黃 成 張繼鵬

長春龍源電力設(shè)備有限公司

電力變壓器故障分析與診斷探討

黃 成 張繼鵬

長春龍源電力設(shè)備有限公司

變壓器故障的檢測技術(shù)是電力變壓器故障診斷分析的主要手段。故障診斷中故障性質(zhì)診斷由于方法很多在實際應用中得到推廣，故障診斷中故障部位診斷還處于探索期，沒有什么具體的方法，如果故障部位診斷也有探索成功得到方法，那對于故障的排除具有非凡的意義。在故障發(fā)生后，能第一時間分析出故障性質(zhì)，判斷出故障部位，就能快速排除變壓器故障，對于電力系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性的提高幫助非常大。鑒于此，本文主要分析電力變壓器故障分析與診斷。

電力變壓器；故障分析；診斷

1、變壓器的結(jié)構(gòu)和分類

1.1 變壓器的結(jié)構(gòu)

變壓器的結(jié)構(gòu)由本體設(shè)備和附屬設(shè)備兩大部分構(gòu)成。本體設(shè)備部分主要有變壓器器身、變壓器油、油箱組成。其中油箱的作用是容納變壓器器身和變壓器油；變壓器油的作用是用于器身冷卻、防腐和絕緣；變壓器器身由線圈、鐵芯及其夾緊裝置構(gòu)成。附屬設(shè)備部分包括高壓套管、低壓套管、油枕、分接開關(guān)、呼吸器、防爆管、散熱器、凈油器、氣體繼電器、溫度計等。

1.2 變壓器的分類

變壓器按冷卻和絕緣介質(zhì)的不同可分為三類：一是油浸式電力變壓器，采用礦物油作為冷卻和絕緣介質(zhì)；二是氣體絕緣電力變壓器，采用人工合成的氣體作為冷卻和絕緣介質(zhì)；三是干式電力變壓器，采用空氣作為冷卻和絕緣介質(zhì)。

2、電力變壓器的故障類型

(1)相間短路故障。這種故障會造成流過繞組的故障電流提升，其提升值甚至可能達到正常流過繞組電流的數(shù)十倍，從而造成變壓器內(nèi)部過熱。同時，故障電流產(chǎn)生的電應力也會作用在繞組上，嚴重的就可能造成繞組發(fā)生變形，進而導致短路和絕緣損壞故障的發(fā)生；(2)鐵芯多點接地。在正常情況下，變壓器的鐵芯不允許多點接地，一旦出現(xiàn)兩個接地點，那么就會導致鐵芯渦流出現(xiàn)，進而使得變壓器的繞組溫度和油溫都明顯提高，而這會加速變壓器油的分解，進而導致故障發(fā)生；(3)絕緣故障。變壓器的絕緣主要包括絕緣板、絕緣墊、變壓器油。在高溫、高壓、水分的侵蝕下，這些絕緣材料可能會加速老化，進而可能導致局部溫度過高或局部發(fā)生放電，嚴重時就會使變壓器發(fā)生跳閘故障；(4)匝間短路。出現(xiàn)這種故障會造成變壓器的繞組溫度過高和局部放電發(fā)生；(5)斷線故障。變壓器因為安裝施工不合理等因素的影響，可能會造成接頭松動、引線脫落等情況，而這些故障可能會導致變壓器發(fā)生斷線故障。一旦電力變壓器發(fā)生斷線故障，三相電壓就無法實現(xiàn)平衡，此時會提高變壓器的空載損耗，嚴重的甚至可能在斷口處引發(fā)放電現(xiàn)象。

3、電力變壓器的故障診斷技術(shù)探討

3.1 推理診斷技術(shù)

第一點是相對簡單的閥值比較法，也就是通過對電力變壓器的故障的診斷，避免出現(xiàn)判斷的標準過于絕對化的問題；第二點是復雜模式識別，通過此技術(shù)可以進行復雜數(shù)據(jù)的測定，從而幫助實現(xiàn)對電力變壓器故障的快速診斷；第三點是綜合故障診斷法，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與證據(jù)理論等多種現(xiàn)代化的方法，實現(xiàn)對于故障的診斷。

