電力變壓器故障分析與技術(shù)改進(jìn)思考

唐飄逸 王秀敏

（廣州華立科技職業(yè)學(xué)院，廣州 511325）

電力變壓器是一種調(diào)整電壓頻率的靜止電氣設(shè)備，與其他設(shè)備共同組成了電力網(wǎng)絡(luò)，滿足了人們對電能的需求。電力變壓器在長期使用過程中由于零部件損壞、外界因素以及老化等問題會出現(xiàn)故障，不僅影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也增加了電力系統(tǒng)的安全隱患。因此，做好電力變壓器的故障診斷技術(shù)改進(jìn)十分重要。

1 常見的電力變壓器故障

1.1 電力變壓器回路故障

回路故障是電力變壓器常見的故障，主要是由于電力變壓器運(yùn)營時(shí)間較長時(shí)出現(xiàn)熱故障或點(diǎn)故障，導(dǎo)致出現(xiàn)油路、磁路與電路故障。不僅影響電力變壓器的正常運(yùn)行，還增加了電力系統(tǒng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)[1]。

1.2 電力變壓器部位故障

電力變壓器的部位故障主要可以分為以下4個方面。一是絕緣故障，產(chǎn)生原因是變壓器引線主絕緣受潮而發(fā)生擊穿，或變壓器缺油運(yùn)作時(shí)油箱內(nèi)的引線暴露在空中造成變壓器內(nèi)部閃絡(luò)引發(fā)絕緣故障。二是繞組故障，出現(xiàn)原因是電力變壓器在長期負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，其繞組絕緣出現(xiàn)老化或脆裂問題，降低了變壓器的抗電強(qiáng)度。當(dāng)電力變壓器多次受到短路沖擊時(shí)，會導(dǎo)致繞組受力變形，此時(shí)一旦遭遇電壓波動，就可能導(dǎo)致繞組絕緣擊穿，導(dǎo)致電力變壓器出現(xiàn)故障。三是套管故障，指電力變壓器內(nèi)部絕緣套管出現(xiàn)破損問題時(shí)，電流的波動導(dǎo)致變壓器內(nèi)部出現(xiàn)短路，進(jìn)而引發(fā)電力變壓器故障的現(xiàn)象。四是分接開關(guān)故障，指電力變壓器分接開關(guān)由于長時(shí)間的壓力接觸導(dǎo)致彈簧出現(xiàn)壓力不足的現(xiàn)象，從而使開關(guān)連接部分的接觸面積逐漸減小，分接開關(guān)接觸不良而引發(fā)短路故障，造成電力變壓器故障。

1.3 電力變壓器過熱故障

過熱故障是電力變壓器另一種常見的故障，主要是指電力變壓器在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的氣體，這些氣體在與電力變壓器內(nèi)部絕緣部件接觸的過程中會加速絕緣部件的老化，從而增加了電力變壓器故障發(fā)生的概率。

2 電力變壓器故障診斷技術(shù)改進(jìn)建議

電力變壓器故障診斷技術(shù)的改進(jìn)，可以準(zhǔn)確判斷變壓器出現(xiàn)的故障類型，并在正確判斷的基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的故障解決方案。這樣不僅可以做到故障的快速修理，還可以降低電力變壓器故障所帶來的損失，有助于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行[2]。

2.1 絕緣監(jiān)測及絕緣故障定位系統(tǒng)

絕緣監(jiān)測與故障定位系統(tǒng)是通過向電網(wǎng)系統(tǒng)與電力變壓器之間注入50 Hz的交流信號，監(jiān)測供電系統(tǒng)對電力變壓器的絕緣狀況。當(dāng)被監(jiān)測到的絕緣電阻阻值低于預(yù)先設(shè)定值（一般為50 kΩ）時(shí)，監(jiān)測儀發(fā)出警報(bào)信號，通知有關(guān)人員及時(shí)排查。為確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠穩(wěn)定，絕緣監(jiān)測儀設(shè)有預(yù)警報(bào)與警報(bào)，預(yù)警報(bào)為警報(bào)閥值的2倍。所以，工作人員首先會接到預(yù)警報(bào)信號。如果故障未解除，當(dāng)絕緣電阻值低于警報(bào)響應(yīng)值時(shí)，聲光警報(bào)同時(shí)啟動。通過絕緣故障定位儀，迅速判斷對應(yīng)故障回路，節(jié)省了搶修時(shí)間，提高了工作效率，為系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障。電網(wǎng)系統(tǒng)與交流信號之間的關(guān)系，如表1所示。

表1 電網(wǎng)系統(tǒng)與交流信號之間的關(guān)系

2.2 紅外檢測與診斷技術(shù)

