電氣試驗(yàn)在變壓器故障及處理

陶俊任

(國網(wǎng)湖南省電力公司郴州供電分公司 湖南 郴州 423000)

電氣試驗(yàn)在變壓器故障及處理

陶俊任

(國網(wǎng)湖南省電力公司郴州供電分公司 湖南 郴州 423000)

變壓器是電力系統(tǒng)中調(diào)節(jié)控制的重要設(shè)備，它可以實(shí)現(xiàn)原電能高低壓轉(zhuǎn)換控制，在電能傳輸和運(yùn)送的過程中，變壓器作為變電站的中轉(zhuǎn)站，在維持區(qū)域供電安全調(diào)度作業(yè)中發(fā)揮重要的作用。文章主要分析了電氣實(shí)驗(yàn)在變壓器中的故障及處理，通過相關(guān)的數(shù)據(jù)來排查故障，保證了電路安全可靠地運(yùn)行。

電氣試驗(yàn)；變壓器；故障處理

引言

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于電力的需求越來越大，要求越來越高，電能的應(yīng)用范圍也越來越廣，這進(jìn)一步刺激了電力的發(fā)展。尤其是在變壓器方面，電力系統(tǒng)之中最主要的組成部分就是對(duì)于變壓器的運(yùn)用，與其他電力設(shè)備相比較，其具有很小的故障發(fā)生幾率。由于變壓器不可替代的作用，倘若一旦發(fā)生故障，就會(huì)影響整個(gè)線路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以準(zhǔn)確判斷故障的類型，通用合理的措施來解決問題顯得十分重要。本文探討了變壓器及常見故障，并運(yùn)用電氣試驗(yàn)的方法對(duì)變壓器的故障進(jìn)行判斷，方便接下來的故障處理。

一、變壓器介紹

(一)變壓器的作用和分類。變壓器是是供電常用的裝置之一，一般由磁芯、初級(jí)線圈和次級(jí)線圈這三部分構(gòu)成。其主要作用是隔離，穩(wěn)定，阻抗變換，變換電流，變換電壓等，變壓器應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理，具有良好的實(shí)際性能。可以將變壓器分為配電變壓器、干式變壓器、組合式變壓器、油浸式變壓器等。

(二)變壓器的常見故障。變壓器由于本身的一些缺陷問題 ，在實(shí)際的使用過程中存在很多故障，這對(duì)居民的生活工作造成了很多的不便，帶來一些難題。變壓器常見故障如下：

(1)當(dāng)變壓器壓力變得很大的時(shí)候，會(huì)直接燒斷保險(xiǎn)絲或接線柱，使得一些高壓的套管出現(xiàn)嚴(yán)重的錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致電力設(shè)備無法送電。

(2)天氣也是一個(gè)重要的影響因素，當(dāng)出現(xiàn)雷電交加，狂風(fēng)暴雨等惡劣天氣時(shí)，嚴(yán)重影響了變壓器的送電過程，也會(huì)使變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞。

(3)變壓器在送電或者停運(yùn)的過程之中，電壓或者為零，或者達(dá)到很高的程度，這種極不穩(wěn)定的情況會(huì)燒毀一些自我保護(hù)能力較低的設(shè)備。

(4)變壓器的噪音問題。當(dāng)變壓器發(fā)出很大的聲音時(shí)，會(huì)使得油箱以及散熱管變形，產(chǎn)生滲油，漏油等情況，從而使得儲(chǔ)油柜，安全氣道向外面噴油，不僅僅造成環(huán)境的污染，還會(huì)影響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

(5)變壓器在冷卻的時(shí)候，可能出現(xiàn)溫度失常的情況，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致失火，隨著溫度的不斷上升，還會(huì)損壞附近的設(shè)備。

