李哲

摘 要：現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位越來(lái)越重要，而電力變壓器是現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)中的重要設(shè)備，電力變壓器的安全運(yùn)行，將直接影響我國(guó)電網(wǎng)的可靠性以及穩(wěn)定性。電力變壓器的良好運(yùn)行將會(huì)為企業(yè)帶來(lái)極高的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，然而需要注意的是電力變壓器在運(yùn)行的過(guò)程中必然會(huì)存在一些故障問(wèn)題、及時(shí)，有效的對(duì)電力變壓器的故障進(jìn)行診斷，將有助于電力變壓器在良好的環(huán)境下運(yùn)作。文章分析了電力變壓器的用途與分類，并對(duì)電力變壓器出現(xiàn)的故障以及故障的診斷方法進(jìn)行了重點(diǎn)闡述。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；故障；診斷方法；策略

電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的構(gòu)成部分，在電力系統(tǒng)的運(yùn)作中占有至關(guān)重要的地位，需要注意的是電力變壓器是其中容量最大、故障率最高的設(shè)備，它的安全性與穩(wěn)定性，將直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性，因此必須對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)，極早排除電力變壓器存在的故障，進(jìn)而為電力系統(tǒng)的良好運(yùn)作奠定基礎(chǔ)。

1 電力變壓器的用途與分類

從電力變壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)原理來(lái)分析，能夠得知電力變壓器是建立在電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)上，而且變壓器一次側(cè)與二次側(cè)之間不存在電與電的關(guān)系，它們之間的聯(lián)系靠磁路這一中介來(lái)完成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電壓與電流之間的交換任務(wù)。我們?nèi)粘Ｉ钪兴芤?jiàn)到的電氣設(shè)備種類繁多，不同種類的電氣設(shè)備所具有的額定電壓往往是不相同的。我們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫碾妷翰⒉皇怯砂l(fā)電廠直接輸送來(lái)的，因?yàn)殡娔茉谳斔偷倪^(guò)程中必然會(huì)有部分的熱損耗，在無(wú)形中會(huì)減少電能的利用率，因而為了有效避免這一問(wèn)題，需要提高傳輸電能的電壓，而這一過(guò)程的完成就需要升壓變壓器來(lái)實(shí)行，進(jìn)而達(dá)到提升電壓的功效。從本質(zhì)上看，升壓變壓器的作用就是提高從電壓廠輸出的電壓，進(jìn)而有助于電壓的輸送。

由發(fā)電廠輸送到居民區(qū)的電壓還不能夠被直接利用，因?yàn)榫用裼脩糁兴褂玫念~定電壓為220V，而發(fā)電廠輸送來(lái)的電壓則在千伏左右，因此必須借助于降壓變壓器，將輸送來(lái)的電壓進(jìn)行降級(jí)。從整體上看，由發(fā)電廠發(fā)出的電能往往會(huì)經(jīng)歷一個(gè)先升后降的過(guò)程，最后實(shí)現(xiàn)居民用戶的供給。由此，我們能夠看到電力變壓器在輸電過(guò)程中的重要作用。

電力變壓器的種類是多種多樣的，且不同的變壓器具有不同的使用功能。如若對(duì)電力變壓器進(jìn)行分類，可以從多角度進(jìn)行。依據(jù)冷卻方式的不同，變壓器可以分為油浸自冷變壓器、油浸風(fēng)冷變壓器、干式變壓器以及充氣式變壓器等。從線圈的結(jié)構(gòu)上分類，變壓器又可分為單線圈變壓器、雙線圈變壓器、三線圈變壓器以及多線圈變壓器。從變壓器的用途上分類，可以分為電力變壓器、調(diào)壓器、特種變壓器以及互感器等。

2 電力變壓器出現(xiàn)的故障

2.1 短路的故障

變壓器短路現(xiàn)象是電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的，變壓器的短路具體是指變壓器出口的短路，還涉及內(nèi)部引線短路、繞組間的對(duì)地短路以及線與線之前的短路等。研究調(diào)查顯示，電力變壓器受短路影響，所產(chǎn)生的結(jié)果是十分嚴(yán)重的，且調(diào)查結(jié)果顯示，在電力變壓器的事故中，由短路造成的大概占到50%以上，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，由短路造成的電力變壓器事故比例還會(huì)有不斷上升的趨勢(shì)。電力變壓器在低出口出現(xiàn)短路時(shí)，往往需要更換內(nèi)部的繞組，如若情況嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)更換全部繞組，所造成的損失與后果十分嚴(yán)重。電力變壓器的短路問(wèn)題在電網(wǎng)運(yùn)行中比較嚴(yán)重與突出，應(yīng)引起足夠的重視。

2.2 繞組變形的故障

由上所知，電力變壓器在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，當(dāng)電力變壓器受到短路的沖擊時(shí)，所遇到的短路電流比較小，繞組會(huì)發(fā)生變形，不過(guò)是輕微的，繼電也還能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如若所遇到的短路電流比較大，繼電保護(hù)可能會(huì)出現(xiàn)延時(shí)動(dòng)作或是拒動(dòng)，而此時(shí)電力變壓器上的繞組會(huì)被嚴(yán)重?fù)p壞，變形也是十分嚴(yán)重的。對(duì)于繞組的輕微變形，相關(guān)的檢修人員應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施，可以緊固繞組的壓釘，恢復(fù)墊塊位置，加緊引線的夾禁力，但是如若變壓器發(fā)生了多次短路，繞組會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變形，由于長(zhǎng)期的累積效應(yīng)，變壓器也會(huì)受到很大程度的損害，所以采取補(bǔ)救措施的意義不大，需要重新更換電力變壓器。針對(duì)電力變壓器繞組出現(xiàn)變形的情況，相關(guān)的檢修人員應(yīng)依據(jù)繞組的變形程度，制定合理的電力變壓器檢修周期為防止變壓器的短路、減少繞組變形奠定基礎(chǔ)。

