電氣試驗在變壓器故障中的應用

晉控電力山西工程有限公司 孫 瑞

變壓器在電力系統中有著調節控制的作用，在傳輸電能的過程中，其主要負責中轉電力資源，能夠轉換原點能的高低壓。并且在運行時會受到各種因素的影響，非常容易發生故障，進而對電力系統的運行造成影響。在發生故障后，相關人員可借助電氣試驗分析其中的原因，以此充分保障變壓器運行的穩定性。

1 變壓器發生故障的原因

環境因素。變壓器所處的環境大相徑庭，然而相同的地方經常會受到大風，或者雷雨等氣候的影響。若是環境較惡劣、致使空氣環境復雜，空氣中的成分和變壓器表面發生化學反應，從而使變壓器非常容易被腐蝕，出現故障；變壓器過載。一些電壓器長時間的處于超負荷運行狀態，在運行的整個過程中，過高的溫度會使絕緣彈性降低、尤為脆弱，使得絕緣提前就發生老化。若是由于外部因素導致絕緣損壞，變壓器也會間接的發生故障。

使用時間過長。變壓器若是沒有定時檢修，在經過長時間的運行后就會出現絕緣老化的情況，其絕緣性能也會不斷降低，進而使變壓器出現嚴重的問題；變壓器內零件損壞。變壓器內部的所有零件都是非常重要的存在。不管是哪一件發生損壞，都會使變壓器接觸不良，甚至還會停止工作。

上述原因會為變壓器運行埋下隱患，相關人員應強化自身的維修意識，注重變壓器的維護工作[1]。

2 常見的電氣試驗

2.1 變壓器故障分析中電氣試驗的條件

為有效避免電力設備發生故障對電力系統造成影響，就需借助電氣試驗檢測相關電力設備的性能。其試驗環境也是至關重要的，應結合具體的測試要求來控制測試現場的溫度、濕度等諸多條件。在開始試驗前的一段時間就要做好此項準備工作。從正常情況來看，試驗進行的溫度不能在炎熱或寒冷的環境中進行，溫度需要在20～40℃，這樣就能充分保障試驗數據的真實性。此外，在條件允許的情況下可進行多次的試驗，進而確保數據的精準。試驗環境的干燥也是需要保持的，過于潮濕的環境會讓設備生銹，嚴重的還會使內部零件受潮，對設備造成損壞。試驗結果需不受外界環境的影響，若是在室外進行的話、應挑選在春秋季節。

2.2 變壓器電阻直流試驗

變壓器電阻作為變壓器的主要設備，可以交接變壓器的兩個部分，進而使其可正常運行。然而變壓器的電阻是直流電阻，所以在改善回路開關時非常容易出現故障，致使變壓器難以正常運行。所以變壓器電阻直流試驗就是通過對變壓器的直流進行測試，以此按照測試數據來判斷出有無問題，此試驗通常可應用直流電橋法來測得直流電阻的阻值，再結合直流電阻的標準值進行對比。變壓器電阻的直流試驗操作簡單方便，還非常容易解決變壓器的直流電阻故障[2]。

2.3 變壓器介質漏電試驗

介質是傳遞電流的核心媒介，所以變壓器中的介質是極其重要的。若是介質出現問題就會對變壓器的運行造成影響。通過介質傳遞的電流并不是之前意義上的電流，正常分為以下部分：幾何電流。是一種很短暫的電流，主要特征就是在慢慢提高電壓時會有一個瞬間的變化，并在電流穩定后會不斷減小，一直到零；傳導電流。其可說是線路上傳播的電流，主要特征是電流值基本上穩定的，正常不會受到電壓的影響，若是傳導電流數值發生變化，就證明變壓器內部存在故障；吸收電流。屬于一種試探性的電流，其可結合電流的吸收比，展開測定，若是變壓器出現故障、吸收電流的吸收比就會有非常大的變化，所以它能有效找到變壓器內部出現故障的位置，進而提出針對性的解決方式。

