變壓器在線試驗與故障診斷技術(shù)分析

吳蘊春+顧杉杉

摘 要：變壓器是電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，能夠有效調(diào)節(jié)電壓、電流，使電能逐漸傳輸至電能需求區(qū)，同時也能有效調(diào)節(jié)電壓來滿足各大用電客戶的需求。變壓器作為重要的電氣設(shè)備，實際應(yīng)用中需要高度的安全、穩(wěn)定。實際實驗過程中需要掌握科學(xué)的實驗標(biāo)準(zhǔn)，提高試驗要求。由于現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，多種現(xiàn)代智能技術(shù)、自動化技術(shù)逐漸被應(yīng)用于變壓器實驗中，提高了實驗水平，也達(dá)到了預(yù)期的故障診斷分析效果。

關(guān)鍵詞：變壓器；在線試驗；故障診斷

1常見的故障及其診斷措施

1.1變壓器滲油

1.1.1油箱焊縫滲油。常見的變壓器發(fā)生滲油現(xiàn)象，主要在于變壓器內(nèi)部油箱。而且對這種情況下進(jìn)行解決處理還存在一些問題，主要表現(xiàn)在油箱接縫和滲漏點尋找較為困難，因此在發(fā)生變壓器油箱滲油的時候需要采取焊接板的方式進(jìn)行焊縫處理，解決變壓器油箱滲油的現(xiàn)象。

1.1.2低壓側(cè)套管滲漏。在發(fā)生這種情況的時候在很大程度上是因為整個變壓器套管內(nèi)部的低壓側(cè)引線引出距離還比較短，使得套管自身隱秘性沒有達(dá)到相應(yīng)要求，在發(fā)生這種情況的時候就會導(dǎo)致整個低壓側(cè)套管發(fā)生滲漏的現(xiàn)象。在發(fā)生這種現(xiàn)象的時候可以通過密封面加密的方法處理，減少側(cè)套管發(fā)生滲油的現(xiàn)象。

1.1.3防爆管滲油。在實踐研究中發(fā)現(xiàn)，防爆管在整個變壓器中有很重要的作用，主要作用表現(xiàn)在控制變壓器內(nèi)部電壓運轉(zhuǎn)和傳遞，防止在變壓器使用的過程中發(fā)生爆裂的現(xiàn)象。在變壓器中防爆管發(fā)生滲油的主要原因表現(xiàn)在變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，這種故障會導(dǎo)致整個變壓器自身壓力過大。在發(fā)生這種情況的時候可以將整個變壓器中的防爆管進(jìn)行拆除，在拆除之后可以使用壓力釋放閥替代防爆管。

1.1.4密封膠墊老化龜裂。密封膠墊，在變壓器滲漏油事故中發(fā)生多，主要原因是密封墊老化龜裂引起的。密封膠墊質(zhì)量的好與壞主要取決它的耐油性能，耐油性能較差的，老化速度就較快，特別是高溫下，其老化速度就更快，極易引起密封墊老化龜裂，造成變壓器滲漏油。

1.1.5蝶閥質(zhì)量欠佳。另外一個經(jīng)常發(fā)生滲漏的部位在蝶閥處，由于生產(chǎn)廠家減少成本輸出，達(dá)到利潤最大化。蝶閥閥體用料不足、加工工藝比較粗糙、閥桿加工精度不符合要求、部件裝配不良極易引起變壓器滲漏油。

1.2鐵心多點接地

在對整個變壓器結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究中，發(fā)現(xiàn)要想保證其自身在運行的過程中不會出現(xiàn)相應(yīng)故障，就需要對變壓器進(jìn)行鐵心接地處理。但是在進(jìn)行鐵心接地處理的時候，只能有一個鐵心進(jìn)行接地，這樣才能保證變壓器整體的安全性。但是在實際變壓器組裝過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)鐵心多點接地的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會導(dǎo)致整個變壓器發(fā)生故障，針對于這種故障就需要采取有效的方法對其進(jìn)行解決。

1.2.1直流電流沖擊法。拆除變壓器鐵心接地線，在變壓器鐵心與油箱之間加直流電壓進(jìn)行短時大電流沖擊，沖擊3-5次，常能燒掉鐵心的多余接地點，起到很好的消除鐵心多點接地的效果。

1.2.2開箱檢查。對安裝后未將箱蓋上定位銷翻轉(zhuǎn)或除去造成多點接地的，應(yīng)將定位銷翻轉(zhuǎn)過來或除掉。夾件墊腳與鐵軛間的絕緣紙板脫落或破損者，應(yīng)按絕緣規(guī)范要求，更換一定厚度的新紙板。因夾件肢板距鐵心太近，使翹起的疊片與其相碰，則應(yīng)調(diào)整夾件肢板和扳直翹起的疊片，使兩者間距離符合絕緣間隙標(biāo)準(zhǔn)。清除油中的金屬異物、金屬顆粒及雜質(zhì)，清除油箱各部的油泥，有條件則對變壓器油進(jìn)行真空干燥處理，清除水分。

