關(guān)于電力變壓器故障分析與診斷

第第頁(yè)關(guān)于電力變壓器故障分析與診斷【摘要】變壓器在電力系統(tǒng)中有著重要作用，因此在電路系統(tǒng)中對(duì)變壓器的可靠運(yùn)行的要求十分嚴(yán)格。電力變壓器在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到個(gè)中因素的影響：例如，短路電流沖擊、負(fù)荷運(yùn)行等。在運(yùn)行過(guò)程中如果電力變壓器發(fā)生故障，將會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響，因此必須要對(duì)電力變壓器的故障進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】變壓器；電力系統(tǒng)；故障分析

前言

電力變壓器在長(zhǎng)期運(yùn)行中避免不了會(huì)出現(xiàn)多種事故和故障，引發(fā)電力變壓器出現(xiàn)故障的原因有很多種。電力變壓器是電路系統(tǒng)種的一個(gè)重要組成部分，它不僅關(guān)系到廣大用戶(hù)的正常用電，而且對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行也有著重要作用。因此，在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)電路變壓器的故障進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決措施意義重大。

一、電力變壓器的作用

電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中的主要作用就是對(duì)電能進(jìn)行傳輸，其涉及到的主要參數(shù)是容量。電力變壓器中的額定能量代表傳輸電能能力的大小。目前，在運(yùn)行過(guò)程中節(jié)能效果較好的電力變壓器使用的鐵心材料都為非晶合金，這主要是因?yàn)槠淇蛰d情況下消耗值較低。但這種變壓器在設(shè)計(jì)上十分麻煩，不僅需要對(duì)非金合金的選取要進(jìn)行嚴(yán)格控制，而且在應(yīng)用過(guò)程中需要確保鐵心不會(huì)受到外力的影響，只要這樣才能使最終的空載消耗值得到保證[1]。

電力變壓器在變電所以及發(fā)電廠中有著廣泛的應(yīng)用。對(duì)電力變壓器進(jìn)行合理應(yīng)用不僅可以降低輸電過(guò)程中的能源損耗，而且可以通過(guò)變壓操作，為用戶(hù)提供適合他們工作和生活的電壓。電力變壓器在電由電場(chǎng)運(yùn)輸?shù)饺藗兩钪衅鹬D(zhuǎn)換作用，在電力運(yùn)輸中如何降低電能的損耗對(duì)于提高電氣企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益有著重要意義。從目前的手段來(lái)看，多數(shù)電廠在電力運(yùn)輸過(guò)程中都通過(guò)改用優(yōu)質(zhì)導(dǎo)線和提高電壓兩種方式降低在電力運(yùn)輸過(guò)程中的能量損耗，其中變壓器起到的作用很大[2]。

二、幾種常用的變壓器故障檢測(cè)手段

變壓器在電力運(yùn)行中有著作用，但也容易出現(xiàn)故障，因此在變壓器的安裝上一定做好地理位置的選擇，確保交通便利，安全可靠，以便對(duì)變壓器進(jìn)行檢修和維護(hù)。選擇合適電力系統(tǒng)的而定容量也很重要，確保電力變壓器在空載運(yùn)行時(shí)能夠具有適當(dāng)?shù)臒o(wú)功功率[3]。如果電力變壓器的容量偏小，電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)期符合而發(fā)生損壞。變壓器的容量過(guò)大不僅會(huì)導(dǎo)致投資增加，而且變壓器在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生輕載運(yùn)行或空載運(yùn)行，從而導(dǎo)致空載比值上升，降低了功率因數(shù)，增加了電能損耗。除了要注重電力變壓器的選擇還要注重對(duì)變壓器出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行分析，下文對(duì)幾種常用的檢測(cè)手段進(jìn)行了介紹：

（一）檢測(cè)故障氣體

變壓器在發(fā)生故障一般都會(huì)釋放氣體，不同的氣體的在物理性質(zhì)上存在較大差異，因此對(duì)便器其的故障可以通過(guò)分析變壓器中體系的含量進(jìn)行判斷。這種方法主要通過(guò)分析變壓器特征氣體的比值對(duì)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)的故障進(jìn)行判斷。依據(jù)表1中5種氣體比值范圍，就可以對(duì)變壓器出現(xiàn)的故障做出判斷。

表1變壓器故障定性分析

（二）檢測(cè)局部放電

變壓器在出現(xiàn)故障時(shí)因?yàn)榫植糠烹娊?jīng)常會(huì)產(chǎn)生電磁波和超聲波信號(hào)，通過(guò)對(duì)這些信號(hào)分析，可以對(duì)故障的嚴(yán)重性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，從而確定故障產(chǎn)生的位置，在對(duì)這種方法進(jìn)行應(yīng)用時(shí)一般采用超聲波檢測(cè)和差動(dòng)平衡法。

