電氣設(shè)備中變壓器故障分析

李香陽(yáng)?田敬容?劉心宇?胡江

摘要：變壓器是日常生活中相對(duì)常見(jiàn)的電力系統(tǒng)元器件，在電力系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，影響著整個(gè)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，只要發(fā)生故障，就會(huì)直接干擾電能的傳輸與電能的分配，嚴(yán)重的影響到了企業(yè)的制造生產(chǎn)與居民的正常用電，停電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)甚至還會(huì)導(dǎo)致巨額的經(jīng)濟(jì)損失甚至是人員傷亡事故。所以，提前預(yù)判變壓器也許會(huì)出現(xiàn)的故障，還應(yīng)該保證其故障的準(zhǔn)確性，加強(qiáng)對(duì)變壓器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水平與應(yīng)急故障處理技術(shù)就顯得非常關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備;變壓器;故障診斷

前言

由于變壓器在整個(gè)電氣設(shè)備中具有不可替代的重要地位，是系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝置，變壓器裝置的應(yīng)用，除了能夠確保供電配電網(wǎng)的運(yùn)行安全且高效，還能夠按照需求調(diào)整電源，達(dá)到電源的最優(yōu)配置，因此維持變壓器的高效運(yùn)行顯得至關(guān)重要，務(wù)必時(shí)刻主動(dòng)關(guān)注的它的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行完善和維護(hù)，并對(duì)變壓器的故障積極做出研究和處理，從而保證電氣設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。

1.分析變壓器產(chǎn)生故障的原因

根據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，在整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的故障中，由電力變壓器出現(xiàn)故障引起的損耗一直都在電力系統(tǒng)的事故損失中占據(jù)著主導(dǎo)地位。在對(duì)變壓器進(jìn)行保養(yǎng)與檢修時(shí)能夠了解到變壓器的油溫狀態(tài)與風(fēng)冷裝置所產(chǎn)生的的問(wèn)題最頻繁，而導(dǎo)致變電站變壓器油溫變化的因素很多，例如在其變電站的變壓器啟動(dòng)時(shí)，裝置中的油分離器會(huì)聚集大量的隔膜空氣，只要用力的重心不對(duì)就會(huì)使得密封墊圈移位和裂開(kāi)，從而造成法蘭泄漏。而同樣關(guān)鍵的風(fēng)冷系統(tǒng)在裝置在工作時(shí)會(huì)形成大量的熱量集聚在變壓器中，嚴(yán)重的降低了其使用性能和服務(wù)，也縮短了變壓器的運(yùn)行壽命。

1.1油溫過(guò)高

是由于變壓器中的銅與鐵的耗損將轉(zhuǎn)化為熱能，所以油循環(huán)能夠進(jìn)行輻射和傳導(dǎo)，并一步步向外部擴(kuò)散以達(dá)到熱平衡的狀態(tài)。變壓器的整體維持著十分平穩(wěn)的狀態(tài)，表面的溫度計(jì)大多是用來(lái)對(duì)變壓器的最高溫度進(jìn)行測(cè)試，而變壓器的機(jī)油溫度極限應(yīng)當(dāng)成參考，要是油溫超過(guò)相應(yīng)的極限標(biāo)準(zhǔn)，就能夠確認(rèn)油溫狀態(tài)異常，一般具有兩個(gè)關(guān)鍵因素會(huì)造成油溫上升的異常狀況：第一是外部因素，要是環(huán)境溫度大于40攝氏度或者裝置的運(yùn)行超過(guò)負(fù)荷，則油泵或冷卻風(fēng)扇就容易發(fā)生機(jī)油溫度異常的狀況，另外，由溫度過(guò)高的問(wèn)題造成的機(jī)油量減少，和散熱器閥關(guān)閉的情形也會(huì)導(dǎo)致異常的機(jī)油溫度。再者是設(shè)備的內(nèi)部因素，就像因?yàn)閮?nèi)部出現(xiàn)故障而形成的熱量上升，機(jī)油的循環(huán)以及加熱部分不均勻，鐵芯內(nèi)部引線接頭加熱過(guò)高，鐵芯夾中的循環(huán)電流，線圈放電和變壓器匝間短路等一系列情況都有可能造成變壓器中異常的油溫問(wèn)題。

1.2變壓器氣體問(wèn)題

變壓器風(fēng)冷裝置發(fā)生故障的具體因素如下：第一，控制設(shè)備的部件水汽重太過(guò)于濕潤(rùn)，同時(shí)變壓器風(fēng)冷裝置的控制設(shè)備中運(yùn)用的電子零件由于環(huán)境變化大，控制設(shè)備中的電子部件受潮等其他因素，都會(huì)造成變壓器空氣冷卻裝置中的電子部件不能應(yīng)用其功能，從而使得變壓器發(fā)生異常。第二個(gè)原因是變壓器風(fēng)冷裝置的風(fēng)扇發(fā)生故障，由于風(fēng)扇需要長(zhǎng)時(shí)間高速度、高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，再加上惡劣的工作環(huán)境，其風(fēng)冷裝置中的風(fēng)扇就會(huì)發(fā)生故障。通過(guò)音頻復(fù)位，變壓器電流檢測(cè)，變壓器電壓檢測(cè)，變壓器絕緣接地檢測(cè)，絕緣油質(zhì)量檢測(cè)，繼電器雜質(zhì)氣體檢測(cè)，變壓器油溫度檢查，繞組絕緣電阻測(cè)量等，分析變壓器氣體保護(hù)問(wèn)題以確定是否存在變壓器氣體保護(hù)故障。