二、變壓器故障分析步驟

變壓器工作時(shí)容易受所帶的負(fù)荷經(jīng)常發(fā)生改變和各種氣候變化的影響，由于絕大部分安裝在室外，增加了發(fā)生故障的概率。所以變壓器需要定期進(jìn)行試驗(yàn)和巡視，以下是用電氣試驗(yàn)對(duì)變壓器故障的判別方法：

(一)異常判斷。①變壓器的每個(gè)重要指標(biāo)都有正常的范圍，在判斷設(shè)備是否存在故障時(shí)，要注意進(jìn)行對(duì)比。不能只根據(jù)一次的結(jié)果來判定，要結(jié)合所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)，加上經(jīng)過多次分析計(jì)算以后，比較結(jié)果的測定值與導(dǎo)則的注意值，并做出綜合判斷。②進(jìn)一步熟悉設(shè)備的結(jié)構(gòu)，新設(shè)備在安裝及大修后的投運(yùn)前，應(yīng)對(duì)性能進(jìn)行綜合的評(píng)定。

(二)故障觀察。①診斷變壓器故障的關(guān)鍵是熟悉和掌握變壓器內(nèi)部狀態(tài)和結(jié)構(gòu)，如變壓器內(nèi)部的油質(zhì)情況、絕緣狀況、引線走向、絕緣結(jié)構(gòu)等；②比較原則，檢查比較變壓器本身的不同部位之間的狀況，如局部溫度是否有突變，或者油箱箱體溫度分布是否變化均勻；③結(jié)構(gòu)原則，變壓器的外部條件也是影響其性能的重要因素，診斷變壓器故障，還需確定是否發(fā)生過電壓或諧波、是否發(fā)生過出口短路等情況。

(三)試驗(yàn)分析。首先盡量在故障前發(fā)現(xiàn)缺陷，要著手分析變壓器運(yùn)行時(shí)的油溫、油位、聲音、油的色譜分析等各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。電氣試驗(yàn)對(duì)診斷變壓器故障性質(zhì)、發(fā)現(xiàn)變壓器缺陷有決定性的作用，是一種能夠保證電力變壓器安全可靠運(yùn)行的重要措施，主要通過試驗(yàn)和驗(yàn)證規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定，以及變壓器的機(jī)械特性、電氣特性及絕緣性能等，實(shí)現(xiàn)快速的查找變壓器存在的缺陷，并及時(shí)診斷。

三、電氣試驗(yàn)在診斷變壓器故障中的必要性

電力系統(tǒng)中的變壓器是正常運(yùn)行供電的重要輔助設(shè)施，是電力傳輸?shù)暮诵模Ｕ狭司用裼秒姷陌踩？梢詫?shí)現(xiàn)不同地區(qū)不同電壓數(shù)值的需求，是千家萬戶，各行各業(yè)的必經(jīng)之路。但隨著外界自然環(huán)境或變壓器內(nèi)部發(fā)生變化，會(huì)嚴(yán)重?fù)p害其內(nèi)部零件，運(yùn)用電氣試驗(yàn)的方法可以在根源上對(duì)故障進(jìn)行判斷，減小故障帶來的損失。要求電力系統(tǒng)工作人員對(duì)故障進(jìn)行初步分析，定期進(jìn)行檢修，首先要觀察各個(gè)數(shù)值是否在標(biāo)準(zhǔn)的范圍之間，判斷是否有出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。要注意由于數(shù)據(jù)的偶然性造成的判讀錯(cuò)誤，通過多次采集數(shù)據(jù)來避免；之后檢查設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)，觀察是否有生銹，零件是否損壞等；最后，整體把握發(fā)生故障的原因，全局監(jiān)控變壓器運(yùn)行的狀態(tài)。

四、電氣試驗(yàn)的具體處理方法

電氣試驗(yàn)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)來評(píng)估故障狀態(tài)下電力設(shè)備的性能，是一種針對(duì)電氣設(shè)備的全方位檢測方式。以下是具體的電氣試驗(yàn)處理方法，采用不同的試驗(yàn)方法，可以帶來更加準(zhǔn)確、全面的數(shù)據(jù)。

