張文輝

(平頂山姚孟電力工程有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467099)

進(jìn)入21世紀(jì)之后，我國(guó)的電力行業(yè)得到了前所未有的快速發(fā)展，無論是對(duì)電力的使用規(guī)模還是對(duì)電力的使用類別，都是以往任何時(shí)期都無法比擬的。而為了保證電力的安全有效供應(yīng)，需要對(duì)電力系統(tǒng)的各個(gè)方面、各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)資源進(jìn)行綜合的把控和監(jiān)督［1］。在電能的傳輸與配送的過程中，電力變壓器在能量轉(zhuǎn)換和傳輸中扮演著重要的角色，在電網(wǎng)中也是最為重要與最為關(guān)鍵的設(shè)備，在保證電力設(shè)備的安全運(yùn)行，避免電網(wǎng)重大事故方面起著關(guān)鍵的作用。因此，保證電力變壓器的順利運(yùn)行，防止電力中斷，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。本文以此為基礎(chǔ)，對(duì)電力變壓器常見故障進(jìn)行了識(shí)別，并對(duì)其進(jìn)行了診斷分析。希望通過本文的工作，為電力系統(tǒng)的順利運(yùn)行提供可供借鑒的信息。

1 電力變壓器主要故障解析

1．1 分接開關(guān)故障

電力變壓器調(diào)壓有無載調(diào)壓與有載調(diào)壓兩種不同的方式。其中，無載調(diào)壓需要把電力變壓器停電之后才能夠安全的進(jìn)行，因此，其調(diào)壓的級(jí)數(shù)相對(duì)較小，往往會(huì)將其用在電源電壓相對(duì)穩(wěn)定，或者用電負(fù)荷對(duì)電壓要求相對(duì)較低的領(lǐng)域;而與此相對(duì)應(yīng)，有載調(diào)壓能夠在調(diào)壓時(shí)帶負(fù)荷進(jìn)行，而不必采取停電措施，更為重要的是，這種調(diào)壓方式能夠隨時(shí)進(jìn)行。

1．2 絕緣故障

大量的事實(shí)表明，在電力變壓器所產(chǎn)生的大多數(shù)事故中，絕緣系統(tǒng)的損壞是造成事故的作為主要的原因。據(jù)權(quán)威統(tǒng)計(jì)，在各類電力變壓器的故障中，因絕緣故障造成的事故一般會(huì)占到全部變壓器事故的90%左右。可見，電力變壓器的絕緣問題在變壓器的質(zhì)量管理中是極為關(guān)鍵的一環(huán)。所以，電力變壓器的絕緣效果或者絕緣質(zhì)量的優(yōu)劣將直接關(guān)系到電力變壓器的長(zhǎng)期使用以及安全可靠的運(yùn)行［2］。在絕緣故障中，絕緣損傷與介損超標(biāo)是最為主要的兩種表現(xiàn)形式，兩者都能夠在短期內(nèi)使變壓器保持正常的工作狀態(tài)，可是，這些故障的長(zhǎng)期存在，將會(huì)導(dǎo)致電力變壓器的局部放電或者局部過熱現(xiàn)象的出現(xiàn)，造成更為嚴(yán)重的故障或者事故。

1．3 繞組故障

在對(duì)發(fā)生故障的電力變壓器進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，該類變壓器的繞組變形能夠引起多種故障和事故，可將此看做是其產(chǎn)生故障的直接原因。這是因?yàn)?，?dāng)變壓器繞組出現(xiàn)嚴(yán)重變形時(shí)，那些未被診斷出來的部分還在繼續(xù)運(yùn)行，這樣一來，產(chǎn)生故障也就不足為奇了［3］。在電力變壓器中，繞組變形的原因是多方面的，一些屬于外部原因，而更為重要的便是繞組機(jī)械的強(qiáng)度不夠，或者繞組工藝設(shè)計(jì)粗糙，加之在承受正常容許的短路電流沖擊時(shí)承載的能力與外部機(jī)械能力相對(duì)較差。所以，電力變壓器繞組變形主要是通過內(nèi)部電動(dòng)力與外部機(jī)械力的共同作用引起的，而尤以電動(dòng)力的影響最為突出。

