電氣試驗(yàn)在變壓器故障中的應(yīng)用

晉控電力山西工程有限公司 孫 瑞

變壓器在電力系統(tǒng)中有著調(diào)節(jié)控制的作用，在傳輸電能的過(guò)程中，其主要負(fù)責(zé)中轉(zhuǎn)電力資源，能夠轉(zhuǎn)換原點(diǎn)能的高低壓。并且在運(yùn)行時(shí)會(huì)受到各種因素的影響，非常容易發(fā)生故障，進(jìn)而對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響。在發(fā)生故障后，相關(guān)人員可借助電氣試驗(yàn)分析其中的原因，以此充分保障變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 變壓器發(fā)生故障的原因

環(huán)境因素。變壓器所處的環(huán)境大相徑庭，然而相同的地方經(jīng)常會(huì)受到大風(fēng)，或者雷雨等氣候的影響。若是環(huán)境較惡劣、致使空氣環(huán)境復(fù)雜，空氣中的成分和變壓器表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使變壓器非常容易被腐蝕，出現(xiàn)故障；變壓器過(guò)載。一些電壓器長(zhǎng)時(shí)間的處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，在運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程中，過(guò)高的溫度會(huì)使絕緣彈性降低、尤為脆弱，使得絕緣提前就發(fā)生老化。若是由于外部因素導(dǎo)致絕緣損壞，變壓器也會(huì)間接的發(fā)生故障。

使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。變壓器若是沒(méi)有定時(shí)檢修，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后就會(huì)出現(xiàn)絕緣老化的情況，其絕緣性能也會(huì)不斷降低，進(jìn)而使變壓器出現(xiàn)嚴(yán)重的問(wèn)題；變壓器內(nèi)零件損壞。變壓器內(nèi)部的所有零件都是非常重要的存在。不管是哪一件發(fā)生損壞，都會(huì)使變壓器接觸不良，甚至還會(huì)停止工作。

上述原因會(huì)為變壓器運(yùn)行埋下隱患，相關(guān)人員應(yīng)強(qiáng)化自身的維修意識(shí)，注重變壓器的維護(hù)工作[1]。

2 常見(jiàn)的電氣試驗(yàn)

2.1 變壓器故障分析中電氣試驗(yàn)的條件

為有效避免電力設(shè)備發(fā)生故障對(duì)電力系統(tǒng)造成影響，就需借助電氣試驗(yàn)檢測(cè)相關(guān)電力設(shè)備的性能。其試驗(yàn)環(huán)境也是至關(guān)重要的，應(yīng)結(jié)合具體的測(cè)試要求來(lái)控制測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濕度等諸多條件。在開(kāi)始試驗(yàn)前的一段時(shí)間就要做好此項(xiàng)準(zhǔn)備工作。從正常情況來(lái)看，試驗(yàn)進(jìn)行的溫度不能在炎熱或寒冷的環(huán)境中進(jìn)行，溫度需要在20～40℃，這樣就能充分保障試驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。此外，在條件允許的情況下可進(jìn)行多次的試驗(yàn)，進(jìn)而確保數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)。試驗(yàn)環(huán)境的干燥也是需要保持的，過(guò)于潮濕的環(huán)境會(huì)讓設(shè)備生銹，嚴(yán)重的還會(huì)使內(nèi)部零件受潮，對(duì)設(shè)備造成損壞。試驗(yàn)結(jié)果需不受外界環(huán)境的影響，若是在室外進(jìn)行的話(huà)、應(yīng)挑選在春秋季節(jié)。

2.2 變壓器電阻直流試驗(yàn)

變壓器電阻作為變壓器的主要設(shè)備，可以交接變壓器的兩個(gè)部分，進(jìn)而使其可正常運(yùn)行。然而變壓器的電阻是直流電阻，所以在改善回路開(kāi)關(guān)時(shí)非常容易出現(xiàn)故障，致使變壓器難以正常運(yùn)行。所以變壓器電阻直流試驗(yàn)就是通過(guò)對(duì)變壓器的直流進(jìn)行測(cè)試，以此按照測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)判斷出有無(wú)問(wèn)題，此試驗(yàn)通?？蓱?yīng)用直流電橋法來(lái)測(cè)得直流電阻的阻值，再結(jié)合直流電阻的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比。變壓器電阻的直流試驗(yàn)操作簡(jiǎn)單方便，還非常容易解決變壓器的直流電阻故障[2]。