2.3 絕緣的故障

目前，普遍使用的電力變壓器是油浸變壓器與干式樹(shù)脂變壓器，需要注意的是電力變壓器的絕緣是變壓器能夠正常工作與正常運(yùn)行的基本條件，可以說(shuō)電力變壓器能否長(zhǎng)久的使用與變壓器內(nèi)部的絕緣材料有密切的關(guān)系。除短路故障外，變壓器內(nèi)部絕緣系統(tǒng)的損壞也是造成電力變壓器出現(xiàn)故障的重要原因之一。在油浸變壓器中，我們發(fā)現(xiàn)主要的絕緣材料是絕緣油與固體絕緣材料，包括絕緣紙、絕緣木板等，這些絕緣材料容易受環(huán)境、氣溫等因素的影響發(fā)生分解，進(jìn)而在一定程度上喪失了絕緣強(qiáng)度，引發(fā)絕緣故障。事實(shí)上，維護(hù)較好的變壓器，其實(shí)際壽命能夠達(dá)到50-70年，由此看來(lái)，維護(hù)變壓器中絕緣系統(tǒng)的正常運(yùn)行，有助于提高變壓器的使用壽命，同時(shí)也能夠保證供電的可靠性。

3 電力變壓器的診斷方法

3.1 對(duì)短路的檢測(cè)

根據(jù)我國(guó)電力的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在規(guī)定的110kV電力變壓器的短路所表現(xiàn)的容量應(yīng)為800MVA，能承受的最大而非對(duì)稱短路的電流系數(shù)為2.55，另外，需要注意的一點(diǎn)是電網(wǎng)在最大運(yùn)行方式110kV時(shí)，三相出口的短路容量為1844MVA，35kV三相出口的短路為365MVA，而10kV三相出口的短路則為225.5MVA，如若短路的容量小于上述數(shù)值，那么極有可能出現(xiàn)短路事故，由此看來(lái)，電力變壓器短路的檢測(cè)可以通過(guò)此些數(shù)值進(jìn)行檢測(cè)。

3.2 繞組直流電阻的檢測(cè)

對(duì)于電力變壓器的安全運(yùn)行，繞組直流電阻的檢測(cè)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。從整體上看，變壓器繞組直流電阻在正常情況下為1-3年檢測(cè)一次，但是如若出現(xiàn)了特殊情況，檢測(cè)的周期會(huì)被縮短。正常的繞組直流電阻的運(yùn)行狀況為：變壓器的容量大致在1.6MVA以上，相應(yīng)的繞組直流電阻相互之間的差別應(yīng)小于2%，由無(wú)中性點(diǎn)引出的繞組線間的差別應(yīng)小于三相平均值的1%，而R1與R2分別的穩(wěn)度t1與t2時(shí)的電阻值，T作為常數(shù)，保持銅導(dǎo)線為235，而鋁導(dǎo)線為225。具體的測(cè)直流電阻的方法是在繞組的被試端子間通入直流，待瞬間過(guò)程結(jié)束，電流呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)后，記錄此時(shí)的電阻值以及繞組的溫度。

3.3 絕緣電阻的檢測(cè)

絕緣電阻的檢測(cè)從某種程度上講，是對(duì)變壓器絕緣性能的檢測(cè)，在檢測(cè)的過(guò)程中會(huì)斷定溫度、電場(chǎng)以及化學(xué)因素等對(duì)絕緣系統(tǒng)所造成的影響，這一檢測(cè)過(guò)程能夠靈敏的測(cè)出變壓器的絕緣受潮性以及抗絕緣劣化性等。電力變壓器絕緣電阻的檢測(cè)在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)采用的絕緣電阻為R60，也就是在一分鐘內(nèi)測(cè)出絕緣電阻值，而對(duì)大中型變壓器的測(cè)量吸收比值為R60/R15，這種檢測(cè)方法對(duì)繞組絕緣受潮有一定的積極作用。然而近幾年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，大容量的電力變壓器開(kāi)始廣泛使用，絕緣電阻的干燥工藝也在不斷增強(qiáng)，與此同時(shí)絕緣電阻的絕對(duì)值也在增大，測(cè)量的吸收比值變?yōu)镽600/R60，測(cè)量吸收比值的變化有助于正確解決電力變壓器遇到的電阻問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

電力變壓器是現(xiàn)代電力系統(tǒng)中重要的構(gòu)成部分，它在電網(wǎng)中的地位日益凸顯。要想使得電力變壓器在安全、穩(wěn)定的系統(tǒng)中運(yùn)行，就必須及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電力變壓器在工作過(guò)程中出現(xiàn)的故障，對(duì)其進(jìn)行有效的診斷，并及時(shí)采取相應(yīng)的解決措施，進(jìn)而為營(yíng)造安全、穩(wěn)定的電網(wǎng)環(huán)境奠定基礎(chǔ)。

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