淺析變壓器油色譜與電氣試驗相結合綜合診斷過熱故障

劉佳佳，李春雨

（國網吉林省電力有限公司長春供電公司，吉林 長春 130041）

社會的進步發展加大了對電力資源的消耗，如何提升電力資源利用率是電力企業相關人員需要思考和解決的問題。變壓器是電力企業供電系統的重要設施，對電力企業供電系統的運行安全有著十分重要的影響。從當前變壓器的運行情況來看，受內外多個因素的影響，變壓器存在比較嚴重和復雜的過熱故障。為了能夠解決變壓器過熱故障問題，需要相關人員積極學習，全面分析變壓器過熱故障的機理，并采取變壓器油色譜與電氣試驗，充分檢測、判定和分析變壓器過熱故障，采取積極的手段將變壓器過熱故障危害控制在一定范圍內，從而為我國電力事業的穩定發展提供重要支持。

1 變壓器過熱故障

變壓器過熱故障是指變壓器的局部過熱，這種變壓器的局部過熱和變壓器平時的運行會呈現出比較大的差異，在使用三比值進行故障判定的時候可以發現，變壓器過熱故障過熱分為三個情況，分別是高溫過熱、中溫過熱、低溫過熱。三者的溫度界定分別為＞700℃、300℃～700℃、＜300℃。

變壓器在處于正常狀態下的時候溫度如果升高，導致升高的源頭在于變壓器內部故障，變壓器的內部故障會使其內部溫度超過規定的數值，進而使得變壓器油分解出故障氣體。變壓器過熱故障一般分為兩個情況，一種是存在導電回路中，比如常見的分接開關接觸性過熱故障、繞組連接部位故障；另外一種是磁回路過熱故障，常見的表現形式為鐵芯多點接地、鐵芯之間的絕緣出現短路。

2 變壓器油色譜與電氣試驗

變壓器油在本質上是一種性能良好的介質，變壓器油在變壓器中的應用作用體現在冷卻和絕緣兩個方面。在變壓器內部出現過熱故障的時候，變壓器油會產生故障氣體，故障氣體的組分包含甲烷、乙烷、乙烯等，這些氣體能夠和油融合在一起，一部分會升華到油的表面，進入到氣體繼電器中，在變壓器過熱故障嚴重的情況下就會產生C2H2氣體。以上分析結果都是依賴變壓器油色譜分析得到的。

變壓器油色譜與電氣試驗在變壓器過熱故障檢測診斷中的應用是通過油色譜發現故障，在此基礎上使用電氣試驗來對變壓器過熱故障進行深入的分析。

分析變壓器過熱故障的電氣試驗包含檢測變壓器繞組直流電阻、變壓器絕緣性能測試、變壓器空載電流和空載損耗分析等。

變壓器油色譜與電氣試驗在變壓器過熱故障檢測診斷中應用的時候，可以通過觀察每相高壓、低壓繞組直流電阻來確定變壓器開關接觸點、繞組本身故障源。不僅如此，通過開展變壓器油色譜與電氣試驗還能夠判定變壓器的絕緣介質、繞組絕緣水平，從而為變壓器過熱故障的深入分析提供重要參考支持。

3 變壓器油色譜與電氣試驗在變壓器過熱故障診斷中的應用

3.1 變壓器過熱故障的檢驗檢測方法

3.1.1 檢測變壓器繞組的直流電阻

在變壓器運作的時候要注重使用電橋來測量每相高低壓繞組的直流電阻，在測量的過程中注重觀察各個組間的數值是否保持在平衡的狀態、阻值信息是否和制造廠的出廠數據相符合。如果沒有辦法測相電阻，可以借助測線電阻，從繞組直流電阻來判斷繞組信息是否完整、是否出現短路、分接開關的電阻是否正常。

3.1.2 變壓器絕緣特性的檢驗

在變壓器故障檢測分析的過程中會開展絕緣電阻、極化指數、介損、電流泄漏、水分等測試，通過這些測試活動的開展能夠了解變壓器繞組絕緣水平以及鐵芯對地絕緣介質的好壞。

3.1.3 檢測變壓器的空載損耗和空載電流

通過變壓器的空載運行能夠了解特征氣體和電流之間是否存在密切的關聯，由此來深入判斷故障是存在于導電回路上，還是存在于磁路回路上。在這個過程中如果空載特征的氣體增量突然增大，則是證明故障點在磁路上，反之，則是出現在導電回路上。

