電力變壓器的高壓試驗(yàn)及故障診斷方法與研究

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)電網(wǎng)的需求量逐漸增加，供電的穩(wěn)定性和可靠性的維持難度也在不斷增加。變壓器作為電力系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，其發(fā)生故障的話，將會(huì)影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，所以相關(guān)部門必須重視變壓器故障診斷工作。基于此，本文就對(duì)電力變壓器的高壓試驗(yàn)及故障診斷方法展開(kāi)分析。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;高壓試驗(yàn);故障診斷;方法

1變壓器故障的分類分析

1.1變壓器過(guò)熱故障

變壓器過(guò)熱會(huì)對(duì)其正常使用造成極為嚴(yán)重的影響，甚至還會(huì)嚴(yán)重縮短其使用壽命。電力變壓器之所以會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱的故障，主要就是因?yàn)樽儔浩髯陨淼奶厥庑?，因?yàn)殡娏ψ儔浩鞯淖饔镁褪菍?duì)電壓等級(jí)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，而在對(duì)電壓等級(jí)進(jìn)行升高或者降低的過(guò)程中，由于電壓器的各個(gè)組件也都有電阻，所以會(huì)產(chǎn)生損耗，而這些損耗絕大部分都是轉(zhuǎn)化為熱能，在這些損耗轉(zhuǎn)化為熱能后，就會(huì)提高電力變壓器各個(gè)組件的溫度，再加上受到其它因素的影響，就使得電力變壓器所積聚的溫度不能夠得到有效的控制，從而使得溫度不斷地升高，最終使得變壓器出現(xiàn)過(guò)熱的情況。此外，變壓器運(yùn)行方式的不當(dāng)也可能會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)過(guò)熱的故障，例如變壓器長(zhǎng)時(shí)間處在超負(fù)荷狀態(tài)，或者在檢修的過(guò)程中并沒(méi)有按照正確的工藝來(lái)進(jìn)行操作，這些都屬于運(yùn)行方式不當(dāng)，都會(huì)引起變壓器過(guò)熱的故障。另外，如果變壓器運(yùn)行的環(huán)境過(guò)于惡劣，例如長(zhǎng)期暴露在高溫環(huán)境之中，而又沒(méi)有采取有效的散熱措施，也會(huì)引起變壓器過(guò)熱故障。

1.2變壓器絕緣故障

（1）過(guò)電壓下的絕緣故障。過(guò)電壓指的是變壓器的工作電壓超過(guò)了其能承受的極限。通常，過(guò)電壓會(huì)導(dǎo)致很強(qiáng)的電場(chǎng)，而強(qiáng)電場(chǎng)就會(huì)將絕緣擊穿，進(jìn)而使得電力變壓器出現(xiàn)故障，變壓器過(guò)電壓一般包括暫時(shí)過(guò)電壓、操作過(guò)電壓、雷電過(guò)電壓和快速瞬變過(guò)電壓四類。暫時(shí)過(guò)電壓指的是變壓器的工頻電壓有所升高，之所以會(huì)出現(xiàn)工頻電壓的升高，主要是由于線路的不對(duì)稱接地或空載線路的容性故障所引起的。如果工頻過(guò)電壓升高，會(huì)使得變壓器的匝間絕緣出現(xiàn)損壞或者直接被擊穿。操作過(guò)電壓則是指的在操作人員進(jìn)行倒閘等操作的時(shí)候使得絕緣系統(tǒng)發(fā)生了震蕩，從而使得變壓器承受了震蕩過(guò)電壓，進(jìn)而造成電力變壓器的故障。而雷擊過(guò)電壓則是由雷擊所引起的，如果電力變壓器在正常運(yùn)行的過(guò)程中遭受到了雷擊，而避雷設(shè)施又不能夠完全地將雷電波泄掉，就會(huì)使得變壓器出現(xiàn)內(nèi)部放電，造成絕緣系統(tǒng)的故障。而快速瞬變過(guò)電壓一般指的是特快速暫態(tài)過(guò)電壓，之所以會(huì)出現(xiàn)這種形式的過(guò)電壓，主要是由于GIS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用所造成的，GIS設(shè)備在開(kāi)關(guān)的瞬間會(huì)出現(xiàn)該種形式的過(guò)電壓，進(jìn)而對(duì)變壓器絕緣系統(tǒng)造成傷害，使其出現(xiàn)故障。

（2）工頻電壓下的絕緣故障。工頻電壓是變壓器的正常工作電壓，所以在工頻電壓下出現(xiàn)絕緣故障，絕大多數(shù)時(shí)候都是由于水分、雜質(zhì)等因素的影響，如果變壓器在正常工作時(shí)，絕緣系統(tǒng)中混入了水分或者雜質(zhì)，就會(huì)使得絕緣系統(tǒng)局部場(chǎng)強(qiáng)發(fā)生變化，進(jìn)而使得絕緣環(huán)境發(fā)生改變，絕緣環(huán)境的改變可能使得絕緣系統(tǒng)遭到破壞，從而使得變壓器出現(xiàn)故障。

2變壓器故障診斷方法分析

2.1測(cè)量繞組的直流電阻

通過(guò)測(cè)量變壓器繞組直流電阻，可以檢查變壓器一些最為基本的故障。例如，可以檢查繞組的焊接質(zhì)量，確認(rèn)繞組的焊接質(zhì)量是否良好，還可以檢查各個(gè)分接開(kāi)關(guān)的接觸是否良好，以排除因開(kāi)關(guān)接觸不良而引發(fā)的故障。此外，還可以檢查繞組及引出線是否存在有斷線的情況，避免因斷線而導(dǎo)致的變壓器故障。最后，還可以檢查層、匝間是否有短路的情況。