這一項試驗就是通過上述幾種電流的特性來展開分析，這樣就能更好的找到變壓器的故障，得到合理有效的處理。

2.4 電氣試驗的注意事項

做好前期的準備工作。在應用電氣試驗之前需先保障試驗的安全性，由于變壓器本身就有著非常高的電壓和電流的存在，非常容易造成觸電傷害。因此在開展電氣試驗對變壓器的故障進行檢測時，人員需應用多元的安全方法進行保護。正常情況下，都需對故障變壓器前的相關數據進行分析，尤其是在展開電氣試驗時需詳細記錄變壓器的試驗數據。最后通過人員對容易存在的隱患，一起交流得到解決方式，進而保障正式開始電氣試驗的安全性。如若沒有及時發現隱患，就非常有可能造成一些傷亡，所以一定要加以重視前期的準備工作。

試驗中要對實際操作進行嚴格的管理。在進行電氣試驗的過程中，務必要保障方式適宜相關標準，尤其是接線的處理及部分重要的控制措施。在開展試驗時，需結合以往設計的試驗規劃進行嚴格的試驗工作，并還要保障試驗時一些詳細數據和試驗設計的一致，若是一些重要數據或操作出現錯誤，輕則會使試驗失敗，重則會致使變壓器損壞、造成人員的傷亡。所以在進行試驗的過程中，一定要對具體操作進行嚴格的管理[3]。

根據技術操作對試驗數據展開充分的分析。因為我國家近年的變壓器發生巨大變化，所以當前已有多種類型的變壓器。正常來說不同類型的變壓器需靈活應用試驗方式以及相關技術操作，才可以更好的檢測出變壓器故障，且不同類型的試驗所得到的數據也大相徑庭，所以要對這些不同的數據展開綜合分析，進而找到數據類型和變壓器型號的對應關系。同時在進行試驗的過程中還要時刻關注設備的變化，然而總是會有部分重要的細節變化，無法通過儀器捕捉，這就需要相關人員借助相關操作加以分析，所以只有結合技術操作對數據進行深入分析，才可促使電氣試驗的后續工作順利施行。

2.5 電氣試驗的具體應用

測量關鍵數據以及分析。因為變壓器的內部結構較為復雜，因此即使是了解變壓器存在的故障，也無法在快速的時間內進行處理，尤其是一些關鍵的數據，難以通過人員測定出來，且這些數據通過人為測定也非常容易出現誤差，若是沒有得到這些關鍵數據或存在較大誤差時，都會對變壓器的故障分析造成嚴重的影響。但通過電氣試驗就能有效的進行測量，進而得到可靠的數據，并還可通過此方法對這些數據進行深入的分析，進而避免出現不必要的錯誤。因此測量關鍵數據和分析是電氣試驗分析故障中最為主要的核心策略。

進行故障原因分析。由于變壓器內部有很多的設備且都很容易出現故障，所以在進行檢測的故障的因素時，常難以判斷出是哪個設備出現的問題。但電氣試驗可結合試驗數據，以及具體的試驗結果等進行深入分析，再通過和標準試驗判斷出數據進行對比，進而得到前后相差過大的數據。如此就可按照設備的相關數據迅速找到出現問題的設備。因此，電氣試驗可對變壓器的故障原因，進行分析并提出解決的策略。

故障處理后的數據測量。正常來說在變壓器故障處理完成后人員并不能得到精準的數據，所以他們并不能確定出這些故障是否得到解決。若是想判斷變壓器的故障是否得到有效的解決，就一定要測得一些關鍵和標準數據進行對比。但是電氣試驗不但可以在檢測設備故障時測量數據，還能在故障處理之后通過相關方式，得到關鍵數據進行處理，如此一來，就可把測得和標準數據進行對比分析，進而判斷出變壓器故障是否得到有效解決。所以在故障處理后的數據也要充分運用電氣試驗，只有通過相關的電氣試驗，才可以對故障處理后的數據展開準確的測量，并且也能充分保障變壓器的故障得到合理有效的解決。

