電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的應(yīng)用

閆鵬飛

山東送變電工程公司

電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的應(yīng)用

閆鵬飛

山東送變電工程公司

伴隨著我國(guó)的發(fā)展，電力的需求越來(lái)越大，刺激了電力的發(fā)展。現(xiàn)在的人們對(duì)于電力的要求越來(lái)越高，尤其是在變壓器方面，變壓器的運(yùn)用是是電力系統(tǒng)之中最主要的組成部分。它與其他電力設(shè)備相比之下，發(fā)生故障的幾率相對(duì)較小。但是一旦發(fā)生故障，需要確切的進(jìn)行判斷，判斷故障的類(lèi)型，以便使用恰當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)解決問(wèn)題。本文是針對(duì)變壓器以及常見(jiàn)故障分析，對(duì)于缺陷進(jìn)行討論，還對(duì)電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷變壓器故障的措施進(jìn)行描述。

電氣試驗(yàn)；變壓器；故障分析

1 變壓器故障處理必要性

近年來(lái)，電力科技水平不斷提升，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)所配備的專(zhuān)用電力設(shè)備更加多樣化，35kV變壓器是未來(lái)電力工程改造不可缺少的裝置。從實(shí)際應(yīng)用情況分析，35kV變壓器所設(shè)定的功能類(lèi)別較多，適應(yīng)了大范圍電網(wǎng)操作模式運(yùn)行要求，從而促進(jìn)了35kV變壓器的普及應(yīng)用。變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備， 會(huì)受到電場(chǎng)的作用、導(dǎo)體發(fā)熱的作用、機(jī)械力損傷、化學(xué)腐蝕作用以及大氣條件的影響等，在這些外界因素的影響下，可能逐漸產(chǎn)生缺陷，甚至發(fā)展為故障，而電氣試驗(yàn)是能夠保證電力變壓器安全運(yùn)行的重要措施，對(duì)發(fā)現(xiàn)變壓器缺陷、診斷變壓器故障性質(zhì)具有決定性的作用。

2 變壓器故障分析的直觀(guān)判斷方法

電氣工作人員對(duì)變壓器進(jìn)行巡查過(guò)程中，一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的工人可以通過(guò)對(duì)聲音、振動(dòng)、氣味、變色、溫度等現(xiàn)象的微小變化，就可以判斷變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后進(jìn)行綜合分析，對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)做出最后判斷。

2.1 聽(tīng)變壓器運(yùn)行的聲音

電力變壓器正常運(yùn)行過(guò)程中，電流通過(guò)鐵心產(chǎn)生交變磁通就會(huì)發(fā)出嗡嗡的有節(jié)奏的電磁聲，聲響的大小和運(yùn)行電壓和負(fù)荷電流的大小成正比。如果聲音的節(jié)奏、頻率和音量發(fā)生改變，電力變壓器內(nèi)部可能出現(xiàn)了故障。

2.2 外觀(guān)判斷變壓器的油溫、油位

電力變壓器的油位和油溫異常會(huì)造成電壓器故障。如果變壓器內(nèi)的油標(biāo)管油位出現(xiàn)大幅度地波動(dòng)，就反映出電力變壓器的油溫出現(xiàn)異常。油溫不正常可能是電力變壓器的冷卻器出現(xiàn)損壞，冷卻器不工作，變壓器內(nèi)部溫度必然升高。油位不正常有以下兩種原因造成，電力變壓器的運(yùn)行溫度過(guò)低或出現(xiàn)油氣滲漏，液位波動(dòng)大；電力變壓器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，油標(biāo)管內(nèi)會(huì)有少量空氣，空氣下沉后占據(jù)一定的體積，采用真空注油法以排除繞組中的氣泡。

2.3 顏色、氣味發(fā)生變化

套管連接端部發(fā)熱氧化，局部顏色變深。放電揮發(fā)出臭氧氣味，繼電器內(nèi)有氣味，可能是由于過(guò)熱引起的。這些表觀(guān)現(xiàn)象，通過(guò)仔細(xì)觀(guān)察，可以判斷出變壓器的初步故障。

3 電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的應(yīng)用

3.1 絕緣油試驗(yàn)

