電氣試驗在變壓器故障分析中的應用研究探討

張超平

摘要：現如今各個行業對于電力資源的需求量越來越大。變壓器能夠保證電力系統穩定運行，但是由于變壓器運行環境比較復雜，很容易導致變壓器出現故障，造成整個供電系統癱瘓，所以必須要對變壓器故障進行詳細的分析。利用電氣試驗來研究變壓器故障的主要成因，并且進行相對應的解決對策，提高變壓器故障的處置效率，保證我國電力事業的穩定發展。

關鍵詞：電氣試驗;變壓器;故障分析;應用

1變壓器主要的故障及原因

1.1繞組形變故障

在變壓器中，如果因為短路電流而導致變壓器內部受到沖擊，就很容易出現繞組故障。電網中實際運行的電力變壓器，經常會因為不同的原因而受到短路電流的沖擊，其中最嚴重的就屬于近期短路故障，短路沖擊電流能夠使得變壓器的繞組承受的電動力瞬間升高至數百倍，導致繞組溫度急速升高，所以線圈的機械能變弱，引起變壓器繞組故障。

當變壓器遭遇短路電流沖擊之后，很難承受如此強大的短路電動力，所以會產生故障，由于受到短路沖擊而引發變速器故障已經逐漸成為主要的原因之一。

在電力系統實際運行的過程中，要想檢測短路沖擊電流則必須進行離線檢查，但是卻并不能夠靈活地反映出變壓器繞組故障，而且準確性也不高，所以這就導致電力系統的穩定運行，存在一定的安全隱患。還有一些變壓器的繞組線圈出現比較小的變形時，并沒有破壞絕緣所有的檢測都能夠正常，這樣就導致頻率響應法以及短路電抗法，均不能夠準確地判斷繞組存在的故障。而在變壓器故障診斷中，通過利用離線吊芯檢查的方式，不僅會消耗大量的人力、物力、財力，對變壓器自身也會造成一定的影響，所以必須要改進檢測方式，通過實時在線準確地判斷變壓器繞組故障的原因。

1.2鐵芯故障

一般的變壓器鐵芯都是由非線性鐵磁材料硅鋼片構成，但是由于硅鋼片在交變磁場中的長度會逐漸的變化，所以導致磁質伸縮影響了芯片勵磁頻率。當硅鋼片的磁致伸縮率增大時，鐵芯的形變量也會增加，導致鐵芯的振動頻繁，如果鐵芯磁質伸縮變化周期是交流電壓周期的一半，所以就會造成變壓器鐵芯振動頻率以100Hz為基礎，但實際上由于變壓器鐵芯的振動除了有基頻振動以外，還包含基頻整數倍的高頻附加振動信號，導致磁致伸縮非線性以及鐵芯內框和外框的磁路徑長短存在區別，造成高次諧波分量，導致鐵芯振動信號的波形并沒有呈現出正弦分布。主要的原因在于變壓器鐵芯內部的絕緣層破損，或者出現紙板受潮的情況。如果變壓器的油箱底部存在大量的油漬，很有可能導致自身的絕緣性能下降，當變壓器箱體的金屬零件出現脫落時，也會造成硅鋼片局部短路的問題，而鐵片內部的硅鋼片表面，如果出現絕緣漆脫落的問題，也會造成鐵芯暴露在空氣中，引發變壓器故障。

2試驗應用

進行故障分析，可以從以下幾個方面進行展開。

第一，進行絕緣油試驗。絕緣油主要起保護鐵芯及繞組相應組件的作用，通過隔絕氧氣作用，實現絕緣、散熱、保護等功能。而由于其具有流動性，在進行實驗時，我們需要對其外觀、pH值、閃點、體積電阻率、含氣量及含水量等進行檢驗。而對其絕緣油的性能、強度等進行確認。

第二，進行直流電阻試驗，這主要是為了測量變壓器中繞組組件內部的導線質量，對其焊接、引線、接頭以及分接開關等位置的接觸性進行測定，同時也能夠進一步對其電路連接（見圖1）方式正確性、斷路、短路等現象進行檢查。在實驗過程中，通過將元件接通直流電，從而測定其電阻數據。實驗結果經過對比，在1.6MVA變壓器中，取各繞組間的平均值，與繞組的測定電阻值進行對比，大于2%，則表示繞組存在故障。低于1.6MVA變壓器，各繞組相間的數據，大于平均值的4%，則表示繞組存在故障。

第三，絕緣及傳導電流的實驗，通過將直流電壓直接作用于介質，傳導電流將通過介質，其電流值，一般作為測定絕緣體內部出現受潮、臟污、缺陷等問題的參考值。其一般作為恒定值，與絕緣電阻值對應，通過確定繞組的絕緣電阻，吸收比以及傳導電流值，從而發現如，元件破裂等缺陷。

第四，短路試驗，通過測量額定電流作用下的組抗壓和短路損耗，可以進一步確定變壓器內部構件缺陷，油箱局部過熱，繞組短路及錯位等情況。除此之外，阻抗壓的值對于測定，短路位置以及內部發生的元件幾何改變有較大意義。需要強調的是，在進行非電源一側的繞組試驗時，需要進行人為短路操作。

3電力系統中變壓器的維護措施

3.1規劃設計維護方案，按時開展對配電變壓器的維護

在針對配電變壓器進行維護的時候，必須要組織設計科學合理的維護方案，按時實施對配電變壓器的檢驗與維護作業。因為隨著變壓器的運行，在到了一定時間長度之后，便會發生元器件收到損害或老化的問題，按時對其開展檢驗，可以在第一時間找到配電變壓器元器件發生損害或者老化的問題，并盡快加以更替，這樣就能夠防止配電變壓器故障問題的出現。另外，作為有關的工作者在進行方案的設計作業中，應該按照配電變壓器具體的運行狀況和工作者的實際時間來對方案加以規劃，同時嚴謹遵守方案中所要求的時間開展配電變壓器的檢驗工作，保障配電變壓器可以維持在高水平的運行狀態。

3.2針對配電變壓器設備的損耗實施技術應對

對于配電變壓器設備來說，在平時作業的時候，難免都會發生損耗的問題，這將會直接影響著供電系統的穩定運行，導致供電質量降低。所以，在針對配電變壓器開展維護作業的時候，要結合配電變壓器設備的實際損耗開展技術處理作業，對那些損耗厲害的要在第一時間進行替換，避免造成對供電系統的影響。不僅如此，因為配電變壓器屬于高損耗產品的范疇，在對配電變壓器進行篩選的過程中，要嚴格把握質量，要選那些抗損性能強的，如此一來才可以降低配電變壓器的替換頻率，盡可能地保障配電變壓器的正常工作。

4結束語

總而言之，電氣試驗作為新時期解決變壓器故障的一種行之有效的方法，因為其省時省力，方便快捷，準確無誤而大量應用與電力行業的檢查維修中。電氣試驗不僅可以減少電力公司的損失，還可以延長材料的使用壽命，更可以保證電力行業的運行。

參考文獻

[1]黃瓊芳.電力系統中變電運行設備檢修技術研究[J].科技視界，2017（33）：100+95.

[2]李彥.配電網節能潛力挖掘與供電質量提升措施研究[D].青島大學，2017.

[3]徐海瑞.一種變壓器餅式繞組故障定位的新方法[J].變壓器，2017，54（11）：61-63.