2.3 變壓器介質(zhì)漏電試驗(yàn)

介質(zhì)是傳遞電流的核心媒介，所以變壓器中的介質(zhì)是極其重要的。若是介質(zhì)出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)對(duì)變壓器的運(yùn)行造成影響。通過(guò)介質(zhì)傳遞的電流并不是之前意義上的電流，正常分為以下部分：幾何電流。是一種很短暫的電流，主要特征就是在慢慢提高電壓時(shí)會(huì)有一個(gè)瞬間的變化，并在電流穩(wěn)定后會(huì)不斷減小，一直到零；傳導(dǎo)電流。其可說(shuō)是線路上傳播的電流，主要特征是電流值基本上穩(wěn)定的，正常不會(huì)受到電壓的影響，若是傳導(dǎo)電流數(shù)值發(fā)生變化，就證明變壓器內(nèi)部存在故障；吸收電流。屬于一種試探性的電流，其可結(jié)合電流的吸收比，展開(kāi)測(cè)定，若是變壓器出現(xiàn)故障、吸收電流的吸收比就會(huì)有非常大的變化，所以它能有效找到變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障的位置，進(jìn)而提出針對(duì)性的解決方式。

這一項(xiàng)試驗(yàn)就是通過(guò)上述幾種電流的特性來(lái)展開(kāi)分析，這樣就能更好的找到變壓器的故障，得到合理有效的處理。

2.4 電氣試驗(yàn)的注意事項(xiàng)

做好前期的準(zhǔn)備工作。在應(yīng)用電氣試驗(yàn)之前需先保障試驗(yàn)的安全性，由于變壓器本身就有著非常高的電壓和電流的存在，非常容易造成觸電傷害。因此在開(kāi)展電氣試驗(yàn)對(duì)變壓器的故障進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，人員需應(yīng)用多元的安全方法進(jìn)行保護(hù)。正常情況下，都需對(duì)故障變壓器前的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，尤其是在展開(kāi)電氣試驗(yàn)時(shí)需詳細(xì)記錄變壓器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。最后通過(guò)人員對(duì)容易存在的隱患，一起交流得到解決方式，進(jìn)而保障正式開(kāi)始電氣試驗(yàn)的安全性。如若沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，就非常有可能造成一些傷亡，所以一定要加以重視前期的準(zhǔn)備工作。

試驗(yàn)中要對(duì)實(shí)際操作進(jìn)行嚴(yán)格的管理。在進(jìn)行電氣試驗(yàn)的過(guò)程中，務(wù)必要保障方式適宜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是接線的處理及部分重要的控制措施。在開(kāi)展試驗(yàn)時(shí)，需結(jié)合以往設(shè)計(jì)的試驗(yàn)規(guī)劃進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)工作，并還要保障試驗(yàn)時(shí)一些詳細(xì)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)的一致，若是一些重要數(shù)據(jù)或操作出現(xiàn)錯(cuò)誤，輕則會(huì)使試驗(yàn)失敗，重則會(huì)致使變壓器損壞、造成人員的傷亡。所以在進(jìn)行試驗(yàn)的過(guò)程中，一定要對(duì)具體操作進(jìn)行嚴(yán)格的管理[3]。

根據(jù)技術(shù)操作對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)展開(kāi)充分的分析。因?yàn)槲覈?guó)家近年的變壓器發(fā)生巨大變化，所以當(dāng)前已有多種類(lèi)型的變壓器。正常來(lái)說(shuō)不同類(lèi)型的變壓器需靈活應(yīng)用試驗(yàn)方式以及相關(guān)技術(shù)操作，才可以更好的檢測(cè)出變壓器故障，且不同類(lèi)型的試驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)也大相徑庭，所以要對(duì)這些不同的數(shù)據(jù)展開(kāi)綜合分析，進(jìn)而找到數(shù)據(jù)類(lèi)型和變壓器型號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。同時(shí)在進(jìn)行試驗(yàn)的過(guò)程中還要時(shí)刻關(guān)注設(shè)備的變化，然而總是會(huì)有部分重要的細(xì)節(jié)變化，無(wú)法通過(guò)儀器捕捉，這就需要相關(guān)人員借助相關(guān)操作加以分析，所以只有結(jié)合技術(shù)操作對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，才可促使電氣試驗(yàn)的后續(xù)工作順利施行。

