電氣試驗在變壓器故障分析中的運用

包育瑋

國網(wǎng)盤錦供電公司 遼寧盤錦 124000

變壓器作為電力系統(tǒng)中的核心設(shè)備之一，其運行穩(wěn)定性直接影響整個電網(wǎng)系統(tǒng)的正常工作。變壓器故障診斷對于保證變壓器可靠運行具有重要意義。

1 電力變壓器噪聲的產(chǎn)生與傳播

變壓器噪聲源主要包括本體噪聲和冷卻系統(tǒng)噪聲。本體噪聲主要是由于硅鋼片磁致伸縮引起的鐵心振動以及硅鋼片接縫處和疊片之間存在因漏磁而產(chǎn)生的電磁吸引力。冷卻裝置的噪聲主要來源于冷卻風(fēng)扇和變壓器油泵在運行時產(chǎn)生的振動，以及本體的振動會通過變壓器油、管接頭等零件傳遞給冷卻裝置，使冷卻裝置的振動加劇，導(dǎo)致輻射噪聲加大。

2 鐵芯散熱優(yōu)勢

通過在立體卷鐵芯內(nèi)設(shè)置的散熱通道，以循環(huán)的絕緣油或者冷卻氣體為立體卷鐵芯降溫。由于散熱通道設(shè)置在鐵芯柱的結(jié)合與卷鐵芯元件的其中兩層導(dǎo)磁帶之間，散熱通道與立體卷鐵芯的接觸面積大，并且散熱通道截面大，通過的絕緣油或者冷卻氣體流量大，能迅速地帶走立體卷鐵芯的熱量；同時，散熱通道的布置合理、均勻，立體卷鐵芯的散熱均勻，避免了立體卷鐵芯的局部高溫而影響使用壽命。三相線圈呈“品”字形排列，在線圈間形成一條上下貫通的中芯天然氣道-“抽風(fēng)煙囪”，由于上下鐵軛溫差30-40 度，產(chǎn)生強烈的空氣對流，冷空氣從下面往中芯通道補充，熱量從上鐵軛內(nèi)斜面輻射出去，自然循環(huán)中迅速帶走變壓器產(chǎn)生的熱量[1]。

3 基于相關(guān)性變壓器的負荷預(yù)測仿真

基于各變壓器特性數(shù)據(jù)，利用灰色關(guān)聯(lián)度算法區(qū)分變壓器的相關(guān)性，并選取相關(guān)程度最低與最高的變壓器負荷數(shù)據(jù)，輸入變壓器特性訓(xùn)練基中預(yù)測后3天的負荷數(shù)據(jù)。本文方法的預(yù)測曲線與實際曲線依然有較高的吻合度，這是因為通過特征提取使得樣本的可學(xué)習(xí)性能增強，從而降低了數(shù)據(jù)維度的復(fù)雜性和抽樣時的誤差[2]。

