油浸式變壓器的故障診斷探究

陳棟

摘要：在當前的電力系統中，油浸式的變壓器占據著較大的比例，在對電力系統運行的穩定性保證方面有著一定作用，可以維持電力供應的穩定。所以就電力企業來講，還需要加強油浸式電力變壓器的故障分析和研究，加強故障應對處理，保證整體供電質量。本文主要從作者實際工作經驗入手，分析油浸式的變壓器故障診斷方法，希望對有關從業人員帶來幫助。

關鍵詞：油浸式;電力變壓器;故障診斷

前言：

電力變壓器可以說是電力系統重要的組成部分，也是電力系統中價格高昂的設備，若是產生問題將會造成整體供電系統受到影響，對人民正常的生活生產用電有所影響。因為電力變壓器的故障檢修期需要半年以上，花費時間、資金比較多，所以我們還需嚴格落實電力變壓器檢修的工作。從當前情況進行分析，常見的電力變壓器中油浸式變壓器的故障問題出現有著嚴重影響，應做好油浸式的變壓器故障診斷，對其中的安全隱患問題及時發現，進而有效的降低供電事故出現概率，減少供電單位成本的投入，對設備整體使用壽命進行延長，保證人們正常的生活生產用電。

1 油浸式變壓器的特點分析

1.1 結構

油浸式的變壓器絕大部分都是電力變壓器，在絕緣油中浸泡著繞組和鐵芯，從而可以讓繞組和鐵芯不會出現腐蝕生銹現象。同時也可以引出繞組配備的絕緣套，還能夠成功的連接外界電路。其中繞組和鐵芯在變壓器組件中都是非常重要的，一般鐵芯都是由電工鋼片組成的，在整個設備結構中有很大的支撐作用，電壓繞組分為高、中、低三種，每種電壓的轉換也可以得到有效實現，在對絕緣物質進行合理利用，然后隔離絕緣處理繞組和鐵芯。通常油浸式變壓器比較常用礦物油，從而可以有效的絕緣保護變壓器，經過隔絕開空氣，進而避免產生老化、銹蝕的問題，有效的延長其使用壽命。

1.2 性能特點

第一，在油浸式變壓器的低壓繞組中比較適合用小容量的銅導線，而銅箔繞抽的圓筒式結構和多層圓筒式結構在中高娃的繞組中是比較常見的，不僅可以讓漏磁問題發生的幾率有所下降，而且也可以在一定程度上讓繞組的平衡性能夠增加，同時也可以在有效促使機械能力和抗短路能力有所增強，還有利于保障了油浸式變壓器的應用的安全性，進而提高了油浸式變壓器利用效率。第二，相關的鐵芯和繞組的保護工作要做好，在自動化鎖防螺母的應用中，需要緊固容器自身和低壓引線的重要部位，再對不吊心結構進行合理利用，促使運輸中帶來的損壞有所減少，進一步增強了變壓器的可靠性和穩定性。第三，對真空干燥方法進行合理利用，同時線圈和鐵芯的處理工作也要做好，當對變壓器油進行處理時主要運用了空油和注油方法，因而讓變壓器的內部壓力和潮氣有所降低，對變壓器的使用壽命有所延長。第四，對波紋片油箱進行合理的處理，然后根據實際情況對溫度的變化進行補償處理，從而對體積的影響有所降低，并且讓水分和空氣進行隔絕處理，從而有利于絕緣保護性能夠進一步加強。第五，對各種有效措施進行綜合處理，然后采取相關的措施來保護變壓器內部結構，在控制維護成本的同時促進整體使用壽命的增長。

2 油浸式變壓器故障問題的分析及其劃分

油浸式變壓器故障分為內部故障、外部的故障。內部故障通常發生在油箱內部，故障類型是油箱內部各繞組產生短路的情況和接地故障。外部的故障是變壓器油箱外部絕緣體、線路故障，絕緣套管閃絡或是斷開引起的接地短路故障、線路之間的故障，使得變壓器內部線路產生變形。變壓器內部故障有熱故障、電故障。熱故障是因為變壓器的內部局部過熱，溫度的逐漸升高，使得損壞了變壓器的內部零件，結合其溫度將其分為輕度過熱、低溫過熱、中溫過熱、高溫過熱。在出現變壓器溫度上升的時候，還需采取有關措施降溫處理，保證變壓器正常工作。電路故障是變壓器內部在高電壓、高電流情況下，對設備自身絕緣強度的降低，使得出現運行故障，電故障按照所出現的故障部位不同，有局部電故障、高能電弧的放電故障、火花放電故障。

3 油浸式變壓器的故障診斷分析

3.1 油色譜分析方法

如果說在油浸式電力變壓器中采用油色譜檢測方法做好故障的檢測，若是產生故障問題，那么還需進一步開展檢測工作，確定故障問題。檢測變壓器繞組直流電阻，檢測油浸式的變壓器在空載運行時的電流、損耗情況，做好跟蹤檢測變壓器局部放電問題，檢測變壓器附屬零件老化程度，檢測油浸式電力變壓器油中的含水量、含氣量、油介質損耗情況。

