電氣試驗在變壓器故障分析中的應(yīng)用

蔣林

摘 要：變壓器是電力系統(tǒng)中重要組成部分，是確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定安全的關(guān)鍵因素。一般情況下，變壓器發(fā)生的概率相對較小，同時出現(xiàn)故障，則會導(dǎo)致大范圍的故障問題。本文主要通過對其故障發(fā)生主要原因進(jìn)行陳述，以及對電氣試驗應(yīng)用故障分析的方法進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：電氣試驗 變壓器 故障分析

中圖分類號：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（c）-0051-02

變壓器主要是由初級、次級線圈以及磁芯等組成，是供電系統(tǒng)中的常用裝置。在進(jìn)行運(yùn)作時，主要原理為電磁感應(yīng)，從而可以為供電安全提供穩(wěn)定、隔離、電壓轉(zhuǎn)換，阻抗變換、電流交換等作用。本文主要分析常用電壓器出現(xiàn)故障的原因及運(yùn)用電氣實驗進(jìn)行故障判斷的方法。

1 原因探究

變壓器產(chǎn)生一般故障有以下幾種。

第一，繞組故障，在變壓器運(yùn)行過程中，經(jīng)常會由于短路電流沖擊電網(wǎng)，導(dǎo)致變壓器繞組部分受到較為強(qiáng)力的異常電動力，這種情況下，繞組會急劇發(fā)熱，進(jìn)一步導(dǎo)致其線圈的強(qiáng)度下降，使繞組出現(xiàn)故障。通過對近幾年相關(guān)繞組故障進(jìn)行故障原因統(tǒng)計，結(jié)果進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，有短路沖擊導(dǎo)致的繞組故障問題，已經(jīng)成為引發(fā)繞組形變的主要因素。而針對目前的電力運(yùn)行及管理系統(tǒng)，進(jìn)行檢測，只能通過離線檢查方式進(jìn)行，并且在一定程度上反映出，這種方式存在不夠靈敏，準(zhǔn)確度較低等缺陷，為進(jìn)一步處理故障，維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行帶來了一定難度。我們嘗試用頻率響應(yīng)法以及短路電抗法進(jìn)行繞組線圈的胸片檢查，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其形變范圍較小時，絕緣部分很大程度上不會遭受破壞，變壓器溶解含量分析呈現(xiàn)正常狀態(tài)，在一定概率上，對其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性無法實現(xiàn)有效保證。除此之外，離線吊芯法作為一種傳統(tǒng)故障診斷辦法，在檢查時也往往會對于變壓器本身造成損害。因此，在研究這一故障檢測方法時，必須保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確及降低變壓器的損害率。

第二，鐵芯故障，由于電磁感應(yīng)原理，在電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中，鐵芯部分會因為磁場變化導(dǎo)致的硅鋼片長度伸縮隨之而產(chǎn)生周期振動。而其伸縮率與鐵芯的形變量成正比關(guān)系，而鐵芯形變量的加大，會進(jìn)一步引起振動頻率的增加，而使之產(chǎn)生的電磁信號出現(xiàn)誤差。在正常的情況下，鐵芯振動頻率一般以100Hz為基本頻率，同時附加高頻信號，從而使之振動的信號波產(chǎn)生正弦分布，使變壓器正常工作。而變壓器正常時，鐵芯必須實現(xiàn)可靠接地，從而避免懸浮電位以及持續(xù)放電情況。當(dāng)其接地點超出兩點以上時，硅鋼片之間的電位會由于不均勻分布產(chǎn)生環(huán)流現(xiàn)象，從而使之出現(xiàn)接地發(fā)熱，變壓器的可燃?xì)怏w進(jìn)行接觸后，極有可能導(dǎo)致放電及碳化故障。綜合進(jìn)行分析，出現(xiàn)鐵芯故障，有可能的原因有4點，其絕緣層出現(xiàn)損壞及受潮。變壓器存在油污，使絕緣性能進(jìn)一步下降。箱體有零件脫落，使硅鋼片局部出現(xiàn)短路現(xiàn)象。鐵芯絕緣漆掉落等原因暴露空氣中，從而引發(fā)鐵芯故障。

