電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的運(yùn)用

張劍彪

摘要：變壓器作為電力系統(tǒng)中的常用裝備，裝備內(nèi)部的初級(jí)、次初級(jí)線圈以及磁芯相互配合才能夠保證裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，變壓器長(zhǎng)時(shí)間工作出現(xiàn)故障的可能性較大，故障發(fā)生的原因是什么、故障點(diǎn)在哪兒還需通過電氣試驗(yàn)來判定。

關(guān)鍵詞：電氣試驗(yàn);變壓器故障分析;運(yùn)用

引言

在現(xiàn)代社會(huì)，電力是人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪斜仨毷褂玫闹匾Y源在中國(guó)，最常見的能源生產(chǎn)形式包括熱能、風(fēng)能、水電、核能等。在電力生產(chǎn)鏈中，它的安全關(guān)系到全國(guó)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全變壓器作為輸電過程中的重要基礎(chǔ)設(shè)備，其穩(wěn)定性在使用過程中尤為重要。及早發(fā)現(xiàn)和解決變壓器使用過程中遇到的問題已成為電力部門日常工作的主要目標(biāo)。電測(cè)已成為變壓器故障控制、電測(cè)特性研究、合理選擇故障排除實(shí)驗(yàn)類型等方面的常用技術(shù)，已成為有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)注意的問題。

1變壓器工作原理

變壓器體積非常小，其由簡(jiǎn)單的鐵芯和線圈組成。每個(gè)變壓器中線圈上有兩個(gè)或以上的繞組，繞組的存在用于交換電流電壓。變壓器工作的過程中鐵芯發(fā)揮作用，而兩個(gè)線圈間的磁耦合加強(qiáng)。兩個(gè)線圈之間完全沒有電的聯(lián)系。這兩個(gè)線圈分別接連在不同的裝置上，其中一個(gè)線圈接用電器，稱之為副線圈、也就是次級(jí)線圈，而另一個(gè)線圈則接在交流電源上，為原線圈、即初級(jí)線圈。變壓器根據(jù)電磁感應(yīng)的原理能完成電壓和電流的轉(zhuǎn)換，在實(shí)際中完全可將某一等級(jí)的交流電壓和電流轉(zhuǎn)換為另一等級(jí)的電壓和電流，并能做到同頻率。

2電氣試驗(yàn)的幾種類型簡(jiǎn)介

2.1直流電阻試驗(yàn)

變壓器移交、大規(guī)模檢修和接線開關(guān)調(diào)整后，直流試驗(yàn)是變壓器出現(xiàn)問題后應(yīng)進(jìn)行的重要內(nèi)容和檢驗(yàn)方法之一。借助直流電阻測(cè)試，可以有效地控制線圈配件焊接接頭的質(zhì)量，如果線圈中存在短路等。電壓分離開關(guān)各功能區(qū)接觸是否良好，開關(guān)區(qū)和設(shè)計(jì)區(qū)是否匹配;出口線上是否有裂縫;如果多條電線和繞組有裂紋等。日常實(shí)踐中，中小型變壓器設(shè)備的日常試驗(yàn)大多采用直流橋式方法，一臂橋式測(cè)量通常用于測(cè)試線圈電阻大于一次的情況，在沒有中性點(diǎn)輸出線的情況下變壓器大于603kVA，在同一分解位置測(cè)量的線圈直流電阻直接用于相互比較，最大差必須小于三個(gè)元件平均值的2%，并且與先前測(cè)量值相對(duì)。630kVA以下變壓器之間的數(shù)字差應(yīng)小于三個(gè)平均值的4%，線路間誤差范圍應(yīng)小于2%。

2.2絕緣電阻試驗(yàn)

為了全面了解變壓器的絕緣狀態(tài)，最常用的方法是直接測(cè)試絕緣電阻的電流吸收比。在檢測(cè)試驗(yàn)中，應(yīng)確保目標(biāo)線與引線短，而不是檢測(cè)目標(biāo)的線應(yīng)通過短路接地，盡可能控制檢測(cè)效果。由于不同的絕緣電阻具有不同的對(duì)應(yīng)電阻值，因此降低電流曲線在某些應(yīng)力情況下也可能會(huì)顯示出差異。

2.3交流耐壓實(shí)驗(yàn)

所謂替代耐壓實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是在變壓器局部故障時(shí)測(cè)試所測(cè)變壓器絕緣能力的有效手段，這對(duì)于確保我國(guó)電力設(shè)施的安全至關(guān)重要。經(jīng)驗(yàn)證明，通信耐壓實(shí)驗(yàn)可以非常有效地檢測(cè)變壓器的隱患。值得注意的是，通信耐壓實(shí)驗(yàn)是一種損傷實(shí)驗(yàn)，在一定程度上降低了變壓器的絕緣能力，因此，在對(duì)變壓器進(jìn)行測(cè)試之前，必須先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而避免變壓器的嚴(yán)重問題對(duì)于具有較大能力的變壓器，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)通常是通過串聯(lián)共振方式進(jìn)行的，從而最大限度地減少對(duì)變壓器的損害。

