閆鵬飛

山東送變電工程公司

電氣試驗在變壓器故障分析中的應用

閆鵬飛

山東送變電工程公司

伴隨著我國的發(fā)展，電力的需求越來越大，刺激了電力的發(fā)展?，F(xiàn)在的人們對于電力的要求越來越高，尤其是在變壓器方面，變壓器的運用是是電力系統(tǒng)之中最主要的組成部分。它與其他電力設備相比之下，發(fā)生故障的幾率相對較小。但是一旦發(fā)生故障，需要確切的進行判斷，判斷故障的類型，以便使用恰當?shù)拇胧﹣斫鉀Q問題。本文是針對變壓器以及常見故障分析，對于缺陷進行討論，還對電氣試驗數(shù)據(jù)判斷變壓器故障的措施進行描述。

電氣試驗；變壓器；故障分析

1 變壓器故障處理必要性

近年來，電力科技水平不斷提升，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)所配備的專用電力設備更加多樣化，35kV變壓器是未來電力工程改造不可缺少的裝置。從實際應用情況分析，35kV變壓器所設定的功能類別較多，適應了大范圍電網(wǎng)操作模式運行要求，從而促進了35kV變壓器的普及應用。變壓器是一種靜止的電氣設備， 會受到電場的作用、導體發(fā)熱的作用、機械力損傷、化學腐蝕作用以及大氣條件的影響等，在這些外界因素的影響下，可能逐漸產(chǎn)生缺陷，甚至發(fā)展為故障，而電氣試驗是能夠保證電力變壓器安全運行的重要措施，對發(fā)現(xiàn)變壓器缺陷、診斷變壓器故障性質具有決定性的作用。

2 變壓器故障分析的直觀判斷方法

電氣工作人員對變壓器進行巡查過程中，一個有經(jīng)驗的工人可以通過對聲音、振動、氣味、變色、溫度等現(xiàn)象的微小變化，就可以判斷變壓器的運行狀態(tài)，對故障進行預測，然后進行綜合分析，對變壓器的運行狀態(tài)做出最后判斷。

2.1 聽變壓器運行的聲音

電力變壓器正常運行過程中，電流通過鐵心產(chǎn)生交變磁通就會發(fā)出嗡嗡的有節(jié)奏的電磁聲，聲響的大小和運行電壓和負荷電流的大小成正比。如果聲音的節(jié)奏、頻率和音量發(fā)生改變，電力變壓器內(nèi)部可能出現(xiàn)了故障。

2.2 外觀判斷變壓器的油溫、油位

電力變壓器的油位和油溫異常會造成電壓器故障。如果變壓器內(nèi)的油標管油位出現(xiàn)大幅度地波動，就反映出電力變壓器的油溫出現(xiàn)異常。油溫不正?？赡苁请娏ψ儔浩鞯睦鋮s器出現(xiàn)損壞，冷卻器不工作，變壓器內(nèi)部溫度必然升高。油位不正常有以下兩種原因造成，電力變壓器的運行溫度過低或出現(xiàn)油氣滲漏，液位波動大；電力變壓器長時間運行，油標管內(nèi)會有少量空氣，空氣下沉后占據(jù)一定的體積，采用真空注油法以排除繞組中的氣泡。

2.3 顏色、氣味發(fā)生變化

套管連接端部發(fā)熱氧化，局部顏色變深。放電揮發(fā)出臭氧氣味，繼電器內(nèi)有氣味，可能是由于過熱引起的。這些表觀現(xiàn)象，通過仔細觀察，可以判斷出變壓器的初步故障。

3 電氣試驗在變壓器故障分析中的應用

3.1 絕緣油試驗

進行絕緣試驗，變壓器是電力系統(tǒng)裝置，容易發(fā)生漏電，因此變壓器必須進行絕緣性測驗。絕緣油優(yōu)點如下：(1)流動性強，可以實現(xiàn)其他絕緣材料不能發(fā)揮的優(yōu)勢。變壓器里的油箱發(fā)揮的是絕緣功能。(2)分子間距離小，能隔絕空氣，外界空間潮濕也影響不了設施材料使用期限。(3)油溫、油位的變化能直觀反映變壓器的運行情況。絕緣油試驗是針對外觀的觀察，測量內(nèi)容有：油中空氣含量、水含量、水溶性酸pH值、酸值、油空界面張力等。繞組絕緣測試，測試內(nèi)容為高壓繞組測試和低壓繞組測試。

3.2 變壓器直流電阻試驗

直流電阻就是元件通上直流電，所呈現(xiàn)出的電阻，即元件固有的，靜態(tài)的電阻。變壓器直流電阻測量是變壓器試驗中既簡便又重要的一個試驗項目，能有效的檢查出繞組內(nèi)部導線接頭的焊接質量、引線與繞組接頭的焊接質量、電壓分接開關各個分接位置及引線與套管的接觸是否良好、并聯(lián)支路連接是否正確、變壓器載流部分有無斷路、接觸不良以及繞組有無斷路現(xiàn)象。試驗規(guī)程規(guī)定預防性試驗中，1.6MVA以上變壓器，各相繞組電阻相間的差別不應大于三相平均值的2%(警示值)，無中性點引出的繞組，線間差別不應大于三相平均值的1%(注意值)；1.6MVA及以下的變壓器，相間差別一般不大于三相平均值的4%(警示值)，線間差別一般不大于三相平均值的2%(注意值)。

3.3 電氣試驗判斷法的運用

平常來說，電氣試驗可以準確的判斷處變壓器的內(nèi)部潛在性的故障以及缺陷。但是在具體的試驗之中，比如說局部放電試驗，短路試驗，交流電實驗，空載等項目中，難度較大，會增加負擔，需要注意方法。這項試驗項目的復雜性和難度會隨著變壓器的電壓容量的增加以及變壓器等級的增加會增多更大的難度。在一些試驗研究之中，色譜分析會使得結果更加好，對于有針對性的制定試驗方案，減少了不必要的電氣試驗，提高一些準確率，可以有效地判斷內(nèi)部故障的效率，進而進一步加快事故的處理。

3.4 油中色譜分析法

(1)特征氣體組合法。對于正常運行的變壓器，由于油和絕緣材料的緩慢分解和氧化，會產(chǎn)生少量CO2、CO、H2以及微量的低分子烴類如CH4、C2H6、C2H4和C2H2等氣體，但其含量與故障產(chǎn)生的氣體量相比要少得多，這為識別故障下特征氣體的明顯增長提供了有利條件。當變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障時，主要原因是絕緣油和固體絕緣材料中的熱性故障(電流效應)和放電性故障(電壓效應)，此時，與故障性質密切相關的特征氣體含量明顯的增加。

(2)三比值法。通過故障氣體的組合特征雖然能對產(chǎn)生的故障性質和類型作出推斷，但對介于兩類型之間的故障則不易掌握。因此，還需要考察它們從數(shù)量上的比例關系，這種方法稱之為三比值法。

綜上所述，伴隨電力的發(fā)展，對于電力的要求越來越嚴格，需要進行準確的判斷。這之中變壓器是對供電來說必不可少的裝置，對于電力起到了很重要的作用。然而在供電過程之中，變壓器是存在很多的缺陷以及不足，這些會導致變壓器不能正常工作，因此為了使得變壓器的問題少出現(xiàn)，減少企業(yè)的損失，進行判斷必不可少。

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