電力變壓器故障診斷技術的研究

王帥

摘要：現階段，科學技術的發展迅速，現代化建設的發展也有了很大的進步。在電力行業運行及發展中，為了保障電力系統運行的安全性、穩定性，應該定期對變壓器進行檢修及大修，以保證電力變壓器運行的穩定性。文章以油浸式電力變壓器的使用特點為例，總結狀態檢修以及故障診斷方法的確定，有效避免油浸式電力變壓器運行中存在的限制性問題，通過內部故障以及外部故障的分析，進行設備運行狀態的檢修，提高油浸式電力變壓器運行的穩定性，推動電力行業的發展。

關鍵詞：電力變壓器;故障診斷技術;研究

引言

電力變壓器故障診斷技術能夠檢測出變壓器運行中發生的故障，并對故障類型做出準確判斷。絕緣油試驗就是一種很重要的故障診斷方法，該方法能夠有效排查變壓器的潛在故障，保障變壓器的正常運行。我國對變壓器設備的維護主要實行定期檢修制度，依靠人工巡檢的方法周期性的檢驗和維護電力設備，即對設備進行預防性試驗。如何科學合理地利用變壓器的故障信息，準確判別變壓器的故障類型和嚴重程度，是電力變壓器狀態檢測和維修的關鍵。本文基于實際中應用最廣泛的油浸式變壓器故障診斷法，分別從變壓器在線和離線診斷技術對變壓器故障診斷技術進行探討，提出了變壓器遠程檢測技術的運用和發展前景，為判別變壓器受損情況和故障修復的技術發展提供依據。

1電力變壓器故障診斷和維護的問題

目前各地關于變壓器的診斷和維護方法存在很多問題，對于不需要維修的電力變壓器，或只有一個小問題且變壓器內部沒有故障可以正常工作的變壓器，維修人員仍然關閉電源進行維護。更有甚者對內部部件進行隨機更換，這會產生大量的財務資源、資料和其他不必要的浪費。變壓器經常修理就需要對變壓器進行多次拆卸，這增加了新設備出現故障的可能性。在維護期間，內部部件暴露在空氣中，導致灰塵和濕氣與變壓器的絕緣芯接觸，進而降低變壓器的絕緣能力。對于真正需要檢查的電力變壓器，由于它們沒有達到所需的檢查日期，或者因為沒有及時修復，問題將變得日益嚴重，最終變壓器出現故障。這不僅增加變壓器供斷電時間的增加，造成供電系統不穩定，還會對電力公司和社會產生嚴重影響，導致維護困難和維護、維修費用的增加。可以看出，傳統的變壓器故障診斷和維護方式已經不能滿足電力公司的發展需求。改善變壓器的預測維護模式將是電力公司的主要著手事項。

2壓器故障在線診斷法

變壓器在線檢測的目的是通過對變壓器運行過程中特征數據的采集和分析，通過計算比對判別出變壓器所處的運行狀態，從而在變壓器故障產生的初期就能感應到異常的運行狀態，并監測故障狀態的發展趨勢。這種方法可以連續且大量的采集變壓器設備的運行數據，反映迅速且準確度高，彌補了周期性預防試驗兩次檢查之間可能時間間隔過長的缺點。但實際變壓器運行狀態是復雜且時變的，在數據收集的過程中普遍面臨著大量噪聲干擾的問題，如何科學合理的對數據進行降噪處理，提高數據的精確性和可靠性也是在線監測技術亟待提高的方面。另外，在線監測的狀態分析環節需要收集大量的實時運行數據作為支撐，而如何存儲這些海量數據也是該技術需要解決的問題之一。

2.1氣相色譜在線檢測技術

氣相色譜儀被廣泛應用在各種變壓器的故障檢測中，該方法具有便捷、高效、靈敏等優良特點，可以快速檢測變壓器油中所含各種氣體的濃度。氣相色譜在線檢測技術的核心步驟是油氣分離。目前在實際工程中應用最廣泛的是通過高分子膜來進行油氣分離。高分子膜對于不同的氣體分子具有選擇透過性，可以直接過濾出樣品油中需要測定的目標氣體，該方法的操作流程相比于振動脫氣、鼓泡法等傳統方法更加簡單。

