電氣試驗在變壓器故障分析中的運用

李文彬

（云南電網有限責任公司臨滄供電局，云南 臨滄 677000）

引言

隨著電力企業(yè)的不斷發(fā)展，對變壓器故障檢測技術的研究也在不斷深入，更多先進的檢測技術相繼出現(xiàn)。電力能源安全輸送需要依靠變壓器，其是確保系統(tǒng)運行安全的關鍵因素。一般變壓器發(fā)生故障的概率較小，但發(fā)生故障概率小和不發(fā)生故障是兩個不一樣的概念。變壓器出現(xiàn)故障是一個大問題，問題的解決非常棘手，通過相關故障檢測技術檢測并排除電力變壓器故障，使電力變壓器更安全、更方便、更符合人們的需要。電氣試驗能夠在相應的環(huán)境基礎上測定超負荷運行時變壓器的各項指標，更加直觀反映電力變壓器的使用參數和性能指標，已經在其性能測試中廣泛應用。變壓器作為電力系統(tǒng)中的常用裝備，裝備內部的初級、次初級線圈以及磁芯相互配合才能夠保證裝置運轉，變壓器長時間工作出現(xiàn)故障的可能性較大，故障發(fā)生的原因是什么、故障點在哪兒還需通過電氣試驗來判定。

一、分析變壓器常見的故障類型

一是由于設備老化或者是安裝不合理出現(xiàn)的滲油故障問題。最為直觀的表現(xiàn)便是滲漏出來的油是企業(yè)花費資金購買的，為設備提供動力重要資源，滲漏出來的油無法回收，給企業(yè)帶來了資源浪費和成本負擔。此外，滲油一方面會污染環(huán)境，另一方面也會影響其他設備的運行效率和使用壽命，不管是哪一種，都會給企業(yè)的發(fā)展帶來麻煩。二是油溫異常故障。如果變壓器油溫超過一個合理的范圍，就會導致變壓器發(fā)生高溫故障。內繞組絕緣磨損嚴重、變壓器超負荷運行及散熱故障等都會引起油溫異常故障。三是電路故障。這點主要是變壓器出口或者是內部出現(xiàn)短路情況，這種情況相對較為普遍，所帶來的麻煩也是較為明顯，由于電路短路，所以需要更換繞組，然而短路面積比較大，所需要更換的繞組便是越多，有時會帶來較大的人力和物力負擔。四是接頭過熱故障問題。由于變壓器載流接頭部分的連接開始不穩(wěn)定，所以激蕩的電流使接頭部分溫度逐漸升高，最終導致變壓器載流接頭部分溫度過高，甚至燒斷整個接頭。對這些問題的解決也很簡單，只要經常檢查、合理檢測，及時發(fā)現(xiàn)并排除隱患即可。

二、分析變壓器性能措施

（一）分析基本要求

一是環(huán)境條件。試驗操作的過程中隨著電壓的升高，變壓器中的雜質活躍性將會月前，溫度驟升的時候會導致電阻明顯的降低，導致其變壓器出現(xiàn)了故障的問題。所以變壓器高壓試驗過程中必須嚴格控制試驗溫度，做好室內恒溫控制及試驗降溫；試驗過程中必須嚴格控制相對濕度在百分之八十五以下，避免潮濕環(huán)境引起的閃絡故障及絕緣性等問題。二是絕緣處理。試驗操作前應逐步檢查線路、裝置等的絕緣性能，確定是否存在破損、積塵等情況，避免電力變壓器絕緣性能欠佳導致的電力短路或擊穿；電力變壓器試驗操作時很容易出現(xiàn)由泄漏電流造成的變壓器絕緣事故，導致其試驗方案的可靠性和穩(wěn)定性受到影響。所以需要嚴格的控制電壓的升壓速度，合適的情況下還要調整升壓方法，使其能夠提高高壓試驗結果的準確性。

（二）分析試驗方案

在變壓器試驗的過程中，需要嚴格根據設計方案進行接線，其中包括導線和引線以及接地線等，形成完整的高壓試驗通路。接線完畢后，按要求逐一檢查線路、零部件等情況，確定其性能是否達標、接觸點是否良好、能否正常通電等。確定連線正常后，操作人員應嚴格依照電力變壓器試驗規(guī)范，開始耐壓試驗：先將耐壓設備開機預熱五分鐘左右，測試保護裝置；此外將其電源開關進行接頭，按下相應的按鈕，這時觀察試驗線路的通電是否正常，如果沒有問題，緩慢的順時針旋轉調節(jié)電壓器旋鈕，按照要求勻速升壓。此過程中升壓操作須保持緩慢、均勻。若存在異響，應及時停止高壓試驗，并及時處理。

三、分析電氣試驗在變壓器故障檢測中的應用

（一）分析油化檢測技術

一般情況下，變壓器的油位應該是無污染和透明的，肉眼觀察發(fā)現(xiàn)不了任何的懸浮物或者是雜質，并且在正常的情況下，油的顏色會呈現(xiàn)出淡黃色，可以通過變壓器油的狀態(tài)以及顏色判斷變壓器是否存在故障問題，日常中，較為常見的故障問題則為兩種：一是為變壓器受潮；二是為變壓器雜質侵染。不管是哪種情況出現(xiàn)，變壓器油的狀態(tài)都會出現(xiàn)改變，并且不會純凈和透明。在此之外顏色也是從最開始的淡黃色變成為黃白色，這時不用借助于任何工具便能夠看出變壓器油所存在的絮狀物，當出現(xiàn)這一情況時問題是比較嚴重的，物質的存在將會極大地縮減變壓器的壽命，變壓器出現(xiàn)故障無法進行電壓電流轉換，進而引發(fā)更嚴重的問題。可時常進行油擊穿試驗，從中了解變壓器的具體情況。