2.5 電氣試驗(yàn)的具體應(yīng)用

測(cè)量關(guān)鍵數(shù)據(jù)以及分析。因?yàn)樽儔浩鞯膬?nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此即使是了解變壓器存在的故障，也無(wú)法在快速的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理，尤其是一些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，難以通過(guò)人員測(cè)定出來(lái)，且這些數(shù)據(jù)通過(guò)人為測(cè)定也非常容易出現(xiàn)誤差，若是沒(méi)有得到這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)或存在較大誤差時(shí)，都會(huì)對(duì)變壓器的故障分析造成嚴(yán)重的影響。但通過(guò)電氣試驗(yàn)就能有效的進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而得到可靠的數(shù)據(jù)，并還可通過(guò)此方法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析，進(jìn)而避免出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤。因此測(cè)量關(guān)鍵數(shù)據(jù)和分析是電氣試驗(yàn)分析故障中最為主要的核心策略。

進(jìn)行故障原因分析。由于變壓器內(nèi)部有很多的設(shè)備且都很容易出現(xiàn)故障，所以在進(jìn)行檢測(cè)的故障的因素時(shí)，常難以判斷出是哪個(gè)設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題。但電氣試驗(yàn)可結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以及具體的試驗(yàn)結(jié)果等進(jìn)行深入分析，再通過(guò)和標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)判斷出數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而得到前后相差過(guò)大的數(shù)據(jù)。如此就可按照設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)迅速找到出現(xiàn)問(wèn)題的設(shè)備。因此，電氣試驗(yàn)可對(duì)變壓器的故障原因，進(jìn)行分析并提出解決的策略。

故障處理后的數(shù)據(jù)測(cè)量。正常來(lái)說(shuō)在變壓器故障處理完成后人員并不能得到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，所以他們并不能確定出這些故障是否得到解決。若是想判斷變壓器的故障是否得到有效的解決，就一定要測(cè)得一些關(guān)鍵和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。但是電氣試驗(yàn)不但可以在檢測(cè)設(shè)備故障時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，還能在故障處理之后通過(guò)相關(guān)方式，得到關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如此一來(lái)，就可把測(cè)得和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)而判斷出變壓器故障是否得到有效解決。所以在故障處理后的數(shù)據(jù)也要充分運(yùn)用電氣試驗(yàn)，只有通過(guò)相關(guān)的電氣試驗(yàn)，才可以對(duì)故障處理后的數(shù)據(jù)展開(kāi)準(zhǔn)確的測(cè)量，并且也能充分保障變壓器的故障得到合理有效的解決。

3 電氣試驗(yàn)在變壓器故障檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 短路試驗(yàn)

在進(jìn)行短路試驗(yàn)的時(shí)候，主要是對(duì)額定電流條件下變壓器短路的損耗，以及抗阻電壓展開(kāi)科學(xué)的測(cè)量。借助這一工作，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)在運(yùn)行中的問(wèn)題，而且還要明確，短路的發(fā)生概率很大。若是油箱電阻比較大的話(huà)，那么就會(huì)使電路熱量變高，致使出現(xiàn)短路。在進(jìn)行此試驗(yàn)的過(guò)程中，可以對(duì)引起短路的因素展開(kāi)精準(zhǔn)的檢測(cè)，進(jìn)而為維護(hù)等工作提供強(qiáng)大的支撐。

3.2 直流電阻試驗(yàn)

在進(jìn)行這一試驗(yàn)的時(shí)候，需對(duì)繞組接頭的焊接質(zhì)量繞組是否存在短路問(wèn)題等展開(kāi)全面的檢測(cè)。此外，還要詳細(xì)檢查電壓分接開(kāi)關(guān)的功能區(qū)域有無(wú)接觸不良：應(yīng)對(duì)開(kāi)關(guān)和設(shè)計(jì)區(qū)域進(jìn)行深層次的分析；還要對(duì)引出線的撕裂情況加以檢測(cè)，并且還要完成多根導(dǎo)線繞組撕裂情況的檢測(cè)工作。在此試驗(yàn)過(guò)程中，若是對(duì)中小型的變壓器設(shè)備進(jìn)行故障檢測(cè)，可采取直流電橋法。如若被試線圈電阻大于1Ω，可通過(guò)單臂電橋測(cè)量法。結(jié)合它的相關(guān)要求，在630kVA以上的變壓器故障進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，對(duì)同一分接位置的繞組直流電阻展開(kāi)檢測(cè)，需保障最大差值在三相平均值2%以?xún)?nèi)[4]。

