綜合利用油化和電氣試驗數據進行變壓器故障診斷

嵇冬冬 張韜

摘要：在電力系統(tǒng)中，變壓器在長時間的運作后很有可能會發(fā)生故障，其中，變壓器故障不但會影響電能的正常供應，還會影響到工作人員的生命安全。因此，必須重視對變壓器的故障診斷。如今，對變壓器進行故障診斷最常用的手段有兩種：一種是油色譜分析，另一種是電氣試驗數據分析，這兩種方式都有著自身不同的優(yōu)點和局限性，如果想要更好地保障變壓器的故障診斷工作的及時和準確，最好的做法就是將這兩種變壓器診斷手段綜合利用。

關鍵詞：油化;電氣試驗數據;變壓器故障;診斷

1變壓器故障時使用油色譜的原理分析

一般情況下，如果變壓器運行狀態(tài)正常的話，其內在零部件會因為運行時間而慢慢的減退，直到功能全部喪失為止。在這個過程中，因為很多的絕緣體處于衰退狀態(tài)，而且絕緣性能也在不斷的減少，所以在運行的過程中，會有一些化學氣體分解出來。如果變壓器的某一部分出現了電弧和放電或者快速升溫的現象，都會加快分解二氧化碳和烴類氣體，進而導致分解氣體形成氣泡，在油擴散或者流經的過程中會溶解在油里，從而影響和阻礙了變壓器的正常運行。這種氣體的分解度遠遠超過了油里的溶解速度，而且，隨著其數量的增多也會使得油的溶解力不足以應付如此巨大的數量，從而使得其無法及時處理這些氣體。這些氣體會直接流入變壓器，氣體流入變壓器后會對繼電器造成影響，使其發(fā)生移動現象，從而導致故障的發(fā)生。在故障發(fā)生的初期階段，繼電器內部的溫度還沒有處于過高的狀態(tài)，繼電器內部所存在的氣體含量相對較少，如果在這個階段能夠全面、嚴謹地對油中氣體的組成成分進行分析和研究，分析含量的多少和發(fā)展的程度，就可以查出變壓器內部潛伏的故障，采取措施來阻止事故的發(fā)生。色譜分析是采用氣相色譜儀獲取各氣體的組成和含量。

2診斷方法與標準的分析

2.1油中溶解氣體的注意值

通過氣相色譜儀，能測定變壓器油中的氣體含量。各種氣體的含量反映出了變壓器的運行狀態(tài)。表1為變壓器油中的氣體注意值，主要從變壓器油中的烴類氣體入手，其中的烴類氣體可以分為四種，分別為CH4、C2H4、C2H6和C2H2。當這些氣體的數值發(fā)生劇烈波動時，工作人員必須對其加以重視，防患于未然。在表1中，明確了變壓器油中H2和烴類氣體的注意值。雖然這種方式能夠對變壓器故障進行初步診斷，但是在應用這種方法時要注意存在一些特殊情況。有時變壓器油中的氣體含量稍高于注意值，但是變壓器并不一定出現故障;而有時變壓器油中的氣體含量雖然低于注意值，也并不代表變壓器不存在故障。如果變壓器油中氣體含量增長迅速，那么也必須及時對變壓器進行檢查。可見，注意值的存在起到一定的預警作用，試驗數據超過注意值，就提醒工作人員需要采取一定的手段對變壓器進行檢查。

2.2產氣速率

雖然變壓器所含氣體有一個固定的限值，但是這種限值在實際的操作中未必是那么標準和一成不變的，在很多情況下，變壓器的氣體含量超過了限制卻依舊不會影響其正常運行，也未必就一定會形成故障，而有些設備即使氣體還沒有達到限值就已經發(fā)生了故障，因此，我們不能單純地從變壓器的含量是否超標來作為評定變壓器是否有問題的唯一標準，我們想要通過含氣量來判斷變壓器是否有故障，還應當從其產生氣體的速度來入手。如果其氣體含量的增長速度過快那么其發(fā)生故障的幾率就十分巨大，相反則幾率較小。產氣速度有絕對產氣速率和相對產氣速率兩種，對于變壓器故障的判斷依照絕對產氣速率為參考進行分析。

