電氣試驗在變壓器故障分析中的運用

李文彬

（云南電網(wǎng)有限責任公司臨滄供電局，云南 臨滄 677000）

引言

隨著電力企業(yè)的不斷發(fā)展，對變壓器故障檢測技術(shù)的研究也在不斷深入，更多先進的檢測技術(shù)相繼出現(xiàn)。電力能源安全輸送需要依靠變壓器，其是確保系統(tǒng)運行安全的關(guān)鍵因素。一般變壓器發(fā)生故障的概率較小，但發(fā)生故障概率小和不發(fā)生故障是兩個不一樣的概念。變壓器出現(xiàn)故障是一個大問題，問題的解決非常棘手，通過相關(guān)故障檢測技術(shù)檢測并排除電力變壓器故障，使電力變壓器更安全、更方便、更符合人們的需要。電氣試驗?zāi)軌蛟谙鄳?yīng)的環(huán)境基礎(chǔ)上測定超負荷運行時變壓器的各項指標，更加直觀反映電力變壓器的使用參數(shù)和性能指標，已經(jīng)在其性能測試中廣泛應(yīng)用。變壓器作為電力系統(tǒng)中的常用裝備，裝備內(nèi)部的初級、次初級線圈以及磁芯相互配合才能夠保證裝置運轉(zhuǎn)，變壓器長時間工作出現(xiàn)故障的可能性較大，故障發(fā)生的原因是什么、故障點在哪兒還需通過電氣試驗來判定。

一、分析變壓器常見的故障類型

一是由于設(shè)備老化或者是安裝不合理出現(xiàn)的滲油故障問題。最為直觀的表現(xiàn)便是滲漏出來的油是企業(yè)花費資金購買的，為設(shè)備提供動力重要資源，滲漏出來的油無法回收，給企業(yè)帶來了資源浪費和成本負擔。此外，滲油一方面會污染環(huán)境，另一方面也會影響其他設(shè)備的運行效率和使用壽命，不管是哪一種，都會給企業(yè)的發(fā)展帶來麻煩。二是油溫異常故障。如果變壓器油溫超過一個合理的范圍，就會導(dǎo)致變壓器發(fā)生高溫故障。內(nèi)繞組絕緣磨損嚴重、變壓器超負荷運行及散熱故障等都會引起油溫異常故障。三是電路故障。這點主要是變壓器出口或者是內(nèi)部出現(xiàn)短路情況，這種情況相對較為普遍，所帶來的麻煩也是較為明顯，由于電路短路，所以需要更換繞組，然而短路面積比較大，所需要更換的繞組便是越多，有時會帶來較大的人力和物力負擔。四是接頭過熱故障問題。由于變壓器載流接頭部分的連接開始不穩(wěn)定，所以激蕩的電流使接頭部分溫度逐漸升高，最終導(dǎo)致變壓器載流接頭部分溫度過高，甚至燒斷整個接頭。對這些問題的解決也很簡單，只要經(jīng)常檢查、合理檢測，及時發(fā)現(xiàn)并排除隱患即可。

二、分析變壓器性能措施

（一）分析基本要求

一是環(huán)境條件。試驗操作的過程中隨著電壓的升高，變壓器中的雜質(zhì)活躍性將會月前，溫度驟升的時候會導(dǎo)致電阻明顯的降低，導(dǎo)致其變壓器出現(xiàn)了故障的問題。所以變壓器高壓試驗過程中必須嚴格控制試驗溫度，做好室內(nèi)恒溫控制及試驗降溫；試驗過程中必須嚴格控制相對濕度在百分之八十五以下，避免潮濕環(huán)境引起的閃絡(luò)故障及絕緣性等問題。二是絕緣處理。試驗操作前應(yīng)逐步檢查線路、裝置等的絕緣性能，確定是否存在破損、積塵等情況，避免電力變壓器絕緣性能欠佳導(dǎo)致的電力短路或擊穿；電力變壓器試驗操作時很容易出現(xiàn)由泄漏電流造成的變壓器絕緣事故，導(dǎo)致其試驗方案的可靠性和穩(wěn)定性受到影響。所以需要嚴格的控制電壓的升壓速度，合適的情況下還要調(diào)整升壓方法，使其能夠提高高壓試驗結(jié)果的準確性。