3.3 絕緣電阻試驗(yàn)

其主要是在絕緣線變壓器的調(diào)試范圍內(nèi)進(jìn)行的檢測(cè)。若是直流電壓增加，可借助歐姆定律對(duì)離子在電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的電流展開(kāi)測(cè)試，獲取相對(duì)應(yīng)的數(shù)值。此外，還可測(cè)量絕緣電阻，吸收比使用短接繞組引線進(jìn)行逐一檢測(cè)過(guò)程，可充分掌握變壓器的絕緣能力。進(jìn)而對(duì)變壓器是否受到影響、絕緣性能下降進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷。在借助絕緣電阻試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，可對(duì)變壓器的絕緣層是否存在破損等情況進(jìn)行詳細(xì)的檢查，并能檢測(cè)出絕緣由的質(zhì)量。由于在試驗(yàn)過(guò)程中的一些設(shè)備存在區(qū)別，即使在同一條件下隨著運(yùn)行時(shí)間不斷延長(zhǎng)，總電量也會(huì)出現(xiàn)一些變化。在使用相同設(shè)備的時(shí)候，絕緣能力若是出現(xiàn)問(wèn)題，就可能會(huì)發(fā)生異常電流曲線，從而影響到電流的吸收效果，同時(shí)總電流會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。

基于這一情況，需仔細(xì)觀察數(shù)值的變化狀況，并對(duì)絕緣性能進(jìn)行科學(xué)合理的判斷，可通過(guò)絕緣電阻比值表示出具體的絕緣性能。正常情況下，電流吸收比指的是60s、15s變壓器絕緣電阻比值[5]。要結(jié)合實(shí)際狀況展開(kāi)對(duì)比分析，在變壓器中絕緣能力要大于1.3。若是供電設(shè)備吸收比較緩慢的話(huà)，借助吸收比不能顯示絕緣介質(zhì)對(duì)電流的吸收能力。人員需對(duì)變壓器絕緣材料進(jìn)行檢查，判斷是否存在受潮情況，需適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)檢測(cè)時(shí)間，同時(shí)對(duì)絕緣電阻比例展開(kāi)分析，通常絕緣能力較好的時(shí)候，檢測(cè)數(shù)值為4左右。

表1 絕緣電阻試驗(yàn)參考數(shù)據(jù)

3.4 介質(zhì)損失角正切tanδ試驗(yàn)

在判斷絕緣性能的時(shí)候，此方式得到了非常廣泛的應(yīng)用，正常需要在電路中提高交流電壓，并對(duì)絕緣有功電流分量，以及無(wú)功分量的比例進(jìn)行計(jì)算。這樣一來(lái)，才可以有效的對(duì)絕緣功率損耗進(jìn)行詳細(xì)的分析。此方法正常是對(duì)變壓器的受潮情況、絕緣老化等諸多問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)，可查找之所以造成故障的原因。在具體試驗(yàn)中要借助介質(zhì)損失角測(cè)試儀等、結(jié)合電力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況和相應(yīng)的技術(shù)要求試驗(yàn)獲取測(cè)量數(shù)值，需保障所獲取的數(shù)值在出廠試驗(yàn)數(shù)值的1.3倍內(nèi)。此外，借助對(duì)tanδ和外部施加電壓，對(duì)曲線關(guān)系進(jìn)行觀察，可了解到tanδ和電壓變化間的關(guān)系，進(jìn)而合理的判斷出絕緣內(nèi)部的裂縫缺陷。在對(duì)介質(zhì)損失角正切tanδ展開(kāi)試驗(yàn)測(cè)量的時(shí)候，正常情況下會(huì)應(yīng)用正、反接線等措施。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，在電力系統(tǒng)當(dāng)中變壓器是非常重要的組成，它在長(zhǎng)時(shí)間的工作中會(huì)受到多種因素而發(fā)生故障，進(jìn)而對(duì)運(yùn)行的穩(wěn)定性造成影響，甚至還會(huì)有經(jīng)濟(jì)上的損失。對(duì)此相關(guān)人員一定要提高重視，合理應(yīng)用電子試驗(yàn)方案，這樣一來(lái)不但可以及時(shí)有效的解決變壓器故障，還能節(jié)省相應(yīng)的投入，提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，并在最大程度上增強(qiáng)工作效率。