關于變壓器故障的診斷方法研究

摘要：在生產經營活動中，變壓器數目繁多，供配電變壓器直接影響著工廠和企業的生產活動，影響著生產活動的用電質量。變壓器只有保持穩定運行的狀態方能支持各項生產經營活動順利開展。基于此，本文主要對有關變壓器故障的相關診斷方法進行分析。

關鍵詞：供電配電;變壓器;故障

一、供電變壓器故障診斷

變壓器的故障問題所帶來的損失是巨大的，當變壓器受到了持續短路沖擊，變壓器負荷過重，那么變壓器的運行狀態將變得更加惡劣，所帶來的累積效應最終將導致變壓器故障。故障的產生致使絕緣紙絕緣油破裂，產生了有害碳氫化合物，例如H2、C2H2、CH4、C2H4等。這類特殊的碳氫化物容易溶進變壓器油之中，需要工程師用有效的方法診斷并解決變壓器故障問題。首先應當做的是獲取變壓器故障信息，一旦變壓器出現了故障問題，工作人員可根據碳氫氣體參數變化情況判斷故障問題。利用MC101型氣敏元件，若是變壓器出現了甲烷、乙烷等類氣體元件，電阻將增大，電橋所輸出的電壓發生了變化，且電壓與氣體濃度之間存在著正比例關系。選用MC101型氣敏元件的主要原因是該類元件具有較快的反應速度，橋路所輸出的電壓具有較好的線性度。因此，這類元件具有強選擇性以及重復性，具備穩定可靠的工作狀態、較強的抗干擾性，使得這一氣敏元件在復雜的環境下也可快速檢測多類氣體。在選擇傳感器時，應當確保傳感器具有較強的靈敏度以及較小的功率損耗，如此以來檢測的精度當得到保證，傳感器所涉及到的線性范圍較為寬廣，要確保傳感器不受外界干擾，能夠在特殊的環境下快速檢測變壓器故障。在運用氣體檢測傳感器過程中，重點關注的是電化學敏感元件，其中氣體會產生化學反應，電流和被檢測氣體濃度存在著正比例關系，根據電流的大小便可測定確定相應的氣體濃度。

供配電變壓器所涉及到的故障類型眾多，因此在算法運用的過程中，應當利用針對性的算法來了解變壓器的故障。通常可運用特征氣體分析法以及濃度比值法，分析變壓器故障根本類型。在進行特征氣體的分析過程中，氣體之間的關系并不明顯，因此工作人員有必要依據特定的方法快速診斷變壓器的故障，識別變壓器的故障類型。其中氫氣、甲烷、乙烷等氣體具有較強的代表性，可與特征氣體濃度檢測的結果相互對照。變壓器涉及到故障以及油中所溶解的氣體在組成以及特征含量方面存在著相應的關聯，而變壓器絕緣油實際的裂解程度和溫度之間保持了緊密的聯系，隨著溫度升高，涉及到的特征氣體為 H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2，在這一過程中，局部放電會導致周圍的離子互相摩擦，碰撞過程中會產生一部分氫氣。此時便可利用算法，通過檢測系統分析出五類特征氣體相應的比值，根據比值來分析變壓器的故障類型，接著便可運用三角故障診斷這一算法計算所檢測的氣體，在運用算法的過程中可以納入閾值范圍外的數據，提升故障診斷的準確性。

二、配電變壓器故障診斷

針對配電變壓器的故障診斷，工作人員應當做到具體現象具體分析，排查出故障問題，并采取有效的應對措施。一方面可能出現的配電變壓器故障問題是聲響異常的問題，這也是配電變壓器常見的故障問題，變壓器運轉過程中發生了強度不同的聲響。若聲響較大，且不存在規律，可能原因是變壓器內部的鐵芯出現異常問題，例如變壓器鐵芯夾件或是相應的固定螺絲釘出現了松動，此時頂管儀表指針正常顯示，溫度絕緣油等未發生異常，但配電變壓器仍會存在異響。若配電變壓器在運轉過程中出現了水沸騰聲音，其可能原因是變壓器存在繞組故障。較大的熱量使得變壓器升溫，熱量氣化。當變壓器內部的連接開關出現了接觸不良的問題，其局部的零件也會保持過熱的狀態，而當變壓器繞線的匝間存在故障時，變壓器同樣會出現水沸騰的異響，需要運維人員逐一排查。溫度異常是配電變壓器可能存在的另一故障問題，長期處于較大的負荷下，變壓器散熱條件較差，而變壓器本身就保持了較高的溫度，容易出現溫度異常情況，使變壓器工作狀態受損。工作人員首先需要進行局部排查，分析變壓器層間以及股間是否存在故障問題;其次應考慮到變壓器內部的鐵芯若是出現短路也會導致溫度異常問題，而變壓器在高負荷的狀態下，也會因為疲勞運作產生較高的溫度;惡劣的環境長時期的風吹雨淋會使得變壓器散熱的功能受到損傷，此時溫度異常故障也容易出現。運維人員需要逐一排查相應的狀況，并及時維修更換。

在配電變壓器運行過程中，噴油爆炸是一類常見的故障類型，其主要原因是變壓器內部存在著高溫電弧或是短路電流，加速變壓器老化。在這個情形下，配電變壓器所蘊含的保護裝置無法發揮其原有的保護作用，盡管切斷電源也無法快速發現其內部故障。變壓器的箱體將受到較大的內部壓力，高壓狀態下致使變壓器出現噴油問題。一方面，因短路所產生的電弧，使得變壓器出現了噴油爆炸問題，其主要原因是焊接點部位保留故障繞線以及導線引線，大電流所帶來的沖擊容易使斷點和斷線之處出現高溫電弧，較高的熱量快速導致變壓器油氣化，增大了變壓器內部壓力。另一方面，當變壓器內部的絕緣部分被損壞，出現了匝間短路問題，絕緣部分將產生局部過熱現象，從而出現故障，而若是變壓器外部進水絕緣部分受潮或是受到雷擊，絕緣部件也會被損壞。另外，調壓分接開關同樣可能出現故障問題，變電器運行過程中的分接開關連接了高壓繞組調壓線段，由于調壓線段與高壓卡開關觸頭保持結構相連的關系，共同承受電流和電荷，一旦高壓開關的觸頭存在著高溫發熱或是高溫電弧問題，電流短路就會發生在調壓線段，最終導致配電變壓器的噴油故障問題。

三、總結

供電變壓器以及配電變壓器均是關鍵的電氣設備，變壓器安全性以及故障都直接影響的是整個供配電工作的安全性和可靠性，對于企業的生產經營活動至關重要，工作人員需要全面了解變壓器涉及到的各類故障類型以及相應的原理，根據科學的規章制度排查故障，并及時解決故障，為企業的生產經營活動提供安全保障。

參考文獻

[1]趙春洲，田錦繡，管智峰，付昱.李村煤礦供電變壓器故障快速診斷方法[J].機械管理開發，2021，36（06）：159-160.

作者簡介：方繼東，男，高中，電工高級技師，主要從事現場電氣設備維護工作。