1．4 鐵芯故障

要想使電力變壓器能夠安全可靠的運(yùn)行，一般要對(duì)繞組的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，此外，同樣重要的是，鐵芯的質(zhì)量也會(huì)影響到電力變壓器的運(yùn)行效果。在電力變壓器中，鐵芯故障主要表現(xiàn)在:鐵芯多點(diǎn)接地或者鐵芯接地不良，或者是鐵芯片間的短路。進(jìn)一步的，鐵芯多點(diǎn)接地又能夠繼續(xù)分為鐵芯動(dòng)態(tài)性多點(diǎn)接地與牢靠性多點(diǎn)接地兩大類［4］。其中，電力變壓器鐵芯故障多以鐵芯多點(diǎn)接地的情況出現(xiàn)，有時(shí)會(huì)同時(shí)出現(xiàn)鐵芯局部過熱的情況，而長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行之后，將會(huì)導(dǎo)致油紙絕緣老化或者絕緣墊塊炭化甚至是鐵芯片絕緣層的老化，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)燒斷鐵芯接地引線，從而引發(fā)嚴(yán)重的電力事故。

2 電力變壓器的故障識(shí)別與主要技術(shù)

2．1 紅外線測(cè)溫技術(shù)

紅外熱像技術(shù)也被稱作紅外線測(cè)溫技術(shù)，這一技術(shù)的關(guān)鍵在于通過紅外線探測(cè)器對(duì)被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射信號(hào)進(jìn)行接收，并且在對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、處理之后，能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)，再經(jīng)由電視屏或者監(jiān)視器將紅外熱像圖顯示出來，以此對(duì)電力變壓器的故障進(jìn)行識(shí)別和檢測(cè)。比如，如果電力變壓器的引線接觸不良或者過負(fù)荷運(yùn)行，將會(huì)引起導(dǎo)電回路的局部過熱，也可能使得鐵芯多點(diǎn)接地時(shí)鐵芯過熱的情況出現(xiàn)［5］。

2．2 繞組溫度指示技術(shù)

在對(duì)電力變壓器的常見故障進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，繞組溫度指示器往往會(huì)發(fā)揮重要的作用，這一儀器能夠?qū)﹄娏ψ儔浩骼@組的溫度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果超過了警戒線，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，甚至?xí)诒匾臅r(shí)候自動(dòng)啟動(dòng)保護(hù)跳閘行為［6］。截止到目前，我國(guó)已經(jīng)開發(fā)出了能夠應(yīng)用于大型變壓器繞組溫度監(jiān)測(cè)的新技術(shù)，通過將光纖嵌入到電力變壓器繞組的形式，完成對(duì)繞組實(shí)時(shí)溫度的直接測(cè)量，它實(shí)際上改進(jìn)了電力變壓器的預(yù)測(cè)建模過程，實(shí)現(xiàn)了更好的故障檢測(cè)效果。

2．3 油中溶解性氣體分析技術(shù)

在電力變壓器內(nèi)部，由于不同的故障不會(huì)產(chǎn)生相同的氣體。所以，通過對(duì)油中氣體的成分、含量以及產(chǎn)氣率和相對(duì)百分比的分析之后，就能夠得出導(dǎo)致變壓器故障的原因，達(dá)到診斷的目的［7］。這種技術(shù)便是油中溶解性氣體分析技術(shù)，其中典型的油中溶解氣體經(jīng)常被用作進(jìn)行故障分析的典型氣體。而當(dāng)檢測(cè)出不同氣體的成分和含量之后，還可以通過特征氣體法或者比值法對(duì)電力變壓器的內(nèi)部故障進(jìn)行識(shí)別和檢測(cè)。