4 變壓器噪聲控制方法結(jié)論

隨著城市化進程的不斷推進、用電量的逐年增多以及環(huán)保意識的增強，變壓器的環(huán)境噪聲污染問題逐漸突顯。本文詳細介紹了變壓器噪聲產(chǎn)生的機理，總結(jié)了變壓器噪聲測量、控制和降低的常用方法，闡述了不同安裝方式的變壓器所采用的降噪方法。實際中應(yīng)根據(jù)具體情況采取切實可行的降噪措施，多方案優(yōu)化比選，從而達到噪聲治理目的。現(xiàn)有的變壓器降噪思路主要為在噪聲源發(fā)生處減振和在噪聲傳播過程中削弱聲能量。降噪方法大多基于減弱振動和阻斷傳播途徑，對低頻噪聲的抑制效果有限，不僅難以進行定量分析，也不能廣泛運用在各種變壓器的實際運行環(huán)境中。同時由于從變壓器本體入手，在實施安裝以及后期的檢修維護中都極不方便，難以大規(guī)模投入應(yīng)用。新型的有源降噪技術(shù)以控制佳、易安裝和低頻抑制效果好等優(yōu)勢成為變壓器降噪領(lǐng)域的研究熱點，也恰好彌補了被動降噪技術(shù)的不足。根據(jù)變壓器噪聲的產(chǎn)生機理，優(yōu)化變壓器鐵心和繞組結(jié)構(gòu)，從而降低變壓器本體的噪聲水平，是降低變壓器噪聲等級最有效的方法。但是由于生產(chǎn)技術(shù)以及制造成本的局限，并不能取得預(yù)期的降噪效果，對已有變壓器的降噪也沒有實際意義。近些年，大量學(xué)者在變壓器噪聲和振動方面進行了許多研究，但關(guān)于諧波磁通對變壓器噪聲的影響方面的研究工作還非常欠缺。通過濾除電網(wǎng)中的諧波來實現(xiàn)降噪的理論，為變壓器降噪提供了新的發(fā)展思路。由于電網(wǎng)中的諧波是產(chǎn)生噪聲的重要因素，通過濾波技術(shù)抑制變壓器鐵心中的諧波磁通和電網(wǎng)側(cè)繞組中的諧波電流同樣在降噪領(lǐng)域擁有廣闊的發(fā)展空間[3]。

5 敞開式立體卷鐵芯干式變壓器防塵技術(shù)處理

從運行案例和絕緣數(shù)據(jù)上看，常規(guī)產(chǎn)品的防塵效果卓越，完全滿足項目要求。鑒于客戶對設(shè)備運維提出更高要求，在變壓器線圈外部加裝絕緣防塵筒的方案。防塵筒包繞在線圈外部，線圈與防塵筒之間存在空氣間隙。增加防塵筒能保證線圈和污穢物實現(xiàn)零接觸，耐污穢能力優(yōu)于樹脂澆注產(chǎn)品，延長變壓器運維周期，減少運維工作量。利用目前的同相供電敞開式干變進行驗證，試驗結(jié)果表明，變壓器增加防塵筒后絕緣性能更強，各項試驗指標滿足要求，但產(chǎn)品溫升有所升高：通過試驗數(shù)據(jù)對比，變壓器增加防塵筒后，高壓溫升變化較大，低壓溫升變化不大。針對試驗情況，對技術(shù)方案進行調(diào)整，使得高壓溫升和低壓溫升設(shè)計值均衡[3]。前些年因技術(shù)不成熟，立體卷鐵芯變壓器在大容量變壓器上不能發(fā)揮優(yōu)勢，而其特殊的生產(chǎn)工藝不適合工業(yè)化生產(chǎn)，但是隨著技術(shù)的進步，這些技術(shù)難題已經(jīng)被解決。綜合而言，采用敞開式立體卷鐵芯干式變壓器結(jié)構(gòu)的牽引整流變壓器更加合適在城市軌道交通領(lǐng)域使用，其結(jié)構(gòu)特點更能應(yīng)對城市軌道交通牽引整流變壓器的運行工況，同時符合軌道交通安全、綠色的發(fā)展理念，將會是軌道交通牽引整流變壓器的發(fā)展方向。滿足軌道交通運行工況的要求[4]。

6 結(jié)語

文章結(jié)合掃頻阻抗譜的基本特性，提出基于掃頻阻抗譜辨識的繞組變形智能檢測技術(shù)，選取的特征參量包括阻抗幅值的極值點、相位過零點、70°相位特征點、相關(guān)系數(shù)。通過實驗驗證了變壓器繞組變形檢測中掃頻阻抗譜特征參量的有效性。結(jié)果表明，四個特征參數(shù)可用于確定變壓器繞組是否變形和故障類型。鑒于目前的實驗室設(shè)備和數(shù)據(jù)規(guī)模，文章研究仍處于起步階段。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的逐步改進和完善將成為下一步研究的重點。