進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，變壓器是電力系統(tǒng)裝置，容易發(fā)生漏電，因此變壓器必須進(jìn)行絕緣性測(cè)驗(yàn)。絕緣油優(yōu)點(diǎn)如下：(1)流動(dòng)性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)其他絕緣材料不能發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)。變壓器里的油箱發(fā)揮的是絕緣功能。(2)分子間距離小，能隔絕空氣，外界空間潮濕也影響不了設(shè)施材料使用期限。(3)油溫、油位的變化能直觀(guān)反映變壓器的運(yùn)行情況。絕緣油試驗(yàn)是針對(duì)外觀(guān)的觀(guān)察，測(cè)量?jī)?nèi)容有：油中空氣含量、水含量、水溶性酸pH值、酸值、油空界面張力等。繞組絕緣測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容為高壓繞組測(cè)試和低壓繞組測(cè)試。

3.2 變壓器直流電阻試驗(yàn)

直流電阻就是元件通上直流電，所呈現(xiàn)出的電阻，即元件固有的，靜態(tài)的電阻。變壓器直流電阻測(cè)量是變壓器試驗(yàn)中既簡(jiǎn)便又重要的一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，能有效的檢查出繞組內(nèi)部導(dǎo)線(xiàn)接頭的焊接質(zhì)量、引線(xiàn)與繞組接頭的焊接質(zhì)量、電壓分接開(kāi)關(guān)各個(gè)分接位置及引線(xiàn)與套管的接觸是否良好、并聯(lián)支路連接是否正確、變壓器載流部分有無(wú)斷路、接觸不良以及繞組有無(wú)斷路現(xiàn)象。試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定預(yù)防性試驗(yàn)中，1.6MVA以上變壓器，各相繞組電阻相間的差別不應(yīng)大于三相平均值的2%(警示值)，無(wú)中性點(diǎn)引出的繞組，線(xiàn)間差別不應(yīng)大于三相平均值的1%(注意值)；1.6MVA及以下的變壓器，相間差別一般不大于三相平均值的4%(警示值)，線(xiàn)間差別一般不大于三相平均值的2%(注意值)。

3.3 電氣試驗(yàn)判斷法的運(yùn)用

平常來(lái)說(shuō)，電氣試驗(yàn)可以準(zhǔn)確的判斷處變壓器的內(nèi)部潛在性的故障以及缺陷。但是在具體的試驗(yàn)之中，比如說(shuō)局部放電試驗(yàn)，短路試驗(yàn)，交流電實(shí)驗(yàn)，空載等項(xiàng)目中，難度較大，會(huì)增加負(fù)擔(dān)，需要注意方法。這項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目的復(fù)雜性和難度會(huì)隨著變壓器的電壓容量的增加以及變壓器等級(jí)的增加會(huì)增多更大的難度。在一些試驗(yàn)研究之中，色譜分析會(huì)使得結(jié)果更加好，對(duì)于有針對(duì)性的制定試驗(yàn)方案，減少了不必要的電氣試驗(yàn)，提高一些準(zhǔn)確率，可以有效地判斷內(nèi)部故障的效率，進(jìn)而進(jìn)一步加快事故的處理。

3.4 油中色譜分析法

(1)特征氣體組合法。對(duì)于正常運(yùn)行的變壓器，由于油和絕緣材料的緩慢分解和氧化，會(huì)產(chǎn)生少量CO2、CO、H2以及微量的低分子烴類(lèi)如CH4、C2H6、C2H4和C2H2等氣體，但其含量與故障產(chǎn)生的氣體量相比要少得多，這為識(shí)別故障下特征氣體的明顯增長(zhǎng)提供了有利條件。當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，主要原因是絕緣油和固體絕緣材料中的熱性故障(電流效應(yīng))和放電性故障(電壓效應(yīng))，此時(shí)，與故障性質(zhì)密切相關(guān)的特征氣體含量明顯的增加。

(2)三比值法。通過(guò)故障氣體的組合特征雖然能對(duì)產(chǎn)生的故障性質(zhì)和類(lèi)型作出推斷，但對(duì)介于兩類(lèi)型之間的故障則不易掌握。因此，還需要考察它們從數(shù)量上的比例關(guān)系，這種方法稱(chēng)之為三比值法。

綜上所述，伴隨電力的發(fā)展，對(duì)于電力的要求越來(lái)越嚴(yán)格，需要進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。這之中變壓器是對(duì)供電來(lái)說(shuō)必不可少的裝置，對(duì)于電力起到了很重要的作用。然而在供電過(guò)程之中，變壓器是存在很多的缺陷以及不足，這些會(huì)導(dǎo)致變壓器不能正常工作，因此為了使得變壓器的問(wèn)題少出現(xiàn)，減少企業(yè)的損失，進(jìn)行判斷必不可少。

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