間較長時出現(xiàn)熱故障或點故障，導致出現(xiàn)油路、磁路與電路故障。不僅影響電力變壓器的正常運行，還增加了電力系統(tǒng)運行的風險[1]。

1.2 電力變壓器部位故障

電力變壓器的部位故障主要可以分為以下4個方面。一是絕緣故障，產(chǎn)生原因是變壓器引線主絕緣受潮而發(fā)生擊穿，或變壓器缺油運作時油箱內(nèi)的引線暴露在空中造成變壓器內(nèi)部閃絡引發(fā)絕緣故障。二是繞組故障，出現(xiàn)原因是電力變壓器在長期負荷運行狀態(tài)下，其繞組絕緣出現(xiàn)老化或脆裂問題，降低了變壓器的抗電強度。當電力變壓器多次受到短路沖擊時，會導致繞組受力變形，此時一旦遭遇電壓波動，就可能導致繞組絕緣擊穿，導致電力變壓器出現(xiàn)故障。三是套管故障，指電力變壓器內(nèi)部絕緣套管出現(xiàn)破損問題時，電流的波動導致變壓器內(nèi)部出現(xiàn)短路，進而引發(fā)電力變壓器故障的現(xiàn)象。四是分接開關故障，指電力變壓器分接開關由于長時間的壓力接觸導致彈簧出現(xiàn)壓力不足的現(xiàn)象，從而使開關連接部分的接觸面積逐漸減小，分接開關接觸不良而引發(fā)短路故障，造成電力變壓器故障。

1.3 電力變壓器過熱故障

過熱故障是電力變壓器另一種常見的故障，主要是指電力變壓器在運行過程中會產(chǎn)生大量的氣體，這些氣體在與電力變壓器內(nèi)部絕緣部件接觸的過程中會加速絕緣部件的老化，從而增加了電力變壓器故障發(fā)生的概率。

2 電力變壓器故障診斷技術改進建議

電力變壓器故障診斷技術的改進，可以準確判斷變壓器出現(xiàn)的故障類型，并在正確判斷的基礎上提出相應的故障解決方案。這樣不僅可以做到故障的快速修理，還可以降低電力變壓器故障所帶來的損失，有助于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行[2]。

2.1 絕緣監(jiān)測及絕緣故障定位系統(tǒng)

絕緣監(jiān)測與故障定位系統(tǒng)是通過向電網(wǎng)系統(tǒng)與電力變壓器之間注入50 Hz的交流信號，監(jiān)測供電系統(tǒng)對電力變壓器的絕緣狀況。當被監(jiān)測到的絕緣電阻阻值低于預先設定值（一般為50 kΩ）時，監(jiān)測儀發(fā)出警報信號，通知有關人員及時排查。為確保系統(tǒng)運行的可靠穩(wěn)定，絕緣監(jiān)測儀設有預警報與警報，預警報為警報閥值的2倍。所以，工作人員首先會接到預警報信號。如果故障未解除，當絕緣電阻值低于警報響應值時，聲光警報同時啟動。通過絕緣故障定位儀，迅速判斷對應故障回路，節(jié)省了搶修時間，提高了工作效率，為系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了可靠保障。電網(wǎng)系統(tǒng)與交流信號之間的關系，如表1所示。

表1 電網(wǎng)系統(tǒng)與交流信號之間的關系

2.2 紅外檢測與診斷技術

紅外檢測與診斷技術是對電力變壓器進行運行狀態(tài)檢測與故障診斷的重要技術，可以根據(jù)溫度的異常檢測判斷電力變壓器出現(xiàn)的故障，為相關工作人員處理故障提供精確的數(shù)據(jù)支持。因此，我國各大電廠及相關部門可以根據(jù)紅外檢測與診斷技術，完善電力變壓器故障診斷技術，提高故障診斷的精確性與時效性，降低電力變壓器故障帶來的損失[3]。

各大電廠及相關部門可以借助紅外測溫儀、紅外熱像儀和紅外熱電視，開展電力變壓器運行與故障檢測工作。紅外測溫儀是利用光學原理檢測電力變壓器溫度的儀器，可以在700 ℃范圍內(nèi)檢測電力變壓器的高、中、低3個溫度，并通過若干個瞄準點的方式分析設備的表面溫度，幫助相關工作人員及時發(fā)現(xiàn)電力變壓器中存在的故障問題，為相關工作人員解決電力變壓器故障問題提供了重要的參照數(shù)據(jù)。它的檢測原理如圖1所示。紅外熱像儀是一個通過紅外線傳感器接收、放大和處理電力變壓器紅外線信號，可把圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢妶D像的測量儀器。在檢測電力變壓器故障時，可以通過監(jiān)視器以不同的顏色表示電力變壓器的不同溫度，從而幫助相關工作人員了解電力變壓器內(nèi)部各組件的運行情況，使相關工作人員正確掌握電力變壓器故障的成因，并根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運營需求及時解決故障，保證電力變壓器運行的穩(wěn)定性。紅外熱電視是通過攝像機、電源和監(jiān)視器3部分監(jiān)測電力變壓器溫度的紅外測量儀器，可以掃射電力變壓器設備內(nèi)部的各組件并生成清晰的圖像。相關工作人員可以根據(jù)監(jiān)視器呈現(xiàn)的熱圖像，分析電力變壓器出現(xiàn)故障的原因，為電力變壓器故障監(jiān)測提供安全、可靠的溫度監(jiān)測手段。

圖1 紅外檢測儀基本原理

2.3 高壓測試技術

高壓測試技術是一門針對電流和電壓進行測量實驗的應用性工程技術。在電力變壓器故障診斷中應用，可以通過電力變壓器電壓和電流的運行狀態(tài)，借助相關儀器，診斷電力變壓器的故障，提高電力變壓器故障診斷的精度和速度，有助于開展電力變壓器故障解決工作。例如，可以借助泄露測試儀測試電力變壓器的電流及泄露。它的屏幕界面具有彩色顯示和實時查看測試功能，可以快速分析電力變壓器的故障，一旦發(fā)現(xiàn)由于引線泄露導致的電力變壓器故障，可以快速開展引線絕緣保護工作，保證了故障診斷的正確性，提高了故障維修的效率，保證了電力變壓器的平穩(wěn)運行[4]。

2.4 溶解氣體分析技術

運行過程中，變壓器油中溶解的氣體釋放，當釋放量超過標準時就會出現(xiàn)故障。相關工作人員可以通過分析溶解氣體判斷電力變壓器出現(xiàn)的故障，從而制定科學的故障解決措施，提高變壓器故障的解決效率。首先，相關工作人員應當根據(jù)變壓器故障類型，詳細了解油中溶解氣體的標準及種類。在檢查電力變壓器故障時，可以快速判斷釋放的氣體，以便保證故障診斷的精確性。其次，相關工作人員應當根據(jù)油中溶解氣體分析要求，詳細了解不同氣體之間的關系，通過應用三比值法，準確判斷氣體故障，快速找到電力變壓器出現(xiàn)故障的原因，并制定科學的解決方案，保證電力變壓器穩(wěn)定運行。最后，相關工作人員在判斷電力變壓器故障的過程中，應當做好油中溶解氣體分析的詳細記錄工作，記錄每次電力變壓器故障出現(xiàn)的現(xiàn)象、診斷方式與維修方式，為電力變壓器故障診斷提供詳細的數(shù)據(jù)支持[5]。

3 結語

電力變壓器出現(xiàn)故障的原因多種多樣，提升電力變壓器故障診斷技術，可以快速找出電力變壓器存在的故障問題，并制定科學的故障解決措施，保證電力變壓器故障檢修的效率。