3變壓器故障時使用電氣試驗分析的原理和方法

目前，診斷變壓器故障時使用最多的一種診斷方法就是電氣試驗。與油色譜方法相比較，其應用有著更為廣闊的范圍。在對變壓器故障進行分析的時候，電氣試驗和油色譜分析的原理非常不一樣，使用油色譜進行分析的時候，主要是分析運行狀態(tài)的細枝末節(jié)，并不需要開展相關實驗，在診斷時設備正常運作就可以。而電氣試驗則與之不一樣，必須要借助一些手段好，根據相關的檢測設備，使用模擬方法對電氣設備的絕緣性可靠程度進行檢驗，進而保證能夠安全可靠的用電。電力試驗可以將數值變化作為依據，對將所存在的安全隱患和故障都一一找出，并打壓試驗整個變壓器。打壓試驗指的就是先停止變壓器的運行，再和平日里用電一樣的電壓通電，通過對變壓器各類數據的觀察，對試驗下變壓器的標準進行分析，看其是否與規(guī)定相符合。電氣試驗對專業(yè)設備的要求并不高，而油色譜分析則不同，要求設備一定要具有絕對的專業(yè)性。

4電氣試驗和油色譜診斷方法的優(yōu)勢和缺點

在檢測變壓器故障時，大多數時候應用的方法為電氣試驗，其應用范圍要大于油色譜診斷方法，主要是因為油色譜設備花費的資金比較多，而且對設備也有著比較高的要求，而電氣試驗則不同，花費小，也沒有太高的技術要求，可以說兩種方法各有千秋，現做如下具體分析。

4.1油色譜的優(yōu)勢和缺點

油色譜診斷方式最大的優(yōu)點就在于其具有很高的準確性，并且在進行側試時不會對設備的正常運行造成影響，而且其還具有著一定的前瞻性，即變壓器的故障還沒有完全體現，就能通過油色譜診斷進行出較為正確的判斷。油色譜的準確性也是十分高的，比電氣試驗還相對安全許多，不需要人工進行過多的工作。不過，該方法也存在著一些缺點，例如需要十分昂貴的診斷費用，引進一套完整的油色譜設備需要花費大量資金，所以該方法在短時間內很難實現普及，而且還有著比較復雜的操作過程，比較于電氣試驗來說簡直是難上加難。

4.2電氣試驗的優(yōu)勢和缺點

電氣試驗和油色譜技術相比較，最大的優(yōu)勢就是成本不高，而且便于操作，并不會有太多的技術難題存在。另外，和油色譜應用范圍相比較，電氣試驗要更廣泛一些，而且通過對實驗所得的數據進行分析以后可以將變壓器存在的問題準確找出。不過，其局限性也是很大的，對于沒有預見性的只能對當前的問題進行診斷，其次如果做電氣試驗就必須停止變壓器運轉，從而影響生產。

5油色譜與電氣試驗相結合的變壓器診斷

在兩種診斷方法都具備的情況下，我們應當將這兩種診斷方法有機地結合在一起，首先要定期地利用電氣試驗進行變壓器的檢修工作，定期時間通常在1-3年左右，然后在出現電氣試驗所難以判斷的故障時，再利用油色譜進行判斷這樣兩相結合就能夠在最大的程度上提高對于變壓器診斷的效率，從而保證變壓器的安全運行。

6結語

總之，現階段，在診斷變壓器故障的過程中，應用最為常見的兩種方法就是電氣試驗和油色譜，每一種方法都有著各自的優(yōu)點和缺陷，利用電氣試驗的普及性與經濟性與油色譜的準確性相結合，才是對變壓器故障診斷的最佳方式。

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[3]田延榮，李云賢，王濤，等.電氣試驗在變壓器故障分析中的研究[J].工程技術：文摘版，2016（12）.

作者簡介：嵇冬冬（1994.12—），性別：男;籍貫：江蘇泗陽;民族：漢;學歷：大學本科;職務：變電檢修工;單位：國網江蘇省電力有限公司泗陽縣供電分公司;

張韜（1993.03—），性別：男;籍貫：江蘇宿遷;民族：漢;學歷：碩士研究生;職務：變電一次檢修工;單位：國網江蘇省電力有限公司泗陽縣供電分公司;