2.2測(cè)量絕緣電阻

對(duì)于繞組連同套管的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量，可以檢查變壓器整體的絕緣情況，通過(guò)這種檢測(cè)方法可以檢查出在變壓器中是否存在有絕緣受潮或者不見(jiàn)表面受潮等缺陷，同時(shí)要對(duì)絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量，除了采取直接測(cè)量繞組和套管電阻的方式之外，還可以通過(guò)對(duì)泄露電流的測(cè)量，而且測(cè)量泄漏電流還有著更高的靈敏度，能有效檢測(cè)一些局部的缺陷。

2.3測(cè)量介質(zhì)損耗因素

對(duì)介質(zhì)損耗因素進(jìn)行測(cè)量，也可以檢測(cè)出變壓器是否存在有整體受潮的情況，還可以檢測(cè)出油劣化情況和繞組上是否附著有油污，通過(guò)對(duì)介質(zhì)損耗因素的測(cè)量可以確定絕緣系統(tǒng)的性能，但介質(zhì)損耗因素的測(cè)量往往是受到外部環(huán)境的影響的，所以在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，務(wù)必要注意到對(duì)外部環(huán)境的控制，例如要盡可能在干燥晴朗的天氣進(jìn)行測(cè)量，這樣才能保證所測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.4測(cè)量局部放電

局部放電指的是一些電氣設(shè)備在電壓的作用下，其內(nèi)部的氣體間隙或者油膜發(fā)生的非貫穿性的放電線性，之所以要對(duì)變壓器進(jìn)行局部放電的測(cè)量，主要是因?yàn)樽儔浩鞯慕Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此，在其內(nèi)部發(fā)生局部放電的可能性也較大，而一旦變壓器內(nèi)部出現(xiàn)局部放電的情況，就有可能對(duì)變壓器內(nèi)部的其它組件造成損壞，或者是對(duì)絕緣系統(tǒng)造成影響，進(jìn)而使得變壓器出現(xiàn)故障。因此局部放電測(cè)量對(duì)于變壓器故障診斷也有著非常重要的意義，一般對(duì)于新安裝的變壓器，必須要進(jìn)行局部放電試驗(yàn)。

3保證高壓試驗(yàn)安全進(jìn)行的措施

高壓試驗(yàn)?zāi)軌蛘＿\(yùn)行的同時(shí)也要保證高壓試驗(yàn)安全進(jìn)行，還需要注意以下幾點(diǎn)：第一，加強(qiáng)試驗(yàn)人員的安全意識(shí)。試驗(yàn)人員提高自身的安全意識(shí)也是試驗(yàn)工作能夠安全、順利進(jìn)行的重要因素之一。進(jìn)行高壓試驗(yàn)需要試驗(yàn)人員細(xì)心、有耐心、精神力高度集中。在試驗(yàn)工作開(kāi)始前做好相關(guān)的輔助工作是十分重要且必要的，如果不重視這些輔助性的工作?？赡軙?huì)使試驗(yàn)工作充滿安全隱患。加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)人員的自我安全意識(shí)，使員工能在思想上對(duì)試驗(yàn)工作引起重視，并使這種自我安全意識(shí)貫穿整個(gè)試驗(yàn)工作，也能夠在一定程度上避免安全事故的發(fā)生。第二，高壓試驗(yàn)前必須做好準(zhǔn)備工作。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)好的試驗(yàn)方案執(zhí)行，同時(shí)在試驗(yàn)周圍明顯位置設(shè)好警示標(biāo)志，派專人看管，避免外人入內(nèi)。第三，試驗(yàn)過(guò)程中不可單獨(dú)試驗(yàn)，試驗(yàn)人數(shù)必須在兩人以上，而且至少有一人為有經(jīng)驗(yàn)的工作人員，以確保試驗(yàn)過(guò)程中的安全問(wèn)題。第四，試驗(yàn)前每位工作人員的工作必須提前分配好，然后每位工作人員要牢記自己負(fù)責(zé)部分的注意事項(xiàng)，嚴(yán)格按照規(guī)定規(guī)范進(jìn)行。第五，試驗(yàn)前各儀器必須調(diào)試良好，實(shí)際操作過(guò)程中要嚴(yán)格按照標(biāo)識(shí)指示操作。第六，試驗(yàn)在拆裝過(guò)程中一定要對(duì)各個(gè)線進(jìn)行標(biāo)記，免得出現(xiàn)接線錯(cuò)誤導(dǎo)致事故的發(fā)生。第七，試驗(yàn)接線工作必須要有專人負(fù)責(zé)檢查，接線完成后，必須要有負(fù)責(zé)人檢查確認(rèn)無(wú)誤后才能認(rèn)為試驗(yàn)準(zhǔn)備工作完成。

4結(jié)語(yǔ)

總之，保證電力變壓器正常、安全運(yùn)行，高壓試驗(yàn)是必不可少的一項(xiàng)工作。電力變壓器在高壓試驗(yàn)的過(guò)程中會(huì)受到很多因素的影響，如環(huán)境、溫度、濕度、人為因素等，因此，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要。

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作者簡(jiǎn)介：張新強(qiáng)（1990.8-），男，寧夏吳忠人，重慶大學(xué)城市科技學(xué)院，單位：寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司。