孟令伍 張學(xué)智

國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司營(yíng)口供電公司

淺談電力變壓器故障與故障診斷分析

孟令伍 張學(xué)智

國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司營(yíng)口供電公司

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，使得人們?cè)谏a(chǎn)生活中所需的用電量日漸增多，在這樣的背景之下，如何推行電力系統(tǒng)的平穩(wěn)正常運(yùn)行就成為了亟待解決的問(wèn)題。在日常運(yùn)行中，變壓器的故障類型有很多，誘發(fā)故障產(chǎn)生的原因也有很多，因此務(wù)必要對(duì)電力變壓器的故障診斷工作引起足夠的重視，采取各種方式對(duì)電力變壓器故障進(jìn)行有效的診斷，從而保證電力系統(tǒng)的安全和正常運(yùn)行?；诖吮疚姆治隽穗娏ψ儔浩鞴收吓c故障診斷。

電力變壓器；故障；故障診斷

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(kāi)關(guān)﹑呼吸器﹑防爆管﹑散熱器﹑凈油器﹑氣體繼電器﹑溫度計(jì)等。也可簡(jiǎn)單歸納為變壓器冷卻系統(tǒng)﹑變壓器本體保護(hù)裝置﹑變壓器油系統(tǒng)﹑變壓器測(cè)試儀表裝置等。

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、電力變壓器常見(jiàn)故障診斷

2.1 絕緣性故障

在電力變壓器運(yùn)行的過(guò)程中，其絕緣性是否優(yōu)良直接影響到了運(yùn)行過(guò)程中的安全性以及通暢性。引起電力變壓器的絕緣性降低的原因較多，主要是：一是由于電力變壓器內(nèi)部材料老化而導(dǎo)致的絕緣性降低，這種情況的出現(xiàn)主要是由于相關(guān)的內(nèi)部元件以及應(yīng)用材料所使用的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，繼而超過(guò)了都使用壽命而出現(xiàn)明顯的老化現(xiàn)象。再者就是內(nèi)部材料在運(yùn)行的過(guò)程中，因?yàn)橐恍C(jī)械運(yùn)動(dòng)而出現(xiàn)了磨損，繼而由此降低了相關(guān)設(shè)備的絕緣性。對(duì)此，則需要相關(guān)的工作人員更換內(nèi)部元件，繼而由此保證材料的絕緣性。二是由于絕緣油在使用的過(guò)程中發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，繼而導(dǎo)致了相關(guān)性能的降低。具體來(lái)說(shuō)，電力變壓器絕緣油出現(xiàn)問(wèn)題的原因主要有：一是因?yàn)榻^緣油性質(zhì)不穩(wěn)定，容易受潮繼而電離分解，失去了絕緣的效果，二是其在使用的過(guò)程中，跟氧分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，繼而由此產(chǎn)生腐蝕效果，并對(duì)電力變壓器內(nèi)部的元件進(jìn)行腐蝕，最終導(dǎo)致了絕緣性的降低。

2.2 短路故障

短路問(wèn)題作為電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中最常見(jiàn)的故障，造成該故障出現(xiàn)的原因有很多。其中影響最為普遍的就是受到內(nèi)部電磁環(huán)境的影響，從而導(dǎo)致電力變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)電位差，從而造成電火花的出現(xiàn)，并最終導(dǎo)致電力變壓器出現(xiàn)短路，繼而使得相關(guān)的構(gòu)件以及絕緣系統(tǒng)受到損害，并阻礙了電力變壓器的正常運(yùn)行。

2.3 引線故障

引線作為電力變壓器中用于連接各元件的線路，其在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中也時(shí)常出現(xiàn)故障，并導(dǎo)致了其所連接的各種零部件受到影響，繼而嚴(yán)重阻礙了電力變壓器的正常運(yùn)行。造成引線故障主要有兩個(gè)方面的原因：一是在引線固定的過(guò)程中采取電焊的方式，而在焊接的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)引線固定不穩(wěn)的情況，繼而誘發(fā)故障。二是由于其他零部件出現(xiàn)故障，繼而對(duì)引線產(chǎn)生了不良影響，并最終導(dǎo)致引線故障?；谶@種情況，就需要相關(guān)的工作人員對(duì)電力變壓器進(jìn)行定期的維護(hù)與保養(yǎng)，并在這一過(guò)程中對(duì)各部件進(jìn)行檢查﹑拆卸以及更換，并清零設(shè)備內(nèi)部積留的雜物。