2變壓器的故障診斷方法研究

2.1油中氣體色譜檢測(cè)方法

變壓器的故障類(lèi)型具有易變性，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，油中氣體色譜檢測(cè)是結(jié)合化學(xué)分析方法，在變壓器故障診斷中準(zhǔn)確性很高，能夠檢測(cè)出潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)變壓器潛在故障引起的安全隱患的避免發(fā)揮著關(guān)鍵的意義。油中氣體色譜分析法的原理是利用特定的烴類(lèi)氣體的速率變化受溫度變化的影響而建立的。據(jù)此人們可以依據(jù)溫度的變化直觀地判斷變壓器是否正常運(yùn)行。一般來(lái)說(shuō)，溫度變化主要是因?yàn)榉烹姟⒎艧岷碗娀≡斐傻摹Ｔ诠收袭a(chǎn)生時(shí)很多氣體都會(huì)消解在絕緣油中，只有少部分的氣體會(huì)以油質(zhì)表面為載體到繼電器中，因此必須定時(shí)檢測(cè)變壓器油中的氣體含量，以此來(lái)判斷變壓器是正常運(yùn)行還是存在潛伏故障，避免事故的發(fā)生。

2.2變壓器絕緣故障的色譜分析和在線監(jiān)測(cè)方法

實(shí)施氣體色譜分析法是希望可以利用對(duì)變壓器油中溶解氣體比重和生成速度的分析來(lái)預(yù)測(cè)變壓器能夠成功運(yùn)轉(zhuǎn)，要是出現(xiàn)安全隱患就得找到故障所在之處與類(lèi)型。變壓器色譜在線監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)是可以及時(shí)的檢測(cè)出潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)，與定期檢測(cè)技術(shù)相比更安全，所以在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在系統(tǒng)的檢測(cè)中運(yùn)用得十分廣泛，是準(zhǔn)確檢測(cè)和維修的前提條件，也給變壓器穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)保障。

3.變壓器常見(jiàn)故障處理

3.1定時(shí)查看變壓器中的防爆裝置或泄壓閥膜，以保證其正常使用

要是檢查發(fā)現(xiàn)變壓器的呼吸器有被堵住了，就應(yīng)該進(jìn)行排堵操作，然后相應(yīng)地調(diào)節(jié)隔膜的松緊程度，調(diào)節(jié)完成后查看膠片的可用性。變壓器中出現(xiàn)短路的情況時(shí)，最好按照變壓器內(nèi)部氣體的濃度找到故障點(diǎn)，然后針對(duì)性地做出完善處理，檢析套管時(shí)，優(yōu)先查看其內(nèi)部構(gòu)造，以保證中間沒(méi)有不明物體。假如在套管中找到了異物，就應(yīng)該立即更換變壓器，有更換套管或在套管外部涂防污涂料兩種方式來(lái)解決。要是想要提高變壓器的性能，檢查變壓器的密封墊是否完好，其使用的墊片一定得擁有很好的耐油性和耐高溫性，才能保證變壓器具有良好的性能。

3.2過(guò)載優(yōu)化設(shè)計(jì)方案分析

高負(fù)載變壓器熱點(diǎn)溫度上升和油溫升高之間的關(guān)聯(lián)，規(guī)劃熱點(diǎn)溫度上升的計(jì)算方法，對(duì)高負(fù)荷配電變壓器的油氣特性做出分析，優(yōu)化負(fù)載過(guò)高的配電變壓器可能的出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行診斷。對(duì)各區(qū)域有差別的負(fù)荷特性的配電變壓器的典型配置模式，結(jié)合不同地區(qū)的負(fù)荷特性，研究高負(fù)荷配電變壓器的配置要求，建立建全生命周期成本分析模型，分析提出適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)負(fù)荷特性變壓器的經(jīng)典配置方式。

3.3變壓器氣體問(wèn)題處理

經(jīng)過(guò)音頻復(fù)位，變壓器電流檢測(cè)，變壓器電壓檢測(cè)，變壓器絕緣接地檢測(cè)，絕緣油質(zhì)量檢測(cè)，繼電器雜質(zhì)氣體檢測(cè)，變壓器油溫度檢查，繞組絕緣電阻測(cè)量等，分析變壓器氣體保護(hù)問(wèn)題以確定是否存在變壓器氣體保護(hù)故障。

結(jié)束語(yǔ)

為了確保電力系統(tǒng)的正常、可靠、平穩(wěn)運(yùn)行，就應(yīng)該強(qiáng)化低壓配電保護(hù)電器的監(jiān)督選擇，確保所采用的低壓配電保護(hù)電器性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步減少電網(wǎng)供電環(huán)節(jié)中設(shè)備發(fā)生故障的幾率。

參考文獻(xiàn)：

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