崔月松

[摘 要]變壓器是電力工業(yè)中的大型設(shè)備，其安全、可靠和高效的運行對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高具有非常重要的意義。本文對電力變壓器常見故障及診斷技術(shù)進行了探討。

[關(guān)鍵詞]電力；變壓器；常見故障；診斷技術(shù)

中圖分類號：TM41；F426.61 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0075-01

變壓器的正常運行是機械設(shè)備保持持續(xù)工作能力的關(guān)鍵，對企業(yè)的工作效率也會產(chǎn)生間接影響，確保變壓器的可靠性和穩(wěn)定性不僅需要選擇質(zhì)量優(yōu)秀的變壓器，還要在平時的工作中定期對變壓器進行檢查維修，及時發(fā)現(xiàn)變壓器出現(xiàn)的問題，有效延長變壓器的使用壽命，才能保證機械設(shè)備的可靠性。

一、電力變壓器常見故障分析

1、繞組故障

繞組故障是電力變壓器最嚴(yán)重的一種故障，其分為相間、層間和匝間的斷線、接地和短路等，經(jīng)常發(fā)生高能量放電或者電弧放電。電力變壓器繞組故障主要是由于電力變壓器加工制造過程中絕緣損壞或者老化而發(fā)生短路，周圍環(huán)境溫度比較高影響電力變壓器正常散熱，漏油造成電力變壓器油量不足，冷卻系統(tǒng)故障導(dǎo)致電力變壓器過熱，并且電力變壓器長時間過負(fù)荷造成絕緣劣化，一旦發(fā)生短路沖擊會導(dǎo)致電力變壓器繞組松動。

2、分接開關(guān)故障

電力變壓器分接開關(guān)故障主要分為有載調(diào)壓和無載調(diào)壓，有載調(diào)壓開關(guān)故障包括固定絕緣桿畸變、分接開關(guān)相間短路、過電壓電弧故障等，當(dāng)電力變壓器在短路狀態(tài)下，過電流會造成電力變壓器觸頭損壞，有時也會發(fā)生機械性故障，接頭焊接和導(dǎo)體接觸不良也會導(dǎo)致電力變壓器過熱性故障。

3、絕緣故障

大多數(shù)的電力變壓器故障和損壞主要是由于絕緣系統(tǒng)發(fā)生損壞，特別是油浸式變壓器，其主要包含固體絕緣介質(zhì)和液體絕緣介質(zhì)，如絕緣墊、絕緣板、絕緣紙等，液體絕緣介質(zhì)主要是指變壓器油，電力變壓器發(fā)生絕緣故障多是受到過電壓、油保護方式、濕度、溫度等因素的影響。

4、鐵芯故障

電力變壓器是電磁能量交換、變壓器傳遞的重要部件，其主要由鐵芯、繞組組成，電力變壓器鐵芯在靜電感應(yīng)下產(chǎn)生懸浮電位，如果電力變壓器鐵芯多點接地會在電力變壓器系統(tǒng)中形成回路，主磁通條件下產(chǎn)生大量電流，導(dǎo)致電力變壓器局部過熱，如果不能及時進行處理解決，會造成電力變壓器繞組和油過熱，加速油紙的老化。

5、套管故障

電力變壓器套管故障經(jīng)常表現(xiàn)為相間閃絡(luò)和油箱擊穿，由于電力變壓器的表面污穢或裂紋會導(dǎo)致油箱擊穿，在實際應(yīng)用中相間閃絡(luò)主要是受到外界環(huán)境的影響。

二、電力變壓器常見故障的診斷技術(shù)

1、紅外技術(shù)故障診斷

針對變壓器的故障診斷，我們不僅可以選擇物理診斷方法，另外還可選擇一些現(xiàn)代化的先進診斷手段，比如說紅外診斷技術(shù)。紅外診斷技術(shù)一般是對變壓器實施無損檢測從而實現(xiàn)故障檢測。當(dāng)變壓器處于正常的運行狀態(tài)下，我們可以選擇紅外設(shè)備對變壓器實施全方位的掃描檢測，按照變壓器表面不同的溫度變化，能夠獲得紅外熱像數(shù)據(jù)，我們將這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與綜合的分析，一般情況下變壓器表面所產(chǎn)生的溫差大約為0.1℃到0.5℃的范圍之內(nèi)。選擇紅外診斷技術(shù)的主要優(yōu)勢在于它不會因為變壓器處于運行狀態(tài)下所產(chǎn)生的高壓強電力而受到影響，所以在故障診斷的過程中也不會對變壓器的正常工作產(chǎn)生影響，能夠最大程度上的確保檢測對象和測量儀器操作的安全性。采取紅外檢測技術(shù)不會產(chǎn)生不必要的故障檢測資源浪費，同時紅外檢測設(shè)備也能夠被重復(fù)的使用，在很大程度上提升了實際的經(jīng)濟效益，降低了診斷成本。