3.2 紅外線診斷技術(shù)

除了溶解氣體技術(shù)以外，在變電器的維護工作當中，對于紅外線技術(shù)的使用也非常普遍。在紅外線的原理當中，有許多相關(guān)的技術(shù)可以被利用在對電力設(shè)備的檢查當中。根據(jù)相關(guān)研究者的調(diào)查分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅外線技術(shù)可以有效的對電力變壓器的故障進行檢測，其主要是通過紅外線的波長，對變壓器的整體溫度進行探測。根據(jù)紅外線波長的不同，可以實現(xiàn)對變壓器溫度變化的實時監(jiān)測，并在第一時間內(nèi)對電力變壓器進行故障排查和檢修，確保變壓器的穩(wěn)定運行。

3.3 人工智能診斷技術(shù)

隨著現(xiàn)代化科學技術(shù)手段的發(fā)展，在提高了人們生活水平的同時，也為我國的企業(yè)發(fā)展提供了先進的技術(shù)支持，人工智能技術(shù)也逐漸被應用于對于電力變壓器故障的診斷當中。在人工智能理論的支持下，通過與目前所了解的故障診斷經(jīng)驗，通過電子技術(shù)的使用，建立出相應的故障診斷與檢修的資料庫，通過對于資料庫的不斷完善，可以為電力檢修工作人員提供更多的技術(shù)理論支持。

3.4 其他判斷方法

目前，我國所使用的變壓器主要可以分為配電變壓器、箱式變壓器以及高壓超高壓電力變壓器，而浸式變壓器作為我國目前被廣泛使用的變壓器，也可以根據(jù)其自身的特點進行故障判斷。在對該種變壓器的維護工作當中，判斷故障的手段也可以根據(jù)測量其溫度和氣味的方式。通過溫度的判斷，可以充分得知電力變壓器的實際工作情況，一旦出現(xiàn)溫度過熱，應當立即進行緊急處理，否則會造成變壓器的短路，進而有火災的危害。維護工人就是對變壓器的溫度進行了測量，再根據(jù)變壓器的外部裸露電線的破損程度來判斷變壓器是否出現(xiàn)了故障。維護工人也會對變壓器的油溫進行監(jiān)控，一般會使用溫度計來測試變壓器的油溫，以此來判斷變壓器是否出現(xiàn)短路故障。有時變壓器只是因為運行時間過長才會發(fā)熱，因此為了避免誤判，維護工人也會適當停止變壓器的運作并使其冷卻，觀察變壓器的冷卻時間。而對于氣味的判斷方面，工人們依據(jù)自己長時間維護變壓器的工作經(jīng)驗判斷，機器的運作如果處于正常的狀態(tài)與發(fā)生故障時所產(chǎn)生的氣味是不同的。當工作人員發(fā)現(xiàn)了不同的氣味，就會針對變壓器進行檢查，并及時的排除故障。

總之，在現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展中，電力系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用。電力系統(tǒng)的主要功能就是對電能進行輸送，在電能輸送的過程中，經(jīng)常需要進行能量轉(zhuǎn)換，這個負責能量轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)就是變壓器。在變壓器運行的過程中，經(jīng)常會因為某些內(nèi)部因素和外部因素導致其發(fā)生故障，對電力系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生影響，給社會各系統(tǒng)的正常運行造成不良影響。在現(xiàn)實生活中，變壓器故障的類型有很多。為了防止變壓器在運行的過程中發(fā)生故障，使用正確的方法對其進行診斷，及時發(fā)現(xiàn)隱患，將故障消滅在萌芽狀態(tài)最為關(guān)鍵。

[1]高駿.電力變壓器故障診斷與狀態(tài)綜合評價研究[D].華中科技大學，2011.

[2]鄭含博.電力變壓器狀態(tài)評估及故障診斷方法研究[D].重慶大學，2012.

[3]武中利.電力變壓器故障診斷方法研究[D].華北電力大學，2013. [4]高權(quán).電力變壓器故障分析與診斷[D].華北電力大學(河北)，2009. [5]潘巍巍.電力變壓器故障診斷與定位的研究[D].浙江大學，2004.