電力變壓器繞組變形原因分析及測試方法

莢少英

華昊檢測技術(shù)有限公司 安徽蕪湖 241100

在電力系統(tǒng)中，繞組就是指變壓器在運(yùn)行中的電路部分，它是發(fā)生電磁感應(yīng)的前提，需要有關(guān)人員根據(jù)具體的情況對繞組的方向以及纏繞方式進(jìn)行合理的選擇。繞組是由導(dǎo)電率高的銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線構(gòu)成，它具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度，可以滿足電力傳輸過程中所需要的條件，繞組的結(jié)構(gòu)形式一般都是比較緊湊的，而且生產(chǎn)效率高，可以降低電能的損耗，當(dāng)發(fā)電廠需要向不同的用戶進(jìn)行供電時，就需要變壓器繞組來實現(xiàn)它的根本目的。但是從繞組本身的應(yīng)用來看，它可能會存在不同程度的隱患，包括變形等現(xiàn)象，這對于電力系統(tǒng)的危害是非常大的，需要有關(guān)人員對此進(jìn)行分析。

1 電力變壓器繞組變形的危害

1.1 繞組變形的定義

所謂的繞組變形就是指變壓器繞組在不同作用力下發(fā)生的變化，包括繞組尺寸、繞組方向等類型，它可能會表現(xiàn)在變壓器繞組的外觀上，也可能是電力變壓器的位置發(fā)生變化，或者出現(xiàn)鼓包等現(xiàn)象，這些都是繞組變形的主要特點。一旦出現(xiàn)繞組變形后，它對于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行就造成了一定的影響，有關(guān)人員需要找到具體的原因，采取相應(yīng)的措施解決。

1.2 繞組變形的危害

在不同的外力作用下，繞組變形的表現(xiàn)形式是不同的，產(chǎn)生的危害也有著不同的特點。首先，如果是變壓器繞組的絕緣層受到破壞，則會導(dǎo)致電能在傳輸?shù)倪^程中缺乏一定的限制，在正常運(yùn)行的電壓下導(dǎo)致電流的外放，從而引發(fā)火災(zāi)或者擊穿等事故。其次，繞組變形后，它的機(jī)械性能將遭受不同程度的影響，導(dǎo)致電力系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，引發(fā)大面積癱瘓等問題。另外，如果繞組變形程度非常嚴(yán)重，電力變壓器還會立即損壞，無法繼續(xù)滿足電能的轉(zhuǎn)換和傳輸。

2 電力變壓器繞組變形的原因

2.1 短路故障的原因

在電力變壓器的運(yùn)作過程中，短路故障是造成繞組變形的主要原因，這是由于線路一旦發(fā)生短路現(xiàn)象后，它的電流將會在短時間內(nèi)無限增大，并且在當(dāng)前情況下，變壓器所受到?jīng)_擊力可以瞬時增加數(shù)十倍，從而對繞組造成不同的影響。從變壓器繞組本身的構(gòu)造形式來看，它的絕緣性、機(jī)械性等特點與導(dǎo)線和纏繞方式有著密切的關(guān)系，一旦發(fā)生短路故障時，它的瞬時變化是非常大的，而且沖擊力對于繞組的變形程度有著不同的影響，作用在繞組上的力來自于不同方向，如果它的合力超過了某個范圍點，繞組就會發(fā)生永久變形，從而產(chǎn)生相應(yīng)的安全隱患。

2.2 外界因素導(dǎo)致的繞組變形

除了電力系統(tǒng)本身的短路故障原因外，外界因素也可能導(dǎo)致變壓器繞組變形情況的發(fā)生。一般來說，如果在變壓器運(yùn)輸?shù)倪^程中，受到碰撞或者大幅度的顛簸等情況，可能會導(dǎo)致會繞組產(chǎn)生變形，這主要是工作人員沒有加強(qiáng)這方面的管理，由于疏忽導(dǎo)致的變形問題。其次，在變壓器繞組運(yùn)行的過程中，如果在安裝上有著一定的欠缺，或者變壓器本身存在質(zhì)量問題，變壓器繞組的保護(hù)系統(tǒng)不能立即做出相應(yīng)的動作，導(dǎo)致外界電流或者電壓的侵蝕，這也是造成變壓器繞組變形的主要原因。

3 電力變壓器繞組變形的測試方法

3.1 頻響分析法

頻響分析法主要是指在外界環(huán)境的控制下，對電力變壓器繞組的頻率響應(yīng)進(jìn)行記錄和分析的一種方法，通過它對于不同頻率信號的處理能力之間存在的差異，從而判斷電力變壓器繞組的異常情況。在實際的測試過程中，有關(guān)人員可以采取相應(yīng)的測試儀來進(jìn)行判斷，將放大器的輸入端接入信號發(fā)生器，通過不同輸出信號頻率的變化對現(xiàn)有的幅度和數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并且在幅度不變的情況下，再進(jìn)行不同輸出頻率信號的發(fā)射，從而記錄下具體的數(shù)據(jù)，繪制成相應(yīng)的曲線，從曲線上得出規(guī)律。當(dāng)電力變壓器處于正常狀態(tài)時，它的頻響特性處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)，如果變壓器繞組存在變形情況，它的頻響特性將呈現(xiàn)不同的規(guī)律。但是在此過程中需要注意的是控制好外界環(huán)境的變化，避免測試過程受到電磁感應(yīng)的影響，提高測試過程中的精確性。

3.2 低壓脈沖法

低壓脈沖是指對電力變壓器進(jìn)行脈沖信號的發(fā)射，然后根據(jù)回波的極性判斷出繞組的變形情況，還可以對相應(yīng)的故障點進(jìn)行定位，它可能會體現(xiàn)出不同單位分布的波形變化，從而對繞組的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的反映。在低壓脈沖法的應(yīng)用過程中，它需要具備足夠的高頻含量，并且可以合理的選擇示波器，使其保持在一個合理的范圍中。變壓器繞組變形的情況與阻抗的正負(fù)偏差量有著明顯的關(guān)系，可以就此進(jìn)行相應(yīng)的分析和判斷。此外，在測試的過程中需要注意低壓信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，并且將溫度控制到定的范圍內(nèi)，可以采用多次測試的方法，盡量保證測試結(jié)果的有效性。

3.3 特性試驗法

特性試驗主要是指在空載的作用下對電力變壓器繞組進(jìn)行分析和判斷的方法。它對于工作人員的操作有著一定的要求，需要在開始之前進(jìn)行空載特性和繼電保護(hù)值的測定，從而判斷在相應(yīng)的電壓、電流的作用下，變壓器繞組的具體運(yùn)行情況，有關(guān)人員需要記錄不同時刻的數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行比較，從測量的結(jié)果來判斷繞組變形的情況，需要注意的是，特性試驗法在應(yīng)用的過程中具有相對性，需要從容量增加的角度來進(jìn)行分析，當(dāng)變壓器受到空載時的電流沖擊時，如果電容量的變化超過一定的范圍，就可以認(rèn)為可能是繞組變形的原因到導(dǎo)致的變化。

4 結(jié)語

綜上所述，電力變壓器繞組的狀態(tài)與電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著直接的關(guān)系，有關(guān)人員需要認(rèn)識到繞組變形的危害，并且對它的原因進(jìn)行分析，采取特性試驗、頻響分析以及低壓脈沖等方法進(jìn)行具體的測試，從而避免繞組變形問題的發(fā)生。