(一)泄漏電流和絕緣電阻試驗(yàn)。當(dāng)直流電壓直接作用于介質(zhì)上時(shí)，有三部分電流通過介質(zhì)，即幾何電流、吸收電流和傳導(dǎo)電流。其中幾何電流是一種充電電流，作用及其短暫，在短時(shí)間內(nèi)加壓可以達(dá)到很高的值，然后迅速下降到零。傳導(dǎo)電流即泄漏電流，與加壓時(shí)間無關(guān)，其值保持恒定，它的數(shù)值決定了絕緣內(nèi)部有無局部缺陷、是否表面臟污或受潮，測量的絕緣電阻值對(duì)應(yīng)著傳導(dǎo)電流。吸收電流則與測量的絕緣電阻吸收比 有很大的關(guān)系。測量變壓器繞組吸收比、泄漏電流、絕緣電阻能有效地檢測出貫穿性的集中缺陷，例如引線靠殼、絕緣子破裂等，同時(shí)也可以檢測變壓器部件表面受潮以及絕緣整體受潮。

(二)直流電阻試驗(yàn)。進(jìn)行直流電阻試驗(yàn)時(shí)，用變壓器直流電阻測試儀測量高壓側(cè)線組各擋或低壓側(cè)線組的直流電阻，正確連接測試儀的變壓器繞組的出線端子和四根測量線， 避免出現(xiàn)失誤。對(duì)于有分接的繞組，應(yīng)首先測試所有的分接位置，被測試?yán)@組充電時(shí)打開儀器電源開關(guān)，并讀取顯示的測量值，認(rèn)真記錄環(huán)境溫度和其他試驗(yàn)結(jié)果。 結(jié)果中的電阻主要用于觀察變壓器的導(dǎo)電性，判斷變壓器各個(gè)開關(guān)接頭、內(nèi)部導(dǎo)線和其他導(dǎo)線接頭是否接觸良好，這對(duì)于分析變壓器相關(guān)的性能具有重要的作用，測得的數(shù)據(jù)和出廠數(shù)據(jù)相比，誤差率一般在2%以內(nèi)。

(三)短路試驗(yàn)。變壓器的短路試驗(yàn)的作用是測量額定電流下的阻抗電壓和短路損耗，其意義重大，對(duì)于電源和其他線路的短路測定，與一般空載試驗(yàn)相同，不同的是需要人為對(duì)非電源側(cè)的繞組進(jìn)行短路。一般情況下，110kV 及以下相間偏差小于3%，初值差小于5%；220kV 及以上相間偏差小于2%，初值差小于3%。變壓器的短路試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)很多問題，比如帶負(fù)荷調(diào)壓的電抗繞組匝間短路、變壓器的軛鐵梁、板壓環(huán)和電容環(huán)、屏蔽、油箱壁、油箱箱蓋或套管法蘭等附加局部過熱或損耗過大，這是由于漏磁通所引起的，或者低壓繞組中并聯(lián)導(dǎo)線間換位錯(cuò)位或短路，其一般出現(xiàn)在大型電力變壓器中。

五、結(jié)束語

為確保變壓器的正常運(yùn)行，需要電氣工作人員更加重視其維護(hù)與保養(yǎng)，定時(shí)檢查變壓器的各項(xiàng)測試數(shù)據(jù)，與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)找出故障所在。電氣實(shí)驗(yàn)間接確保了變壓器的安穩(wěn)可靠運(yùn)行，很好地監(jiān)測變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，將事故的發(fā)生概率進(jìn)一步減小，提高了變壓器的使用壽命。通過測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)判，依靠電力試驗(yàn)解決其中的缺陷，減小了企業(yè)的損失，保證了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

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陶俊任(1984.06-)，男，本科，高級(jí)工，主要從事電氣試驗(yàn)工作。