2變壓器在線試驗測試

變壓器一般有升壓、降壓兩大功能，實際的在線監(jiān)測中需要特別關(guān)注升壓，因為它關(guān)系到人身安全，實際的變壓器在線測試過程中，必須做好升壓防范工作，遇到超高電壓，要采取措施來保護自身安全，具體的檢測系統(tǒng)相對完善。實際的在線試驗測試包括以下方面：

2.1 油內(nèi)溶解性氣體的監(jiān)測試驗

變壓器運行中會有各類氣體相繼產(chǎn)生，當(dāng)變壓器運行發(fā)生了不正常現(xiàn)象，其中的氣體則可能出現(xiàn)變化，通過分析氣體內(nèi)部質(zhì)地、成分以及不同氣體的相對比、產(chǎn)氣率等，從而判斷出變壓器故障類型。其中氫氣、一氧化碳、甲烷等是最為常見的溶解氣體，它們能夠用來輔助判斷變壓器的多種狀態(tài)、問題。

2.2振動分析法

變壓器發(fā)生振動多是由于鐵芯與繞組所導(dǎo)致，鐵芯通常由層層分布的鋼片構(gòu)建而成，磁場影響硅鋼導(dǎo)致了鐵芯振動，一般來說磁場越強對應(yīng)的振動幅度越大，當(dāng)變壓器處于常規(guī)工作狀態(tài)下，鐵芯處于不飽和狀態(tài)，勵磁電壓平方同振動幅度之間呈正相關(guān)。繞組振動一般是來自于繞組內(nèi)部電流，電磁力與繞組平方之間呈正相關(guān)，頻率也達(dá)到100赫茲。由于繞組構(gòu)造內(nèi)部存在非線性因素，實際振動過程中就出現(xiàn)高濃度的諧波，其中繞組構(gòu)造會影響諧波分量。

2.3 局部放電監(jiān)測

變壓器作為一項重要的電氣設(shè)備，如果處于相對低劣的運行狀態(tài)下，周圍工作環(huán)境較為惡劣時，例如：局部場強較高，造成局部非正常放電，憑借剖析局部放電的動態(tài)變化趨勢、增長速度等，則能夠?qū)?yīng)初步判斷出變壓器是否內(nèi)部存在問題，同時，也能夠憑借電流脈沖、超聲波、電波等來加以監(jiān)測，從而判斷出變壓器有無局部放電現(xiàn)象。采用合適的電源設(shè)施來對不同項目加以測試，所選電源必須適合于被測試的設(shè)備，這是因為電源類型、容量以及性能等將極大地影響測試精準(zhǔn)度。這一測試系統(tǒng)中安裝了控制設(shè)備，相關(guān)操作人員按照計算機系統(tǒng)的顯示屏中提供的相關(guān)命令，按照被測試變壓器的容量、電壓等來對應(yīng)調(diào)節(jié)量程開關(guān)所處部位，在此基礎(chǔ)上來同電源連接，同時也要將所施加的電壓、電流等進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)，使其達(dá)到規(guī)定的數(shù)值。變壓器兩側(cè)加裝電源電壓，要想能夠準(zhǔn)確地測出電壓、電流與對應(yīng)功率，應(yīng)該反復(fù)調(diào)節(jié)設(shè)備，讓強電變成弱電，這樣才能確保相關(guān)信號、信息傳輸至微機接口。具體如圖1所示，以此變換要選好設(shè)備，例如：進(jìn)度較高、量程較大的電壓互感器、電流互感器，通過這種方式來拓展輸入的測量范圍，同時也能將高壓單獨隔開，確保輸出的電壓小于100V，電流小于5A。此在線試驗系統(tǒng)是以計算機為核心，來自于電力系統(tǒng)的電壓、限流等途徑多路開關(guān)逐漸傳輸至程序，經(jīng)過計算、判定，最終在屏幕上顯示出來，從而維護測試系統(tǒng)的安全運行，出現(xiàn)誤操作狀態(tài)下，也有效確保微機系統(tǒng)、互感器等的安全。同時，這一測試系統(tǒng)也設(shè)置了指針儀表測試儀，同危機測試處于同等狀態(tài)，雙方協(xié)調(diào)配合，彼此轉(zhuǎn)換性測試。

實際的變壓器故障診斷過程中，相關(guān)的信息技術(shù)正在深入應(yīng)用，例如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就得到了有效應(yīng)用，其中誤差逆?zhèn)鞑ド窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)因為有著超強的非線性映射性能，能夠調(diào)動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對輸入模式的響應(yīng)有效提升，對模塊進(jìn)行科學(xué)分類，在故障診斷中發(fā)揮著優(yōu)勢功能。

3結(jié)語

變壓器在線試驗?zāi)軌蛴行ПO(jiān)測變壓器的性能、狀態(tài)與特點，也能確保及時發(fā)現(xiàn)變壓器中存在的問題，從而更快地解決變壓器運行中存在的問題，促進(jìn)故障的及時解決，現(xiàn)實的變壓器運行過程中存在多種故障問題，要積極借助現(xiàn)代化信息技術(shù)、通訊技術(shù)等來加強故障診斷管理，提高故障診斷工作效率，減少變壓器故障問題。

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