2.2紅外光譜在線檢測技術

紅外光譜技術可以直測定油溶氣體的類別和濃度，具有快速準確、非接觸性及容易操作等特點。實際工程中一般使用HW-500紅外氣體分析儀，該檢測器對熱效應的敏感度很高，可以直接對油溶氣體做定量分析。雖然紅外光譜儀可以迅速準確的檢測多種氣體，但是它無法感應變壓器發生故障時產生的H2且成本昂貴，所以人們近年來更加注重光聲光譜技術在診斷變壓器故障方面的研究。

3變壓器故障離線診斷法

目前，我國對于大型變電站和變壓器都采用預防性定期離線檢查，即將待檢測的變壓器退出運行電網后進行檢查和維護。這種定期的離線維護主要是為了將已經投入運行的設備周期性的恢復至接近新設備的性能狀態，可以最大程度的預防故障的發生并能夠在故障早期就及時消除設備缺陷。所以即使變壓器正處于穩定良好的工作狀，也必須按照檢修規范定期進行離線檢查。由于變壓器的離線診斷是需要將其退出運行電網的，診斷時的試驗環境與變壓器的實際運行環境存在顯著差異，所以離線診斷所反映的結果會與實際情況存在一定的差異，其檢查結果也并不是完全可靠的。這種差異主要是因為變壓器試驗時的加壓方式和實際運行不同而導致的。

3.1直觀檢查法

技術人員直接進入配電室檢查室內基本電器元件和線路是否存在燒損、冒煙、絕緣損壞、異常放電痕跡和設備爆炸損壞等現象。該方法簡單直觀，但對故障狀況分析的程度不夠深入，往往只能在變壓器發生故障之后對最為明顯的故障原因進行大概的初步判斷，是最基本和簡單的檢查方法。

3.2電氣預防性試驗法

電氣預防性試驗法是一種評估電力變壓器性能指標是否正常的方法，該試驗的方法和種類較多，但實施流程往往較為繁瑣。有些試驗必須要將變壓器拆解之后才可進行，有些需要與其他試驗項目同時進行，有些則是變壓器投入運行之后定期檢查的測試項目，有些需要在特殊環境下才可進行;如交流耐壓試驗就是一種破壞性試驗，這種試驗對變壓器和電力線路的耐壓要求都很高，現場條件一般很難滿足，并且對變壓器設備進行頻繁的拆裝并不利于設備的維護。

3.3超高頻檢測技術

通過油浸式電力變壓器在線故障檢測技術的分析，通過超高頻檢測技術的運用，可以有效提高局部放電測量的頻率，而且，在測試系統安裝中，也可以提高設備故障檢修的及時性。但是，在超高頻檢測技術運用中，存在著變壓器內部結構相對復雜的問題，若缺少有效的控制策略，會影響檢測的有效性。因此，在油浸式電力變壓器在線故障檢測中，應該通過故障發生原因的分析，構建針對性的解決策略，以保證故障檢修的整體質量。

結語

電力變壓器是組成電力系統的重要成分之一，其安全運行直接影響著整個電網供電的高效性、可靠性、穩定性。目前，我國已有很多投入運行多年的變壓器，這些多年運行的變壓器往往存在如絕緣老化等很多嚴重的安全隱患，發生故障的概率會隨著運行年限的延長不斷增大。由于現代社會生產生活對電力的高度依賴，變壓器一旦發生事故將會導致該區域停電停產，有時甚至產生嚴重的社會經濟和政治損失。因此，深入的研究電力變壓器故障診斷技術，對于電力系統長期保持穩定、安全、高效的運行具有重要的理論和實際意義。

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（作者單位：廣州西門子變壓器有限公司）