3、變壓器故障診斷技術(shù)和方法探析

3.1 常用診斷方法

在現(xiàn)實(shí)工作中，變壓器故障診斷和檢測(cè)方法有很多，例如：電氣預(yù)防試驗(yàn)法﹑直觀檢查法和油中溶解氣體分解法等。

第一，電氣預(yù)防試驗(yàn)法。在變壓器故障眾多的診斷方法中，電氣預(yù)防試驗(yàn)法是最常用的方法，相較于其他方法來(lái)說(shuō)，這種方法診斷的準(zhǔn)確性較高。

第二，直觀檢查法。這種方法可以用來(lái)檢查一些直觀的變壓器故障，具有簡(jiǎn)便易行的特征，多用于變壓器的日常巡檢。

第三，油中溶解氣體分解法。一般來(lái)說(shuō)，變壓器故障和油中溶解的氣體類型有密切的相關(guān)性，因此，通過(guò)對(duì)油中溶解氣體的分析就能夠?qū)ψ儔浩鞯墓收项愋瓦M(jìn)行判斷，該方法的應(yīng)用效果非常好。

3.2 診斷技術(shù)

3.2.1 依據(jù)不同的部位分類分析。變壓器的故障部位不同，其可能發(fā)生的故障類型和應(yīng)采取的故障處理方法也存在差異，所以應(yīng)針對(duì)不同部位分類來(lái)對(duì)變壓器的故障進(jìn)行分析，進(jìn)而為后續(xù)的檢修處理提供科學(xué)依據(jù)。如因變壓器內(nèi)螺栓松動(dòng)﹑法蘭不平以及焊接質(zhì)量存在問(wèn)題，就可能造成油箱的密封性下降，進(jìn)而引發(fā)漏油﹑漏氣等問(wèn)題；又如因變壓器的鐵芯質(zhì)量不合格，鐵芯片的毛刺過(guò)大，就可能導(dǎo)致鐵芯出現(xiàn)多點(diǎn)接地的問(wèn)題等。

3.2.2 根據(jù)計(jì)劃維修。根據(jù)所轄區(qū)域電力變壓器的實(shí)際運(yùn)行狀況和故障發(fā)生規(guī)律制定合理的檢修計(jì)劃。檢修計(jì)劃的制定要有科學(xué)依據(jù)，既不能因過(guò)度維修而造成資源浪費(fèi)，也不能使變壓器內(nèi)存在的故障隱患長(zhǎng)時(shí)間得不到檢修處理，要結(jié)合具體地區(qū)變壓器的實(shí)際運(yùn)行狀況和故障發(fā)生規(guī)律來(lái)合理制定。

3.2.3 運(yùn)用完善的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。除了合理制定并落實(shí)計(jì)劃?rùn)z修工作外，還要加強(qiáng)對(duì)變壓器運(yùn)行狀況的在線監(jiān)測(cè)工作，從而確保電力變壓器的異常問(wèn)題可以得到及時(shí)有效的處理。

第一，振動(dòng)分析法。振動(dòng)分析法指的是在變壓器運(yùn)行的過(guò)程中，對(duì)變壓器的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，從而與變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，將故障消滅在萌芽狀態(tài)。

第二，局部放電檢測(cè)法。如果變壓器在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)內(nèi)部故障，就會(huì)發(fā)生局部放電現(xiàn)象，其放電水平和放電增長(zhǎng)速率會(huì)有很大的波動(dòng)。在這樣的情況下，對(duì)變壓器的局部放電進(jìn)行監(jiān)測(cè)，就能夠有效地判斷出變壓器是否存在安全隱患，以對(duì)其進(jìn)行及時(shí)消滅，以保證其正常運(yùn)行。

第三，繞組溫度指示法。在變壓器運(yùn)行的過(guò)程中，一旦繞組發(fā)生故障，繞組就會(huì)過(guò)熱，因此通過(guò)對(duì)繞組溫度的監(jiān)測(cè)就能很好地掌握繞組的工作狀態(tài)，從而消除變壓器的安全隱患。

總之，為了確保電力變壓器能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行，企業(yè)有必要加強(qiáng)對(duì)電力變壓器的故障分析和診斷工作，以最大限度地降低損失，進(jìn)而充分保障供電企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)責(zé)任，因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究。

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

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