（二）分析試驗方案

在變壓器試驗的過程中，需要嚴格根據(jù)設(shè)計方案進行接線，其中包括導(dǎo)線和引線以及接地線等，形成完整的高壓試驗通路。接線完畢后，按要求逐一檢查線路、零部件等情況，確定其性能是否達標、接觸點是否良好、能否正常通電等。確定連線正常后，操作人員應(yīng)嚴格依照電力變壓器試驗規(guī)范，開始耐壓試驗：先將耐壓設(shè)備開機預(yù)熱五分鐘左右，測試保護裝置；此外將其電源開關(guān)進行接頭，按下相應(yīng)的按鈕，這時觀察試驗線路的通電是否正常，如果沒有問題，緩慢的順時針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)電壓器旋鈕，按照要求勻速升壓。此過程中升壓操作須保持緩慢、均勻。若存在異響，應(yīng)及時停止高壓試驗，并及時處理。

三、分析電氣試驗在變壓器故障檢測中的應(yīng)用

（一）分析油化檢測技術(shù)

一般情況下，變壓器的油位應(yīng)該是無污染和透明的，肉眼觀察發(fā)現(xiàn)不了任何的懸浮物或者是雜質(zhì)，并且在正常的情況下，油的顏色會呈現(xiàn)出淡黃色，可以通過變壓器油的狀態(tài)以及顏色判斷變壓器是否存在故障問題，日常中，較為常見的故障問題則為兩種：一是為變壓器受潮；二是為變壓器雜質(zhì)侵染。不管是哪種情況出現(xiàn)，變壓器油的狀態(tài)都會出現(xiàn)改變，并且不會純凈和透明。在此之外顏色也是從最開始的淡黃色變成為黃白色，這時不用借助于任何工具便能夠看出變壓器油所存在的絮狀物，當出現(xiàn)這一情況時問題是比較嚴重的，物質(zhì)的存在將會極大地縮減變壓器的壽命，變壓器出現(xiàn)故障無法進行電壓電流轉(zhuǎn)換，進而引發(fā)更嚴重的問題?？蓵r常進行油擊穿試驗，從中了解變壓器的具體情況。

（二）分析變壓器直流電阻試驗

在相關(guān)的試驗中，直流電阻的試驗應(yīng)用頻率相對較高，主要是屬于變壓器試驗中的基本試驗，是通過變壓器直流電阻試驗，從而科學(xué)的判斷繞組和繞組連接線是否存在問題。然而變壓器的故障問題市場出現(xiàn)，其原因主要是因為焊頭焊接的質(zhì)量并不合格，變壓器的直流電阻試驗適合應(yīng)用這種情況下之中，可采用這一方法進行檢修，這一方法對于電力變壓器的維修有著巨大的幫助。

四、分析電力變壓器的故障處理

（一）分析自動跳閘故障處理

變壓器性能措施的過程中十分容易出現(xiàn)因為高壓導(dǎo)致的自動跳閘，這種類型的故障問題主要是由于變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題或試驗操作不合理所引起的。一是結(jié)構(gòu)缺陷。電力變壓器線路設(shè)置不合理、元件性能不達標、內(nèi)部構(gòu)造不科學(xué)等均會在高壓狀態(tài)下引起自動跳閘。尤其是在內(nèi)部構(gòu)造中，保護裝置間距、開關(guān)裝置位置等，須全面重視。嚴格依照設(shè)計規(guī)范檢查電力變壓器結(jié)構(gòu)、性能，根據(jù)自動跳閘故障原因重新調(diào)整其結(jié)構(gòu)體系，以保障變壓器本體安全。二是操作不當。變壓器試驗的過程中存在設(shè)定值錯誤和認為操作不合理引起的自動跳閘。操作的過程中需要準確分析變壓器的各項參數(shù)，嚴格根據(jù)規(guī)范逐一落實各項試驗操作，最大程度上減少人為因素對測定數(shù)據(jù)帶來的影響，保證變壓器性能測試準確、有效。