2、繞組變形檢測與局部放電測量

變壓器繞組變形是其發(fā)生故障的主要原因之一，如果變壓器繞組發(fā)生比較嚴(yán)重的變形或者直接燒壞，則會造成停電或其他故障的產(chǎn)生，所以我們能夠從繞組這方面當(dāng)成是診斷的突破口，從而了解到真正導(dǎo)致變壓器發(fā)生故障的原因。因為變壓器出口發(fā)生短路，則會產(chǎn)生比較強烈的短路沖擊點動力導(dǎo)致繞組出現(xiàn)變形或扭曲的情況，一般來說都可以選擇頻譜法來進行檢測，可以獲得繞組變形的具體情況數(shù)據(jù)。另外也可以選擇局部放電測量技術(shù)進行診斷，這一技術(shù)不僅有在線監(jiān)測，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)離線測量，還可以通過紅外線以及超聲波來進行測量。在對變壓器進行故障診斷的過程中選擇局部放電檢測，能夠有效的降低實際診斷時間，但因為它對檢測設(shè)備的要求較高，成本也相對更高，所以在實際應(yīng)用中尚不普遍，還有待進一步的完善。

3、模糊理論的故障診斷法

顧名思義，這是一種基于模糊理論的故障診斷技術(shù)，一般是用于判斷變壓器是否真正存在運行故障，其診斷流程也比較簡單。因為在進行故障診斷時會受到很多外部因素的干擾，很多故障并不能夠被清楚的反應(yīng)出來，并且不同的技術(shù)人員會對一些故障給出有差異的解釋，導(dǎo)致診斷結(jié)果常常會有一定的主觀性與不準(zhǔn)確性，一些時候甚至?xí)嬖谝欢ǔ潭壬系恼`判，從而對變壓器的實際故障診斷與檢修工作產(chǎn)生很大的影響，而應(yīng)用模糊理論故障診斷技術(shù)，就能夠有效的彌補實際工作中存在的這一缺陷。

4、三比值法

三比值法是變壓器在正常運行下最重要的診斷方法。其三比值法的工作材料是利用氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙烴等氣體進行檢測，并且利用這五種氣體的合理比例來對變壓器內(nèi)部故障的診斷。三比值法的優(yōu)點在于其檢測出來的數(shù)據(jù)較為簡單明了，并且分類也較為詳細(xì)，更加便于操作人員的實際操作，但同時，三比值法也存在了一定的缺陷，例如編碼缺損與邊界處理絕對等問題。而經(jīng)過相關(guān)的測試，其三比值法的測試結(jié)果，其準(zhǔn)確率只有百分之六十左右。

5、特征氣體分析判斷法

特征氣體分析判斷法在很大程度上可以反映促使絕緣材質(zhì)分解的故障電熱源的事物本質(zhì)。與此同時，絕緣材質(zhì)的不同，其故障點產(chǎn)生氣體的特征也不相同。在絕緣紙的熱分解過程中，其主要的特點是故障點的局部能量與碳?xì)浠衔飪烧咧g形成正比例，前者密度越高，其后者的不飽和度就越高，而從相關(guān)的試驗數(shù)據(jù)上看，故障點溫度與乙烯和乙烷的比例呈正方向發(fā)展，而故障點溫度與甲烷比例為反比。特征氣體分析判斷法的優(yōu)點在于促使故障的判斷更加直觀、方便與簡單。相對其他的故障診斷方法，特征氣體分析判斷法一般不考慮比值方法，并且其方法在實際的使用中，應(yīng)當(dāng)與其他方法有效的結(jié)合。

6、大衛(wèi)比值法

大衛(wèi)比值法相對于比值法，其優(yōu)點在于保留了一些不完整的比值限值和無法比值的數(shù)據(jù)。大衛(wèi)三角形比值法的工作原理是比值點落在某個區(qū)域內(nèi)，那么該區(qū)域所對應(yīng)的故障類型就是比值對應(yīng)的故障類型。但是當(dāng)比值點處在故障區(qū)域的中間位置或是邊界線，大衛(wèi)比值法就無法正確的反應(yīng)故障的原因。

7、智能方法

智能方法主要有兩個具體方法，其中包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、范例推理法等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的工作原理是在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上利用變壓器油中色譜分析方法，對故障做出準(zhǔn)確的診斷，但由于輸入輸出關(guān)系的復(fù)雜性，使其網(wǎng)絡(luò)性也逐漸下降。范例推理法是一種較為簡單的鄰搜法，并可以在大范圍內(nèi)進行問題的搜索，現(xiàn)如今的范例推理法大多數(shù)是以歐氏距離為基礎(chǔ)而進行的范例搜索。

總之，電力變壓器是確保整個電力系統(tǒng)能夠正常運行的關(guān)鍵要素，它的內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，因而很容易出現(xiàn)一些大大小小的故障，需要對其進行定期檢查，而且一般情況下其所需要的修復(fù)時間會比較長。電力變壓器在保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性上發(fā)揮了重要的作用，只有科學(xué)有效的方法，合理地解決變壓器出現(xiàn)的各種故障，就能保證實際電壓穩(wěn)定。

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