3 電氣試驗在變壓器故障檢測中的應用

3.1 短路試驗

在進行短路試驗的時候，主要是對額定電流條件下變壓器短路的損耗，以及抗阻電壓展開科學的測量。借助這一工作，能夠及時發現在運行中的問題，而且還要明確，短路的發生概率很大。若是油箱電阻比較大的話，那么就會使電路熱量變高，致使出現短路。在進行此試驗的過程中，可以對引起短路的因素展開精準的檢測，進而為維護等工作提供強大的支撐。

3.2 直流電阻試驗

在進行這一試驗的時候，需對繞組接頭的焊接質量繞組是否存在短路問題等展開全面的檢測。此外，還要詳細檢查電壓分接開關的功能區域有無接觸不良：應對開關和設計區域進行深層次的分析；還要對引出線的撕裂情況加以檢測，并且還要完成多根導線繞組撕裂情況的檢測工作。在此試驗過程中，若是對中小型的變壓器設備進行故障檢測，可采取直流電橋法。如若被試線圈電阻大于1Ω，可通過單臂電橋測量法。結合它的相關要求，在630kVA以上的變壓器故障進行檢測的時候，對同一分接位置的繞組直流電阻展開檢測，需保障最大差值在三相平均值2%以內[4]。

3.3 絕緣電阻試驗

其主要是在絕緣線變壓器的調試范圍內進行的檢測。若是直流電壓增加，可借助歐姆定律對離子在電場方向運動的電流展開測試，獲取相對應的數值。此外，還可測量絕緣電阻，吸收比使用短接繞組引線進行逐一檢測過程，可充分掌握變壓器的絕緣能力。進而對變壓器是否受到影響、絕緣性能下降進行精準的判斷。在借助絕緣電阻試驗方法進行檢測的時候，可對變壓器的絕緣層是否存在破損等情況進行詳細的檢查，并能檢測出絕緣由的質量。由于在試驗過程中的一些設備存在區別，即使在同一條件下隨著運行時間不斷延長，總電量也會出現一些變化。在使用相同設備的時候，絕緣能力若是出現問題，就可能會發生異常電流曲線，從而影響到電流的吸收效果，同時總電流會隨著運行時間的延長而下降。

基于這一情況，需仔細觀察數值的變化狀況，并對絕緣性能進行科學合理的判斷，可通過絕緣電阻比值表示出具體的絕緣性能。正常情況下，電流吸收比指的是60s、15s變壓器絕緣電阻比值[5]。要結合實際狀況展開對比分析，在變壓器中絕緣能力要大于1.3。若是供電設備吸收比較緩慢的話，借助吸收比不能顯示絕緣介質對電流的吸收能力。人員需對變壓器絕緣材料進行檢查，判斷是否存在受潮情況，需適當的延長檢測時間，同時對絕緣電阻比例展開分析，通常絕緣能力較好的時候，檢測數值為4左右。

表1 絕緣電阻試驗參考數據

3.4 介質損失角正切tanδ試驗

在判斷絕緣性能的時候，此方式得到了非常廣泛的應用，正常需要在電路中提高交流電壓，并對絕緣有功電流分量，以及無功分量的比例進行計算。這樣一來，才可以有效的對絕緣功率損耗進行詳細的分析。此方法正常是對變壓器的受潮情況、絕緣老化等諸多問題進行檢測，可查找之所以造成故障的原因。在具體試驗中要借助介質損失角測試儀等、結合電力設備的實際運行狀況和相應的技術要求試驗獲取測量數值，需保障所獲取的數值在出廠試驗數值的1.3倍內。此外，借助對tanδ和外部施加電壓，對曲線關系進行觀察，可了解到tanδ和電壓變化間的關系，進而合理的判斷出絕緣內部的裂縫缺陷。在對介質損失角正切tanδ展開試驗測量的時候，正常情況下會應用正、反接線等措施。

4 結語

總的來說，在電力系統當中變壓器是非常重要的組成，它在長時間的工作中會受到多種因素而發生故障，進而對運行的穩定性造成影響，甚至還會有經濟上的損失。對此相關人員一定要提高重視，合理應用電子試驗方案，這樣一來不但可以及時有效的解決變壓器故障，還能節省相應的投入，提供準確數據，并在最大程度上增強工作效率。