電氣試驗在變壓器故障檢測中的應用

王丹

國網河北電力有限公司保定供電分公司， 河北省保定市 ?071000

摘要：變壓器是電力系統中常見的組成部分，在實際運行的過程中，其原理是利用電磁感應來為供電安全提供充足保障。然而，由于變壓器始終是處于一個運行狀態，容易出現設備老化、鐵芯故障、繞組故障等等問題，進而影響到正常供電。本文將結合實際情況，對電氣實驗在變電器故障檢測中的具體應用進行詳細分析。

關鍵字：電氣試驗;變壓器故障檢測;應用

目前，各個行業對于電力方面的需求都有所提升，這也就要求我國具有穩定的電網來為社會生產提供充足用電。變壓器作為主要的輸變電設備，在運行的過程中通常都是位于整個電力系統的末端，不管是數量還是容量都相對較大，因此其故障問題的出現會直接影響到整個電網的正常運行。因此，針對變壓器故障檢測，必須要采取有效的方式，這樣才可以保證以最快的速度完成檢測，為后續維修提供便利。

一、變壓器故障問題

就變壓器故障問題來進行分析，其故障往往是表現在兩個方面：第一，是繞組故障。這一故障時由于變電器在運行中，通常會受到短路方面因素的影響，致使電流對電網造成沖擊，從而導致變電器繞線部分因異常電動力持續發熱，最終引起線圈強度下降、出現繞組故障。根據對近幾年繞組故障問題出現的原因進行分析，可以發現短路沖擊已經成為引發該項故障的一個主要原因[1]。第二，鐵芯故障。在電磁感應的作用下，處于運行狀態的鐵芯部分會在磁場的作用下而出現鋼片長度伸縮的情況，而伸縮情況越嚴重，則鐵芯的變形程度就會越為明顯，進而導致振動頻率增加，并產生電磁信號誤差。若是變壓器鐵芯接地點超過2點以上，則硅鋼片之間的電位就會受因分布不均勻而產生環流，導致接地部分出現發熱的情況，最終引起變壓器故障。除此之外，能夠引起鐵芯故障的原因還有可能是來自于絕緣層、油污、箱體零件脫落等等狀況，需要檢修人員結合自身所掌握的專業知識，來科學選擇故障檢測方法。

二、電氣試驗在變壓器故障分析中的有效應用

（一）絕緣試驗

變壓器故障最容易出現的現象便是漏電，在電氣試驗中，絕緣試驗是一種重要的試驗，它具有顯著的優點。在進行絕緣實驗時，通常采用絕緣油作為介質，它具有流動性強、隔絕性好、直觀性明顯等特點，既能延長設備的使用壽命，又能通過直觀的現象對變壓器故障做出判斷[2]。繞組絕緣測試，包括高壓和低壓繞組測試，它們的主要區別就是三相接部位的連接方式不同，并在一定的時間內記錄相關數值：如絕緣電阻值、吸收比等。

（二）直流電阻試驗

直流電阻是變壓器所固有的靜態的電阻，通過分析電阻，可以直接對變壓器是否故障做出判斷。在試驗過程中，應首先將測試儀與變壓器進行連接，依次測定高壓、低壓側線組的電阻值，并記錄測量數據和測定溫度。電阻是衡量導電性的指標，對變壓器的直流電阻進行測量，可以對變壓器內部導線狀態進行掌握。直流電阻試驗能夠直接反映內部變壓器的導線的導電、連接情況，對于直流電阻試驗得出的數據，與變壓器出廠數據進行對比便可做出初步故障診斷：若偏差大于2%，則變壓器存在故障。直流電阻試驗操作簡單、準確、可行性高，是變壓器故障診斷常用的方法。

（三）絕緣電阻和泄漏電流試驗

在這一試驗過程中，需要一定的介質來傳導電流。當變壓器的直流電壓通過介質時，會伴隨三種電流，分別是傳導、吸收以及幾何電流。這三種電流具有本質的區別，對于幾何電流來說，它是一種瞬間電流，會極速降至0。而傳導電流則相對恒定，不會隨著電壓的變化而改變，它即是泄漏電流，也是測定的絕緣電阻值，這一數值能夠直接反映變壓器內部的絕緣部分是否存在故障。

（四）短路試驗

變壓器如果發生短路，會造成嚴重的設備損毀和安全事故，因此，需要進行短路測試來判斷是否會發生短路故障。短路試驗主要測定指標為短路損耗、阻抗電壓，通過對電源和線路的測定來完成。將短路試驗測定的數值與規定的標準進行比較，依據偏差大小對變壓器是否故障進行判斷。短路試驗的測定，能夠初步了解內部零件的損耗、運行溫度;阻抗電壓的測定能夠判斷短路的位置和變壓器內部的改變。這一試驗的可操作性也相對較高，在對非電源側進行試驗時，需要人為短路進行測定。

（五）耐壓試驗

變壓器耐壓試驗包括交流耐壓試驗和直流耐壓試驗兩種。前者又被稱之為串聯諧振耐壓試驗，由勵磁變壓器、變頻電源、電容分壓器和電抗器組成，其具有重量輕、體積小、易于現場作業等特點，但是也存在可靠性低、結構復雜、接線繁多、成本高等缺陷，因此為了解決上述問題，經過了20多年的實踐和研究，國內外出臺了一系列的規范和標準對其進行更改和修訂，從而使工頻及近似工頻（30～300Hz）交流耐壓試驗在世界范圍內得到有效的推廣和應用[3]。如今，我國大部分地區和公司用交流耐壓試驗來取代直流耐壓試驗，并制定了與之相對應的規范和標準，為變壓器故障的分析奠定了良好的基礎。

（六）局部放電試驗

局部放電試驗可以有效檢測出變壓器主、縱絕緣結構中所出現的安全隱患，是評價變壓器絕緣性能的關鍵手段。變壓器局部放電試驗系統主要包括發電機組、補償電抗器、中間變壓器等測量回路和試驗回路。其一般需要對變壓器各側中性點的接地情況、套管CT二次短路接地、變壓器周圍空間有無懸浮物、變壓器本體接地狀況等進行檢查。在工作現場，一般通過對被試變進行分相加壓的方法進行檢測，通常需要將試驗電壓施加到變壓器低壓側繞組上，通過改變高壓分接檔和接線方式的位置來確保各側電壓均達到試驗電壓值。

結語：

總的來說，電氣試驗的進行，可以非常有效地檢查出變壓器在日常使用中所存在的隱性故障，較小電力設備故障對電力企業所帶來的經濟損失，保障人民群眾的生命財產安全。因此，電力企業需要在變壓器檢查過程中，積極使用電氣試驗技術，讓電力系統始終保持良好的運行狀態。

參考文獻：

[1]羅光鴻.試論電氣試驗中試驗變壓器繞組的錯誤接線[J].科學與信息化，2018，000（003）：89-90.

[2]朱亞麗，魯金定，張軍.電氣實驗在變壓器故障檢測中的運用研究[J].湖北農機化，2019，No.234（21）：71-71.

[3]肖宇塵.研究電氣實驗在變壓器故障檢測中的運用[J].新商務周刊，2020，000（005）：214.