3.2 絕緣性能的檢測

油浸式的變壓器絕緣性能夠檢測出是否存在著受潮故障，經過變壓器絕緣電阻、介質損耗進行檢測，經過油浸式電力變壓器的含水量、含氣量、擊穿電壓等的檢測，判斷是否出現故障問題。

3.3 油中溶解氣體的分析方法

油中溶解氣體的分析方法還稱為是DGA方法，原理在于經過變壓器油中溶解氣體成分、濃度，將其作為依據和故障類型進行對比，判斷變壓器內部潛在故障。油中溶解氣體分析方法在我國已經由40余年的歷史，是變壓器內部故障診斷應用中最早的一種技術方法，可以對應用經驗的積累。

在變壓器運行階段，變壓器油中的溶解氣體是由氧氣、氮氣所組成的，變壓器內部絕緣材料是有機化合物，在設備不斷運行，絕緣材料的軟化粉化，在變壓器的內部出現其他烴類氣體，

使得對變壓器運行的穩定系有所影響。在變壓器的內部，絕緣系統能夠避免相間短路、接地短路等。在變壓器內部復雜的時候，氫原子和自由基快速結合在一起，出現氫氣、烴類氣體，例如：甲烷、乙炔、乙烯等，人們稱為是特殊的氣體。經過對變壓器內部所形成的氣體分析，診斷變壓器的故障，有著高效性和靈敏性的特點。結合大量數據分析得知，油中溶解氣體的分析方法可以對電力變壓器隱患故障的識別，進而處理故障隱患，避免安全事故問題的出現，進而保證變壓器的運行穩定性、安全性。

3.4 人工智能方法

在科學技術不斷發展下，人工智能技術逐漸應用在電力變壓器的故障診斷中，模糊系統、專家系統、神經網絡、智能優化算法等等，可以為人工智能技術在變壓器故障診斷階段的應用奠定基礎。在當前人們嘗試把模糊理論和人工智能技術結合在一起，提高故障檢測效率、準確率。應用模糊理論可以實現高效地處理邊界問題，神經網絡采用BP神經網絡的反向傳播算法，對變壓器油中的氣體、故障類型進行清晰的識別，專家系統有著較強的邏輯推理、符號處理的能力。在電力系統的運行階段，應用生產式規則知識庫，為電力系統變壓器故障檢測、診斷發揮出關鍵作用。

4 加強對油浸式變壓器管理工作

4.1 做好絕緣位置預防和檢查

第一，變壓器自身產生受潮的問題。在進行清空處理過程中，絕緣部件的周圍是存在著一定水分的。第二，密封不合格，使得繞組絕緣部位的受潮。第三，使用的變壓器如果說氫氣、一氧化碳含量過高，那么在進行制造時產生氣體吸附的問題。變壓器的絕緣故障問題出現是因為受潮造成的，所以我們必須做好絕緣位置的預防和檢查，在安裝階段減少暴露時間，將其處在干燥的環境，若是產生滲透的問題，還需及時應對，避免出現水汽滲透的問題。

4.2 做好日常的維護處理

對于變壓器的局部放電故障問題出現十分常見，受到電壓作用的影響，絕緣結構內部空穴連接出現在非管穿性放電。基于此，變壓器油中的空穴存在著氣體，或是變壓器油不干凈。盡管說，局部放電影響力不是很強，但是依舊存在著一些潛在危害，若是長時間不重視，那么就會造成設備損壞，因此我們必須落實好日常的維護處理，及時進行排查和處理。

結束語：

結合以上分析得知，當前科學技術的發展十分迅速，雖然說油浸式的電力變壓器故障診斷方法有離線檢測和在線檢測的方法。但是在實際應用的時候，還存在著一些問題，比如說：檢測周期比較長，難以有效的捕捉突發性的故障問題，使得油浸式的變壓器故障診斷準確率不高。在人工智能技術不斷發展下，有效的提升油浸式變壓器故障診斷的效率，降低供電事故的出現概率，所以有關單位還需要做好深入研究，盡可能促進變壓器的故障診斷工作有效進步。

參考文獻：

[1]李琰琰.油浸式電力變壓器故障診斷的研究[J].南京理工大學，2012.

[2]張利偉.油浸式電力變壓器故障診斷方法研究[J].華北電力大學，2014.

[3]鹿鳴明.油浸式變壓器故障率模型及故障診斷研究[J].浙江大學，2014.

[4]尹玉娟.基于油氣分析的油浸式變壓器時變停運模型及故障診斷研究[J].浙江大學，2012.

[5]王文昊.油浸式電力變壓器故障診斷的研究[J].通訊世界，2015（10）：121-122.

[6]李長海.基于支持向量機的油浸式電力變壓器故障診斷方法研究[J].電氣應用，2019，38（5）：67-72.

[7]蘆君藝.油浸式變壓器的故障診斷探究[J].機械管理開發，2019，34（1）：108-109.

[8]趙文彬，嚴璋;油浸電力變壓器固體絕緣老化的診斷[J];變壓器;2002年12期

[9]李韻;油浸式變壓器移動式煤油汽相干燥設備的研究[D];華北電力大學（河北）;2010年