（二）分析異常噪音問題處理措施

變壓器性能措施的過程中，如果出現(xiàn)裝置或者是變壓器異常聲響，或者是出現(xiàn)電火花，需要及時中職試驗，進行現(xiàn)場的監(jiān)察，其檢查的內(nèi)容主要是包括了負載運行和直流偏磁。一是負載運行：試驗條件下可以直接觀察電力變壓器負載情況，此時變壓器處于超載和勵磁環(huán)境，內(nèi)部零部件性能缺陷將直接暴露出來，引起電流不穩(wěn)、頻率波動，發(fā)出異響。此時，應(yīng)根據(jù)異響位置檢查零部件情況，及時更換。二是直流偏磁：高壓試驗中的電流驟增會引起變壓器的工作點發(fā)生改變，使原來磁化曲線工作區(qū)的一部分移至鐵心磁飽和區(qū)。總勵磁電流變成尖頂波，最終導(dǎo)致變壓器振動增大，出現(xiàn)異響。這個時候需要保證平穩(wěn)的進行加壓，加強保護裝置。同時的變壓器內(nèi)部的零件問題也會引起直流偏磁帶來的振動或是異響問題，這時則需要充分結(jié)合噪音的頻率特點，科學(xué)判斷其是否存在硅化片松動、內(nèi)部繞組短路等，及時處理。

（三）分析油位異常問題處理措施

變壓器在實際進行運行的過程中，十分容易出現(xiàn)因為漏油所引起的油位下降和高溫引起的阻塞問題，在性能測試時應(yīng)先檢查變壓器油位情況，嚴格控制操作環(huán)節(jié)中的各項溫度，保證油位處于正常指標內(nèi)。與此同時，還要檢查油箱、油管等是否存在開裂、堵塞等問題。

（四）分析絕緣放電故障問題處理措施

試驗的過程中，可能會出現(xiàn)絕緣缺陷引起的局部發(fā)電，如果絕緣問題較為嚴重的情況下，甚至是會出現(xiàn)相間短路，在試驗環(huán)節(jié)中，如果出現(xiàn)局部放電的情況下，應(yīng)先分析電力變壓器的參數(shù)信息，然后利用局部放電監(jiān)測裝置測定放電圖譜和放電數(shù)據(jù)，快速判斷電力變壓器局部放電位置，拆檢后觀察是否為該部分絕緣缺陷導(dǎo)致。絕緣電阻引起的局部放電應(yīng)直接按照參數(shù)規(guī)格更換相應(yīng)元件；絕緣本體存在問題，則需要逐步檢查套管、接線等，進而對其進行逐一的調(diào)整和更換以及優(yōu)化處理。

（五）分析繞組故障處理措施

對于繞組故障問題而言，主要是變壓器線路短路存在密切聯(lián)系，試驗過程中如果出現(xiàn)申述問題，則是需要直接停止試驗并現(xiàn)場進行拆檢，否則很容易引起相間短路造成的電力變壓器損毀。處理過程中，操作人員應(yīng)先拆檢電力變壓器，觀察變壓器繞組間線路外套是否存在開裂、線路是否存在短接等，查找相間短接區(qū)域。若相間不存在短接，則應(yīng)檢查電力變壓器的接地線，觀察接地線是否出現(xiàn)短接等。使其確定出最終繞組故障原因，并且采取合理的措施處理，才能夠重新進行變壓器性能測試。

總結(jié)

總而言之，電力變壓器經(jīng)常出現(xiàn)滲油故障、線路短路、接頭過熱等問題，給企業(yè)帶來大量人力、物力的浪費，同時也對企業(yè)的工作效率和質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。變壓器體積非常小，其由簡單的鐵芯和線圈組成。每個變壓器中線圈上有兩個或以上的繞組，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，而兩個線圈間的磁耦合加強。兩個線圈之間完全沒有電的聯(lián)系。變壓器常見的故障檢測技術(shù)有油氣分析、紅外光譜分析、在線檢測等，這些技術(shù)的變化表明，當前電力變壓器的故障檢測技術(shù)正朝著人工智能化、專業(yè)化的方向發(fā)展。為發(fā)電企業(yè)檢修、技術(shù)改造等工作提出相應(yīng)意見和支持，提升設(shè)備可靠性和經(jīng)濟性。