（三）紅外線技術(shù)的應(yīng)用

電力變壓器在發(fā)生故障時(shí)導(dǎo)線、線頭等局部都可能會(huì)發(fā)熱，對(duì)紅外探測(cè)器接收被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射信號(hào)放大，然后將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l信號(hào)，從而對(duì)變壓器的故障所在地做出準(zhǔn)確判斷。紅外線檢測(cè)可以分為，外部檢測(cè)和內(nèi)部檢測(cè)兩種。前者故障經(jīng)常暴露設(shè)備外，可以通過(guò)直接觀察法完成，主要故障包括絕緣層損壞、接頭不良等。后者存在于變壓器內(nèi)部，通過(guò)紅外線檢測(cè)可以對(duì)故障的部位進(jìn)行初步判斷，但要對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷還存在一定難度。因此，在通過(guò)紅外線熱成像后，還需要結(jié)合其他設(shè)備，對(duì)故障的位置進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

三、分析電力變壓器的故障及階段

（一）電力變壓器滲油故障分析及診斷

電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中如果出現(xiàn)漏油，不僅會(huì)使電力企業(yè)蒙受巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)對(duì)電力變壓器的安全運(yùn)行產(chǎn)生影響，可能會(huì)導(dǎo)致變壓器在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生損壞事故以及不必要的停運(yùn)，給客戶(hù)的工作和生活帶來(lái)不便。此外，變壓器內(nèi)部油液氣味如果發(fā)生變化，變壓器在運(yùn)行過(guò)程中將會(huì)發(fā)生鐵與銅灼燒的氣味，如果在運(yùn)行過(guò)程中存在新氣味，管理人員以及作業(yè)人員，要對(duì)故障機(jī)型及時(shí)排查，盡快尋找故障出現(xiàn)的原因，避免故障發(fā)生后，防爆膜發(fā)生破碎，從而導(dǎo)致空氣中的水分子進(jìn)入到郵箱內(nèi)，導(dǎo)致油脂發(fā)生變化。因此，要加強(qiáng)對(duì)電力變壓器漏油問(wèn)題的重視。目前引起變壓器漏油的主要原因就是變壓器本身質(zhì)量存在問(wèn)題以及密封不嚴(yán)。在變壓器生產(chǎn)過(guò)程中因?yàn)楹附淤|(zhì)量存在問(wèn)題，導(dǎo)致脫焊，從而引起變壓器漏油，此時(shí)需要采取合理的措施對(duì)漏油情況進(jìn)行補(bǔ)救，針對(duì)漏電較大需要進(jìn)行焊接的大塊金屬件，漏電較小的金屬塊可以直接拿一些耐油材料進(jìn)行添堵。密封不嚴(yán)情況主要有焊接口不嚴(yán)、螺絲帽不嚴(yán)等，針對(duì)這一情況應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊和更換螺絲螺母[4]。

（二）變壓器自動(dòng)跳閘故障分析及診斷

當(dāng)電路變壓器發(fā)生自動(dòng)跳閘后，應(yīng)當(dāng)將跳閘斷路器控制在跳閘后的位置，并將備用設(shè)備投入到電路中，確保電路的正常運(yùn)行，然后對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行檢查。查明引起電力變壓器出現(xiàn)故障的原因。如果出現(xiàn)了電流速斷保護(hù)或重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，且伴隨著沖擊現(xiàn)象，需要對(duì)電路變壓器的內(nèi)部和外部進(jìn)行詳細(xì)檢查，排除其中存在的故障，如果在檢查過(guò)程中沒(méi)有找到故障原因，不能強(qiáng)制送電，需要繼續(xù)對(duì)故障進(jìn)行排查。

（三）電路變壓器短路故障分析及診斷

電路變壓器在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)生短路主要表現(xiàn)在：電路變壓器內(nèi)部線路短路、出口短路。其中表常見(jiàn)的是層間短路，若電流過(guò)大，在運(yùn)行過(guò)程中，線圈將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重變形，會(huì)引起較為嚴(yán)重的后果。一般來(lái)說(shuō)引起這種情況的主要原因?yàn)檫\(yùn)行環(huán)境過(guò)于潮濕、導(dǎo)線表面存在毛刺。對(duì)于這種故障應(yīng)當(dāng)對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行更換或?qū)?dǎo)線上的毛刺進(jìn)行處理，重新引起使其脫離潮濕環(huán)境，避免短路情況的再次發(fā)生。此外，也可以通過(guò)繞組變形測(cè)試方法掌握變壓器的內(nèi)部繞組情況。第一種為短路阻抗法，在地電流環(huán)境下，對(duì)變壓器的單相工頻短路阻抗進(jìn)行測(cè)量，并且對(duì)變壓器在不同時(shí)段內(nèi)短路阻抗的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而一舉變化規(guī)律進(jìn)行最終判斷。第二種為低壓脈沖法，是在變壓器繞組一段提供標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，同檢測(cè)另一端其他端子的電壓信號(hào)，并進(jìn)行記錄，之后對(duì)時(shí)域內(nèi)以及響應(yīng)比進(jìn)行對(duì)比分析，從而判斷出繞組的變形情況。

四、結(jié)束語(yǔ)：

引起電力變壓器出現(xiàn)故障的原因有很多種，不勝枚舉，本在對(duì)電力變壓器作用的介紹的基礎(chǔ)上對(duì)其中比較常見(jiàn)的故障進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決對(duì)策，希望對(duì)促進(jìn)我國(guó)電力企業(yè)的發(fā)展能夠有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]聶鵬.淺談電力變壓器故障分析及其診斷方法[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，12：121-122.

[2]姜媛.基于油中溶解氣體分析的電力變壓