3電氣試驗(yàn)在變壓器故障檢測(cè)中的運(yùn)用

3.1油化檢測(cè)技術(shù)

正常情況下變壓器的油應(yīng)當(dāng)是無污染透明的，肉眼觀察發(fā)現(xiàn)不了任何的懸浮物或雜質(zhì)，而在正常情況下油的顏色會(huì)呈現(xiàn)為淡黃色?？赏ㄟ^變壓器油狀態(tài)和顏色來判斷變壓器是否存在問題，日常中較為常見的有兩種情況，一種是變壓器受潮而另一種是變壓器雜質(zhì)侵染。無哪個(gè)情況發(fā)生變壓器油的狀態(tài)都會(huì)改變，不再純凈透明，另外顏色也能從最初的淡黃變?yōu)辄S白色，這時(shí)不用借助工具就能明顯看出變壓器油中存在絮狀物。當(dāng)出現(xiàn)這一情況時(shí)問題是比較嚴(yán)重的，物質(zhì)的存在將會(huì)極大地縮減變壓器的壽命，變壓器出現(xiàn)故障無法進(jìn)行電壓電流轉(zhuǎn)換，進(jìn)而引發(fā)更嚴(yán)重的問題?？蓵r(shí)常進(jìn)行油擊穿試驗(yàn)，從中了解變壓器的具體情況。

3.2絕緣油試驗(yàn)

為了保證電力的正常運(yùn)行，在使用過程中必須保證變壓器的絕緣。許多實(shí)驗(yàn)表明，絕緣油具有高度的絕緣性，是一種流動(dòng)性很強(qiáng)的液體，在使用過程中可被輸送到變壓器的底部，并可持續(xù)地排出空氣，這是其他材料所沒有的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。變壓器內(nèi)部裝有相應(yīng)的絕緣油時(shí)，在一定程度上也能有效地防止空氣進(jìn)入變壓器，從而有效地降低因空氣氧化而降低材料壽命的風(fēng)險(xiǎn)和可能性。

3.3變壓器直流電阻試驗(yàn)

在所有的試驗(yàn)中直流電阻試驗(yàn)的應(yīng)用頻率較高，其屬于變壓器試驗(yàn)中的基本試驗(yàn)。主要通過變壓器直流電阻試驗(yàn)來判斷變壓器繞組和繞組的連接線是否存在問題。變壓器故障時(shí)而發(fā)生，故障出現(xiàn)的原因極有可能是因焊頭焊接質(zhì)量不合格，變壓器直流電阻試驗(yàn)適用于這一情況，可采用這一方法進(jìn)行檢修，這一方法對(duì)于電力變壓器的維修有著巨大的幫助。簡(jiǎn)單易操作是變壓器直流電阻試驗(yàn)的最突出優(yōu)點(diǎn)，也正是因?yàn)檫@一優(yōu)點(diǎn)工作人員選擇應(yīng)用這一方法。

3.4短路試驗(yàn)

變壓器短路試驗(yàn)是測(cè)量額定電流下變壓器短路引起的損耗和阻抗，而不是電源側(cè)繞組需要短路。變壓器運(yùn)行時(shí)短路問題是不可避免的。變壓器油箱的設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行不符，油箱強(qiáng)度過高可能導(dǎo)致變壓器某些電路過熱，從而導(dǎo)致變壓器線路短路，造成短路故障，這是變壓器運(yùn)行期間最常見的電路[4]。在變壓器上進(jìn)行短路試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)由于儲(chǔ)液罐壁漏磁和變壓器局部加熱而造成的局部發(fā)熱問題，從而為變壓器短路故障的維修提供了有效的幫助和科學(xué)依據(jù)。

3.5電力變壓器的絕緣試驗(yàn)

電力變壓器的絕緣試驗(yàn)不能盲目進(jìn)行，在進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)前一定要先了解具體情況。電力變壓器的絕緣試驗(yàn)，一種根據(jù)試驗(yàn)性質(zhì)進(jìn)行分類而另一種是根據(jù)試驗(yàn)的范圍進(jìn)行分類。前者一定要注意要控制電壓、避免電壓過高。進(jìn)行這樣的實(shí)驗(yàn)不會(huì)對(duì)設(shè)備造成負(fù)面影響，還是比較提倡進(jìn)行的。工作人員進(jìn)行電力變壓器的絕緣試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行試驗(yàn)過程出現(xiàn)的物理現(xiàn)象記錄，之后借助專業(yè)知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)的判斷，判斷出設(shè)備的絕緣能力大小。電力變壓器潛在的缺陷與隱患可通過絕緣試驗(yàn)來發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)的過程中可以定時(shí)間，在試驗(yàn)結(jié)束后注意再次進(jìn)行鑒別試驗(yàn)，從而保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

結(jié)束語

為了確保供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須注意解決變壓器的安全問題。電氣試驗(yàn)是一種全新的技術(shù)，能夠有效解決變壓器運(yùn)行方面的缺陷，既簡(jiǎn)單又迅速，節(jié)省大量人力和設(shè)備，提高維修效率，減少電力損失，有效延長(zhǎng)材料使用壽命，保障了電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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