3 電力變壓器故障診斷與預(yù)防

3．1 變壓器的日常運(yùn)行維護(hù)管理

在變壓器日常運(yùn)行維護(hù)管理方面，需要完成以下幾個(gè)方面的工作:(1)保證接地的可靠性，引線的長(zhǎng)度要控制在某個(gè)允許的范圍之內(nèi)，堅(jiān)持一年一度的預(yù)防試驗(yàn)，及時(shí)更換不合格的避雷器，最大限度的減少雷擊過電對(duì)電力變壓器的損壞;(2)保持絕緣部分的清潔。定期或者不定期的對(duì)電力變壓器上的污垢進(jìn)行清潔，同時(shí)檢查其接地是否良好，防止出現(xiàn)斷線、脫焊和斷裂的現(xiàn)象;(3)通過技術(shù)手段，對(duì)散熱器進(jìn)行檢測(cè)，保證其不出現(xiàn)滲漏、生銹或者污垢淤積的情況，此外，該應(yīng)該對(duì)電力變壓器的油位和油色進(jìn)行例行價(jià)差，保證其不出現(xiàn)滲漏或者缺陷的情況，如果出現(xiàn)要能夠?qū)ζ溥M(jìn)行及時(shí)的處理。

3.2 善于把握變壓器的無功功率經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

在分析電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)，不但需要考慮有功功率損耗的最小，還要考慮到無功功率損耗的最小，這樣依賴，電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不但能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的效果，還能提高運(yùn)行的效率［8］。而為了做到這一點(diǎn)，可以通過并聯(lián)電容器對(duì)電力系統(tǒng)中感性負(fù)荷的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，提高系統(tǒng)的功率。

3.3 電力變壓器的預(yù)防管理要點(diǎn)

在電力變壓器的預(yù)防管理方面，需要同時(shí)在以下方面做出努力:(1)防止變壓器絕緣油劣化。通過氣相色譜對(duì)電力變壓器的潛伏故障進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，這一方法的靈敏度相對(duì)較高，還能夠?yàn)槌溆驮O(shè)備運(yùn)行進(jìn)行檢測(cè);(2)防止變壓器引線的絕緣故障。在電力變壓器運(yùn)行之前，需要對(duì)其所有的高、低壓樁頭進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)，目的在于找到接觸不良的位置，完成對(duì)其絕緣油位的監(jiān)視;(3)防止變壓器絕緣老化。需要通過兆歐表對(duì)電力變壓器進(jìn)行絕緣檢測(cè)，通過變壓器繞組的平衡系數(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，在必要的情況下，還需要測(cè)量變壓器的直流泄漏電流值，并將其與往年的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。

4 結(jié)束語

電力變壓器作為電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其運(yùn)行的正常、安全、可靠、連續(xù)是供電系統(tǒng)的重關(guān)鍵所在。因此，對(duì)于電力系統(tǒng)中變壓器的故障要做到預(yù)防為主，早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早處理，最大限度的消除安全隱患，只有這樣，才能保證電力變壓器的長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行，在最佳的工作狀態(tài)上為社會(huì)提供不竭的電力供應(yīng)。本文以此為視角，通過對(duì)電力變壓器常見故障的識(shí)別和診斷分析，為電力系統(tǒng)的順利運(yùn)行提供一定的可供借鑒的信息，希望這些信息能夠在一定程度上指導(dǎo)實(shí)踐。

［1］蔣媛.電力變壓器的故障分析與診斷［J］.云南電力技術(shù)，2006(1):37-38.

［2］高應(yīng)權(quán).淺談電力變壓器故障預(yù)防措施［J］.華商，2009(4):80.

［3］張占，程坤，王榮.電力變壓器的故障分析與診斷［J］.水利電力機(jī)械，2007(11):106-107.

［4］陳繼紅.電力變壓器常見故障及診斷技術(shù)［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2008(9):86.

［5］顏湘蓮，文遠(yuǎn)芳.模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在變壓器故障診斷中的研究［J］.變壓器，2002(7):41-43.

［6］徐文，王大忠，周澤存.電氣設(shè)備故障診斷中模糊性處理方法的探討［J］.高電壓技術(shù)，2005(3):46-48.

［7］王有元，廖瑞金，孫才新.變壓器油中溶解氣體濃度灰色預(yù)測(cè)模型的改進(jìn)［J］.高電壓技術(shù)，2003(4):24-26.

［8］電力工業(yè)部科學(xué)技術(shù)委員會(huì).用氣相色譜法檢測(cè)充油電氣設(shè)備內(nèi)部故障的試行導(dǎo)則(試驗(yàn))［M］.北京:電力工業(yè)出版社，2010.