電力變壓器絕緣故障的分析與診斷

摘 要：現在，國內的電力體系的作戰策略是把西部地區的電向東輸送、南北方的電相互供應、全國連接的狀態，電力變壓設備是電力設備中最為關鍵的設備，其正常安全工作對于整個電網的運行來講都有著很關鍵的作用。電力變壓設備中的絕緣材料大多是絕緣油以及絕緣紙，在長久的工作中，這些絕緣材料肯定會受到不同程度的老化，進而會導致電力變壓設備事故的發生，根據調查資料顯示，很多電力變壓設備事故都是因為絕緣而產生的，文章主要針對這種現象進行了討論，針對相關的絕緣事故判斷措施展開了研究。

關鍵詞：電力變壓器；絕緣故障；故障診斷

1 變壓器故障診斷概述

伴隨著輸電電壓級別的持續提升，變壓設備的含量以及電壓級別也隨之有所提升，對變壓設備的安全穩定性要求也越來越高。為了保證變壓設備能夠安全穩定的工作，對變壓設備的事故判斷就顯得十分重要。實踐表明，變壓設備的事故很多都是因為絕緣物質造成的，經過變壓設備的絕緣事故判斷，可以及時精準的清楚變壓設備中潛在的危險，進而避免重大事故的出現，對電力體系的正常安全工作有著關鍵的作用。

2 電力變壓器故障診斷的意義

最近幾年，國內的電力體系電壓級別的持續提升，現在最根本的工作就是完成電網以及電網智能化，一年內進行改革亦或是開發建立新變電所差不多有一千多座，電力工業的飛速前進帶領著更多的電力電器的發展，為了能夠確保電力體系的正常工作，要對每一個項目狀態都要進行監督檢測，對于電器絕緣狀態的判斷也一定要多加注意。發電設備單機的能量越來越高，電力變壓設備在電壓級別上也隨之有所增加，這對穩定性的要求也隨之提升，我們都清楚，電力變壓設備在各個類型的電器中都很關鍵的作用，根據調查得知，電力變壓設備發生事故的次數也是最多，對電力體系的正常安全運行有著影響，假如電力變壓設備不能夠正常工作，整個電網就癱瘓不能工作，并且維修難度高。在國內許多的變電所中的電力變壓設備已經到了要更換的年限，但因為資金的原因，還是在使用著應該更換掉的設備，仍在繼續作業，這些差不多將近報廢的設備，其絕緣性也幾乎起不到任何絕緣效果，發生事故率的危險性極高。我們能夠清楚，對于這些電力變壓設備開展必要的事故判斷具有關鍵的作用。

3 電力變壓器絕緣故障產生的原因

將多年的運行經驗進行總結，發現電力變壓器絕緣故障產生的原因主要有以下方面：（1）有一些電力變壓器在設計時，采用的是薄絕緣，油道較小，它們的工作壽命很短，將其投入電力系統運行的時間不宜過長，很快就會出現故障；（2）電力變壓器要求其內部具有較高的清潔度，運行中發現，即使是在里面參雜有極少量的金屬雜質，都會影響到爬電距離，在運行的過程中形成局部放電，造成不良后果；（3）電力變壓器的各相之間需要具有足夠的絕緣裕度，否則很容易造成相間短路，此時，如果將絕緣隔板加入到各相間，短路故障將引起相間電場強度的改變，最終導致隔板產生樹狀放電；（4）絕緣成型件在制造的過程中，如其表面或者是內部受到了導電質的污染，在投入運行時，其內部會發生局部放電現象，從而造成絕緣件的表面放電，使得絕緣作用失去效果；（5）在設計電力變壓器的過程中，油道的設計是十分關鍵的，如果設計不合理導致絕緣油的流速太快，會引起流油帶電的現象；（6）投入運行的變壓器在運行中經常會引起絕緣油的污染，大大降低了其絕緣強度，從而降低了整體的絕緣性能；（7）變壓器的郵箱通常設計為局部密封，一旦這種密封失效，導致水分進入到變壓器的內部，將嚴重影響變壓器的絕緣強度，甚至會引起鐵芯構件的擊穿；（8）長時間的投入運行，絕緣油會出現老化現象，絕緣油的溫度長時間處于過高狀態，會加速油泥的形成。