3.1.4 檢查變壓器潛油泵和關聯附件的運行

使用專業的紅外線溫度測試儀檢測變壓器油箱表面的溫度分布情況和套管端口的接頭溫度，不僅如此，使用紅外線測溫儀還能檢測出外部引出線接頭的質量。

3.2 變壓器過熱故障的綜合診斷

3.2.1 分接開關電接觸性熱故障

分接開關主要觸頭沒有到位，開關抽頭引線出現了松動的現象，開頭觸頭燒毛，在對開關觸頭調節之后發現接觸壓力不夠，在壓力調節過程中滑檔、滲油等問題的出現都很容易出現變壓器油色譜異常。對于這類故障，相關人員可以使用油色譜開展試驗和直流測試，直流電阻相間不平衡率高，絕緣電阻處于正常的狀態。

3.2.2 繞組故障分析

繞組故障表現為低溫過熱故障，在溫度不高的情況下油氣資源的分解也會處于一種比較平緩的狀態，最終會使得烴類含量不充分。但是在具體實施操作的時候一氧化碳、二氧化碳的變化差異比較大，在實施的時候可以直流電阻、絕緣電阻、極化指數變化來顯示出來。

3.2.3 漏磁所引起的局部過熱嚴重在變壓器經過負載電流的時候會在繞組的周圍產生磁通，繞組操作過程中所產生的負載電流磁通就是漏磁通。漏磁通所產生的過熱現象往往可以通過油色譜分析、紅色測試分析儀檢測出來。

3.2.4 鐵芯多點接地、鐵芯之間的絕緣短路

變壓器處于正常運行的時候鐵芯的一邊需要和地面連接在一起，這個時候鐵芯間不均勻的電位就會在接地點之間形成一種環流，最終出現變電站的發熱故障。對于這類故障，需要在變壓器運行的過程中測試變壓器鐵芯外引接地電流。在檢測的過程中鐵芯外引接地電流會達到十倍以上的安培，且不會隨著變壓器負載出現變化，由此可以判斷出鐵芯多點存在故障。

4 變壓器過熱故障的相關案例研究

為了能夠更好地探究變壓器油色譜與電氣試驗相結合綜合診斷過熱故障的成果，在研究變壓器過熱故障基本理論的基礎上，選擇一個運行超過6年的變壓器來作為研究對象，在變壓器處于正常狀態的時候，使用變壓器油色譜與電氣試驗相結合的方式來診斷變壓器的過熱故障。變壓器油中溶解氣體含量表如表1所示。

表1 變壓器油中溶解氣體含量表

根表1清晰的展現了變壓器油中的溶解含量，相對于220kV變壓器油的氣體含量來看，變壓器的氣體含量具有一定程度的增長，其中總烴類氣體增長迅速，但相對于乙炔和甲烷等特征氣體的比值來說，變壓器過熱主要故障出現的基本表現現象是乙炔含量較少，但氦氣含量處在正常的情況下。在仔細分析之后判定內部放電和受潮不是引起變壓器故障的原因。其中導致變壓器產生故障的原因可能是磁路回路和變壓器油的油道阻塞，為了對具體情況進行進一步分析，對220kV變壓器進行具體的診斷。通過進行變壓器的空載運行，變壓器空載運行時間為1天，在空載運行之后變壓器的故障氣體會出現明顯增長的表現。由此可以判定為油道的堵塞不是引發變壓器過熱故障的重要原因，堵塞故障的出現更不會對導電回路本身產生不利的影響。在深入研究分析之后我們會發現影響整個變壓器穩定運行的重要原因是磁路回路。通過采用電氣實驗中的鐵芯外引方式，結合接地電流進行故障的分析。其中通過實驗發現，其主要原因是鐵芯多點接地，從而造成鐵芯存在大量焊渣以此因此變壓器的過熱故障。對于這類故障，可以通過定期清洗和電阻穿入檢查的方式來解決故障。通過一系列的解決處理之后會實現變壓器油色譜的正常運行。

5 結束語

變壓器在電力供電系統中占據重要地位，在保障電力供應發揮出了十分重要的作用。為了保障變壓器的穩定運行，本文就變壓器油色譜和電氣測試相融合綜合判斷過熱性故障問題開展研究分析。在闡述關聯概念的基礎上，根據變壓器油色譜和試驗分析來進行故障檢測和判斷，旨在能夠幫助相關人員掌握更多的變壓器過熱故障解決對策，增強供電系統運行安穩性。