淺談綜合利用油化和電氣試驗數據進行變壓器故障診斷

魯茜

摘要：變壓器作為電力事業的重要部件，其固有性能和運行狀態的提升尤為關鍵，在現代化科技的推動下，變壓器在應用場合和使用可靠度方面都有了進步，但依然需要針對故障問題做出分析改進。常用的方式包括對油和電的檢測，本文介紹了油化與電氣試驗對變壓器故障診斷的作用。

關鍵詞：變壓器故障;油化試驗;電氣試驗

現今變壓器可利用在居住、生產等方面，但如果變壓器運行出現故障，就會發生斷電，甚至發生其他危險事故，所以準確及時地診斷問題，控制變壓器故障的連鎖反應是電力公司需要加強研究的課題，油化和電氣試驗的工作成果較為突出，以下將展開說明。

一、油化試驗作用

當變壓器處于電路中的工作環境時，會利用到變壓器油，它們會在低溫時凝結，在高溫時分解為氣體和水，屬于明顯的烷烴類礦物油。利用變壓器油的性質可以在變壓器帶電區域外形成保護隔離層，避免電流的泄露和回路的短路。另外，利用油的循環流動還可以帶走變壓器工作產生的熱量，使變壓器的工作狀態趨于穩定，變壓器油更重要的作用是及時制止電弧的產生，防止變壓器被燒毀和擊穿。變壓器油化試驗主要依靠的是油色譜分析和其余理化實驗手段，當變壓器可能存在故障時，收集并測算變壓器油中溶解氣體的含量進行分析，以及通過油的顏色、水分、酸值、介損值、耐壓值等參數的測定，即可了解變壓器所處的工作狀態。

二、油化試驗的油色譜分析方法

（一）測定溶于油的氣體組成含量

經過變壓器的電流總會產生熱量，造成油中發生氣體分解現象，而不同溫度下不同氣體的含量也有所區別，油色譜分析則可以提取變壓器油，對其中的甲烷、乙烷、氫氣、乙炔等氣體進行細致的劃分。如果氣體含量出現異常波動就說明變壓器存在故障，所以在實際工作中常常要為變壓器配備實時在線監測系統，為氣體傳感器制定工作周期，但僅靠當前的傳感器設備并不能達到較高的精確度，也不能直接接觸變壓器，需要配合油氣分離系統才能更好地收集各氣體并檢測濃度。還有一些變壓器油色譜需要額外的輔助工具，如針筒、導管等。最后將色譜的變化數據送到處理系統中對氣體進行分類計算，確定氣體的組成含量。

（二）衡量變壓器油氣轉化的速率

在油色譜分析方法中，上述的氣體含量檢測是較為常用的故障檢測方式，但在一些實際變壓器出現故障的狀態下，經由檢測氣體組成含量并沒有明顯缺陷，故而就應考慮是由于通過變壓器電流的異常變化，使溫度異常升高，導致油中氣體溶解速率加快，脫離了正常范圍。所以基于此類情況可以分次取樣獲取變壓器油中的某類氣體變化情況，根據絕對產氣速率或相對產氣速率的計算公式判別實際氣體產率發生的異常，以便及時獲取故障信息，進而針對變壓器硬件性能、電流負載、絕緣變化和老化程度等進行具體分析。除故障分析外，用產氣速率的計算統計也可以提高氣體在線檢測的準確性，為變壓器日常工作控制提供依據。

三、電氣試驗的作用

最基本的變壓器是由機械線圈繞組、鐵心和外殼組成的，可以借助線圈的電磁感應實現變電功能，所以作為與電力直接相關的部件，對其進行電氣試驗是非常必要的故障排查手段，特別是經由此項操作可以分析出變壓器的物理損傷，對電流和阻值有明確的判斷，對絕緣、供電、變電等電氣信息進行良好的掌握。具體電氣實驗的工作過程中，涵蓋的內容較為豐富，運用的手段也更加專業，并且無論是在實驗室還是現場檢測都帶有一定的危險性，要求工作人員不僅能掌握專業的電力檢測知識，還要有豐富的安全經驗，以此順利完成各項變壓器試驗項目。變壓器電氣故障檢測主要取決于電壓的數值、電阻的異常、繞組的功率、線路的短路等問題，萬用表、絕緣電阻表、鉗形電流表、介損儀、直流電阻測試儀等都是電氣試驗的常用工具，它們可以實現不同的試驗目的，以此判斷是否與變壓器正常工作標準有所出入，排查電氣故障問題。

四、油化和電氣試驗的比較

（一）油色譜的故障診斷特點

油色譜試驗，尤其是其中的氣體含量分析項目已經成為較為主流的變壓器故障診斷方式，目前可借由脫氣系統和色譜儀較為迅速準確地獲取必要的氣體信息，并且隨著在線監測和多組監測模式的建立，油色譜分析的工作效率、適應環境等都取得了很大的提升，人們只需要正確地提取少量樣品就能分析出故障所在，甚至可以提前預知，當變壓器出現故障的苗頭時就能給予反饋，原理較為簡單。而一些變壓器檢測的團隊缺少資金和技術，在油色譜的利用方面受到掣肘，支付不起過于昂貴的色譜設備。另外，由于技術發展有限，硬件設備和操作手段仍然很難達到理想狀態，這使得油色譜分析在變壓器診斷中的應用受到了制約。

（二）電氣試驗的故障診斷特點

首先，電氣試驗運用的知識主要以電工電子為主，使用的試驗手段也更加的專業，目前針對變壓器故障診斷主要有電橋法、消磁法、電阻快速測量儀、帶電測量等，這些試驗過程在電氣領域中相對比較成熟穩定，但各自都存在明顯的優缺點和適用范圍，需要工作人員不斷地學習和熟悉。另外由于電氣試驗的涵蓋領域廣泛，理論上可以完美地診斷出變壓器的故障，但如果不注意電氣預防性試驗的應用，就難以有效避免變壓器故障的發生。

五、油化與電氣試驗的結合應用

更多地利用兩者的優勢特點，將會創建出更好的變壓器故障診斷優化系統，在現今的許多電氣工程中都同時采用各類油化和電氣檢測措施，相互搭配，互相彌補，并取得了較為完善的工作成果。通常情況下，當變壓器故障發生時先要考慮及時趕赴現場，進行大致的機械檢測和電氣檢測，如設備外觀、差動保護都是需要注意的。另外，如果故障不能馬上處理，則需要同時結合油色譜數據和多種電氣試驗方法進行深入的信息分析，積極尋找變壓器故障原因，判斷是安裝問題、還是負載問題。

結語：

綜上所述，變壓器是社會電力運轉的核心之一，針對其故障問題不僅要及時處理，還要日常預防，經過油化試驗和電氣試驗的綜合分析，將會全面地體現出變壓器的異常信息，為工作人員提供故障診斷的準確依據。

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