紅外檢測與診斷技術(shù)是對電力變壓器進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)檢測與故障診斷的重要技術(shù)，可以根據(jù)溫度的異常檢測判斷電力變壓器出現(xiàn)的故障，為相關(guān)工作人員處理故障提供精確的數(shù)據(jù)支持。因此，我國各大電廠及相關(guān)部門可以根據(jù)紅外檢測與診斷技術(shù)，完善電力變壓器故障診斷技術(shù)，提高故障診斷的精確性與時(shí)效性，降低電力變壓器故障帶來的損失[3]。

各大電廠及相關(guān)部門可以借助紅外測溫儀、紅外熱像儀和紅外熱電視，開展電力變壓器運(yùn)行與故障檢測工作。紅外測溫儀是利用光學(xué)原理檢測電力變壓器溫度的儀器，可以在700 ℃范圍內(nèi)檢測電力變壓器的高、中、低3個溫度，并通過若干個瞄準(zhǔn)點(diǎn)的方式分析設(shè)備的表面溫度，幫助相關(guān)工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力變壓器中存在的故障問題，為相關(guān)工作人員解決電力變壓器故障問題提供了重要的參照數(shù)據(jù)。它的檢測原理如圖1所示。紅外熱像儀是一個通過紅外線傳感器接收、放大和處理電力變壓器紅外線信號，可把圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢妶D像的測量儀器。在檢測電力變壓器故障時(shí)，可以通過監(jiān)視器以不同的顏色表示電力變壓器的不同溫度，從而幫助相關(guān)工作人員了解電力變壓器內(nèi)部各組件的運(yùn)行情況，使相關(guān)工作人員正確掌握電力變壓器故障的成因，并根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)營需求及時(shí)解決故障，保證電力變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性。紅外熱電視是通過攝像機(jī)、電源和監(jiān)視器3部分監(jiān)測電力變壓器溫度的紅外測量儀器，可以掃射電力變壓器設(shè)備內(nèi)部的各組件并生成清晰的圖像。相關(guān)工作人員可以根據(jù)監(jiān)視器呈現(xiàn)的熱圖像，分析電力變壓器出現(xiàn)故障的原因，為電力變壓器故障監(jiān)測提供安全、可靠的溫度監(jiān)測手段。

圖1 紅外檢測儀基本原理

2.3 高壓測試技術(shù)

高壓測試技術(shù)是一門針對電流和電壓進(jìn)行測量實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用性工程技術(shù)。在電力變壓器故障診斷中應(yīng)用，可以通過電力變壓器電壓和電流的運(yùn)行狀態(tài)，借助相關(guān)儀器，診斷電力變壓器的故障，提高電力變壓器故障診斷的精度和速度，有助于開展電力變壓器故障解決工作。例如，可以借助泄露測試儀測試電力變壓器的電流及泄露。它的屏幕界面具有彩色顯示和實(shí)時(shí)查看測試功能，可以快速分析電力變壓器的故障，一旦發(fā)現(xiàn)由于引線泄露導(dǎo)致的電力變壓器故障，可以快速開展引線絕緣保護(hù)工作，保證了故障診斷的正確性，提高了故障維修的效率，保證了電力變壓器的平穩(wěn)運(yùn)行[4]。

2.4 溶解氣體分析技術(shù)

運(yùn)行過程中，變壓器油中溶解的氣體釋放，當(dāng)釋放量超過標(biāo)準(zhǔn)時(shí)就會出現(xiàn)故障。相關(guān)工作人員可以通過分析溶解氣體判斷電力變壓器出現(xiàn)的故障，從而制定科學(xué)的故障解決措施，提高變壓器故障的解決效率。首先，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)變壓器故障類型，詳細(xì)了解油中溶解氣體的標(biāo)準(zhǔn)及種類。在檢查電力變壓器故障時(shí)，可以快速判斷釋放的氣體，以便保證故障診斷的精確性。其次，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)油中溶解氣體分析要求，詳細(xì)了解不同氣體之間的關(guān)系，通過應(yīng)用三比值法，準(zhǔn)確判斷氣體故障，快速找到電力變壓器出現(xiàn)故障的原因，并制定科學(xué)的解決方案，保證電力變壓器穩(wěn)定運(yùn)行。最后，相關(guān)工作人員在判斷電力變壓器故障的過程中，應(yīng)當(dāng)做好油中溶解氣體分析的詳細(xì)記錄工作，記錄每次電力變壓器故障出現(xiàn)的現(xiàn)象、診斷方式與維修方式，為電力變壓器故障診斷提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持[5]。

3 結(jié)語

電力變壓器出現(xiàn)故障的原因多種多樣，提升電力變壓器故障診斷技術(shù)，可以快速找出電力變壓器存在的故障問題，并制定科學(xué)的故障解決措施，保證電力變壓器故障檢修的效率。