2 試驗應(yīng)用

應(yīng)用電氣試驗法進(jìn)行故障分析，可以從以下幾個方面進(jìn)行展開。

第一，進(jìn)行絕緣油試驗。絕緣油主要起保護(hù)鐵芯及繞組相應(yīng)組件的作用，通過隔絕氧氣作用，實現(xiàn)絕緣、散熱、保護(hù)等功能。而由于其具有流動性，在進(jìn)行實驗時，我們需要對其外觀、pH值、閃點、體積電阻率、含氣量及含水量等進(jìn)行檢驗。而對其絕緣油的性能、強(qiáng)度等進(jìn)行確認(rèn)[1]。

第二，進(jìn)行直流電阻試驗，這主要是為了測量變壓器中繞組組件內(nèi)部的導(dǎo)線質(zhì)量，對其焊接、引線、接頭以及分接開關(guān)等位置的接觸性進(jìn)行測定，同時也能夠進(jìn)一步對其電路連接（見圖1）方式正確性、斷路、短路等現(xiàn)象進(jìn)行檢查。在實驗過程中，通過將元件接通直流電，從而測定其電阻數(shù)據(jù)。實驗結(jié)果經(jīng)過對比，在1.6MVA變壓器中，取各繞組間的平均值，與繞組的測定電阻值進(jìn)行對比，大于2%，則表示繞組存在故障。低于1.6MVA變壓器，各繞組相間的數(shù)據(jù)，大于平均值的4%，則表示繞組存在故障。

第三，絕緣及傳導(dǎo)電流的實驗，通過將直流電壓直接作用于介質(zhì)，傳導(dǎo)電流將通過介質(zhì)，其電流值，一般作為測定絕緣體內(nèi)部出現(xiàn)受潮、臟污、缺陷等問題的參考值。其一般作為恒定值，與絕緣電阻值對應(yīng)，通過確定繞組的絕緣電阻，吸收比以及傳導(dǎo)電流值，從而發(fā)現(xiàn)如，元件破裂等缺陷[2]。

第四，短路試驗，通過測量額定電流作用下的組抗壓和短路損耗，可以進(jìn)一步確定變壓器內(nèi)部構(gòu)件缺陷，油箱局部過熱，繞組短路及錯位等情況。除此之外，阻抗壓的值對于測定，短路位置以及內(nèi)部發(fā)生的元件幾何改變有較大意義。需要強(qiáng)調(diào)的是，在進(jìn)行非電源一側(cè)的繞組試驗時，需要進(jìn)行人為短路操作。

3 結(jié)語

綜上所述，運(yùn)用電氣試驗法對于變壓器故障進(jìn)行分析及明確，需要嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行規(guī)范操作，以此確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。在進(jìn)行故障查找時，首先，應(yīng)該根據(jù)變壓器的相應(yīng)數(shù)據(jù)，盡可能地排除故障；其次，根據(jù)實際試驗結(jié)果找出問題；最后，根據(jù)所掌握知識及變壓器檢驗數(shù)據(jù)，采取針對性措施。從而進(jìn)一步保證變壓器在長期的使用過程中，不僅能夠運(yùn)行穩(wěn)定，也能夠盡量避免故障發(fā)生，促進(jìn)變壓器及其系統(tǒng)運(yùn)行壽命的持續(xù)進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 顏芳.變壓器故障定位中的色譜分析結(jié)合電氣試驗法應(yīng)用[J].經(jīng)營管理者，2013（31）：396.

[2] 李樹蕾.電氣試驗在變壓器中的故障及解決對策[J].科技尚品，2017（7）：222.