4 電力變壓器絕緣故障診斷技術

4.1 絕緣油硫腐蝕的故障診斷

近年來，根據相關資源得知，變壓設備的事故是因為油硫腐蝕造成的，在長時間的工作后，變壓設備中的線圈會因為和硫接觸出現被腐蝕的現象，這個已經慢慢的引起有關工作者的注意，這種事故主要表現的特點有：在電壓高、容量大的變壓設備上形成的次數較多，并且，還會在高壓繞組中產生，這種腐蝕與變壓設備在工作中設備各個位置的溫度有著緊密的關系；被硫腐蝕的高壓繞組會有藍紫色亦或者淺灰色的物質形成，對其進行研究表明這些物質是硫化亞銅，這種物質具有導電性，在很大程度上對絕緣體的絕緣性產生了不良的影響。

4.2 絕緣油中溶解氣體診斷

電力變壓器在運行過程中，會受到空氣中氧氣和水分滲入的影響，這些因素會引起絕緣材料的性能下降。在老化作用下，變壓器中的絕緣油和絕緣紙在物理和化學性能上都會發生很大變化，故障時，變壓器內部的烴類物質通過鍵斷裂的形式產生大量的一氧化碳、二氧化碳等物質，隨著故障的持續，這些氣體會形成大量氣泡，不斷溶解于油中，因此，對油質進行分析，能夠判斷出變壓器絕緣老化以及故障的嚴重程度。相關研究表明，通過對變壓器中絕緣油溶解氣體的氣相色譜分析，可以分析出變壓器存在的潛在故障。

4.3 人工智能在線變壓器中的故障診斷

經過對電力變壓設備油中融化氣體的解析，能夠推斷出事故的種類，進而精確的判斷出變壓設備事故是現在最常見的一種，不過溶解氣體過程是很繁瑣的，并且形成事故的原因也并不是單一的一種，是由很多的原因而產生的，這就需要工作者要有很豐富的實踐經驗，花費足夠的時間以及精力，去處理這一困難，國際以及國內開始對設備的在線工作情況進行監督檢測，所以建立了很多人工智能化的判斷措施。人工智能措施，看名字就能夠知道，它是模擬人類的思考判斷形勢，把電力變壓設備的絕緣油溶解氣體得到的數據進行解析，找到問題所在，同時處理每種事故之間繁瑣的關系，并且，還可以隨著環境的改變主動的調整診斷，在很大程度上節省了人力。人工智能判斷措施的研究開發，獲得了廣大人們的關注，其主要措施是：神經網絡、專家判斷、模糊數字等，這里，神經網絡措施是現在電力變壓設備絕緣事故檢查判斷使用中最被看好的一種措施。

5 結束語

文章主要說明了電力變壓設備事故判斷的主要方法，對于其絕緣物質老化情況，建議出了相關的具體措施，我們應該清楚，在實際操作工作中，電力變壓設備出現事故不僅僅是因為一種原因造成的，而是一個很繁瑣的程序，所以，要對多個數據進行解析，在橫向以及縱向上綜合進行分析。并且，要采用多種措施與方法，提升事故的判斷率以及精確率。總而言之，電力變壓設備的絕緣事故判斷現在依舊是我們探索研究的學科，要人們更加努力的去完成，持續的探究開發出新的判斷措施，為電力體系的正常安全工作提供保障。

參考文獻

[1]馮運.電力變壓器油紙絕緣老化特性及機理研究[D].重慶：重慶大學，2007.

[2]賈輝，李大偉，楊明洙.油浸電力變壓器受潮故障分析與處理[J].中國電力.

[3]楊啟明.電力變壓器的狀態維修與在線監測[J].上海電力學院學報，2008.