（二）分析變壓器直流電阻試驗

在相關的試驗中，直流電阻的試驗應用頻率相對較高，主要是屬于變壓器試驗中的基本試驗，是通過變壓器直流電阻試驗，從而科學的判斷繞組和繞組連接線是否存在問題。然而變壓器的故障問題市場出現(xiàn)，其原因主要是因為焊頭焊接的質量并不合格，變壓器的直流電阻試驗適合應用這種情況下之中，可采用這一方法進行檢修，這一方法對于電力變壓器的維修有著巨大的幫助。

四、分析電力變壓器的故障處理

（一）分析自動跳閘故障處理

變壓器性能措施的過程中十分容易出現(xiàn)因為高壓導致的自動跳閘，這種類型的故障問題主要是由于變壓器內部結構問題或試驗操作不合理所引起的。一是結構缺陷。電力變壓器線路設置不合理、元件性能不達標、內部構造不科學等均會在高壓狀態(tài)下引起自動跳閘。尤其是在內部構造中，保護裝置間距、開關裝置位置等，須全面重視。嚴格依照設計規(guī)范檢查電力變壓器結構、性能，根據自動跳閘故障原因重新調整其結構體系，以保障變壓器本體安全。二是操作不當。變壓器試驗的過程中存在設定值錯誤和認為操作不合理引起的自動跳閘。操作的過程中需要準確分析變壓器的各項參數，嚴格根據規(guī)范逐一落實各項試驗操作，最大程度上減少人為因素對測定數據帶來的影響，保證變壓器性能測試準確、有效。

（二）分析異常噪音問題處理措施

變壓器性能措施的過程中，如果出現(xiàn)裝置或者是變壓器異常聲響，或者是出現(xiàn)電火花，需要及時中職試驗，進行現(xiàn)場的監(jiān)察，其檢查的內容主要是包括了負載運行和直流偏磁。一是負載運行：試驗條件下可以直接觀察電力變壓器負載情況，此時變壓器處于超載和勵磁環(huán)境，內部零部件性能缺陷將直接暴露出來，引起電流不穩(wěn)、頻率波動，發(fā)出異響。此時，應根據異響位置檢查零部件情況，及時更換。二是直流偏磁：高壓試驗中的電流驟增會引起變壓器的工作點發(fā)生改變，使原來磁化曲線工作區(qū)的一部分移至鐵心磁飽和區(qū)。總勵磁電流變成尖頂波，最終導致變壓器振動增大，出現(xiàn)異響。這個時候需要保證平穩(wěn)的進行加壓，加強保護裝置。同時的變壓器內部的零件問題也會引起直流偏磁帶來的振動或是異響問題，這時則需要充分結合噪音的頻率特點，科學判斷其是否存在硅化片松動、內部繞組短路等，及時處理。

（三）分析油位異常問題處理措施

變壓器在實際進行運行的過程中，十分容易出現(xiàn)因為漏油所引起的油位下降和高溫引起的阻塞問題，在性能測試時應先檢查變壓器油位情況，嚴格控制操作環(huán)節(jié)中的各項溫度，保證油位處于正常指標內。與此同時，還要檢查油箱、油管等是否存在開裂、堵塞等問題。

（四）分析絕緣放電故障問題處理措施

試驗的過程中，可能會出現(xiàn)絕緣缺陷引起的局部發(fā)電，如果絕緣問題較為嚴重的情況下，甚至是會出現(xiàn)相間短路，在試驗環(huán)節(jié)中，如果出現(xiàn)局部放電的情況下，應先分析電力變壓器的參數信息，然后利用局部放電監(jiān)測裝置測定放電圖譜和放電數據，快速判斷電力變壓器局部放電位置，拆檢后觀察是否為該部分絕緣缺陷導致。絕緣電阻引起的局部放電應直接按照參數規(guī)格更換相應元件；絕緣本體存在問題，則需要逐步檢查套管、接線等，進而對其進行逐一的調整和更換以及優(yōu)化處理。

（五）分析繞組故障處理措施

對于繞組故障問題而言，主要是變壓器線路短路存在密切聯(lián)系，試驗過程中如果出現(xiàn)申述問題，則是需要直接停止試驗并現(xiàn)場進行拆檢，否則很容易引起相間短路造成的電力變壓器損毀。處理過程中，操作人員應先拆檢電力變壓器，觀察變壓器繞組間線路外套是否存在開裂、線路是否存在短接等，查找相間短接區(qū)域。若相間不存在短接，則應檢查電力變壓器的接地線，觀察接地線是否出現(xiàn)短接等。使其確定出最終繞組故障原因，并且采取合理的措施處理，才能夠重新進行變壓器性能測試。

總結

總而言之，電力變壓器經常出現(xiàn)滲油故障、線路短路、接頭過熱等問題，給企業(yè)帶來大量人力、物力的浪費，同時也對企業(yè)的工作效率和質量產生不利影響。變壓器體積非常小，其由簡單的鐵芯和線圈組成。每個變壓器中線圈上有兩個或以上的繞組，繞組的存在用于交換電流電壓。變壓器工作的過程中鐵芯發(fā)揮作用，而兩個線圈間的磁耦合加強。兩個線圈之間完全沒有電的聯(lián)系。變壓器常見的故障檢測技術有油氣分析、紅外光譜分析、在線檢測等，這些技術的變化表明，當前電力變壓器的故障檢測技術正朝著人工智能化、專業(yè)化的方向發(fā)展。為發(fā)電企業(yè)檢修、技術改造等工作提出相應意見和支持，提升設備可靠性和經濟性。