王世澤 甘浩成 國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司

一、引言

對變壓器而言，其在保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行過程中起關(guān)鍵作用，同時，變壓器在電力系統(tǒng)中是最主要的輸變電設(shè)備，在實際運行過程中，其主要安裝在電力系統(tǒng)的末端，數(shù)量較多且總?cè)萘枯^大。如果變壓器在運行過程中產(chǎn)生故障，會給整個電力系統(tǒng)的正常運行造成不利影響，因此，要采取針對性的措施提高變壓器的運行穩(wěn)定防護力度。目前，在電力行業(yè)，絕大部分企業(yè)對變壓器進行故障檢查和分析時，主要采用電氣試驗方法，高效的利用電氣試驗方法能夠?qū)ψ儔浩鬟\行過程中產(chǎn)生故障的原因進行綜合分析，并做出準確判斷，從而就能采取措施及時解決故障，提高變壓器在運行過程中的穩(wěn)定性和安全性。

二、變壓器正常運行的重要性意義

對于變壓器，其主要作用是對用電系統(tǒng)的電壓進行控制，如果產(chǎn)生故障，會影響電力系統(tǒng)的正常供電，甚至還會產(chǎn)生漏電、起火、爆炸的現(xiàn)象，給人們的生命財產(chǎn)安全造成不利影響。因此，變壓器正常運行在整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行中占據(jù)重要地位[1]。

三、變壓器主要的故障及原因

（一）繞組形變故障

在變壓器實際運行過程中，如果產(chǎn)生短路電流，就會給變壓器內(nèi)部相關(guān)部件造成沖擊，從而產(chǎn)生繞組故障。在發(fā)生繞組故障時，其最嚴重的便是近期短路故障，一旦產(chǎn)生短路沖擊電流，就會使得變壓器繞組承受電動力的值瞬間升高到數(shù)百倍，而繞組的溫度也會急劇升高，從而降低了線圈的機械能，并產(chǎn)生嚴重的繞組故障。此外，部分變壓器的繞組線圈在受到短路電流時還會產(chǎn)生變形，而傳統(tǒng)的頻率響應(yīng)法和短路電抗法均無法準確的判斷繞組產(chǎn)生的故障。如果采用離線吊芯檢查法，不僅需要投入大量的人力、物力和財力資源，還會給變壓器自身的繞組造成損害。

（二）鐵芯故障

對變壓器的鐵心而言，其是由非鐵性鐵磁材料硅鋼片組成，然而，變壓器在運行過程中會產(chǎn)生交變磁場，硅鋼片在交變磁場中，自身的長度會產(chǎn)生變化，從而便會產(chǎn)生磁致伸縮現(xiàn)象，一定程度上會給芯片勵磁頻率造成不利影響。一般而言，變壓器鐵芯振動頻率主要以100 赫茲為基礎(chǔ)，當歸鋼片的磁致伸縮率過大時，鐵心的形變量便會逐漸增加，使得鐵芯會頻繁震動，實際上，除了基頻振動以外，鐵心振動還包含基頻整數(shù)倍的高頻附加振動信號。此外，如果變壓器鐵芯內(nèi)部的絕層破損或油箱的底部存在大量油漬，會降低變壓器內(nèi)部的絕緣性能，部分絕緣漆會脫落，使得鐵芯暴露在空氣中，從而引發(fā)變壓器運行故障。

四、變壓器故障及其檢修方法

對于變壓器而言，其主要是由線圈和磁芯構(gòu)成，其自身運行的穩(wěn)定性和安全性與材料性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計、外界環(huán)境干擾等存在直接聯(lián)系。如果變壓器在運行過程中產(chǎn)生安全故障，會給整個電力系統(tǒng)造成不利影響，容易產(chǎn)生失穩(wěn)和癱瘓的現(xiàn)象，情況嚴重時還會使得部分電氣設(shè)備燒毀。因此，在對變壓器相關(guān)設(shè)備進行檢修時，主要采用電氣試驗的方法對變壓器設(shè)備的油溫、油壓等進行試驗，將試驗的結(jié)果與變壓器標準值進行比較，如果該值與標準值存在差距，則說明設(shè)備存在運行故障，就需要采取有效措施對缺陷部位進行檢修，從而就能為變壓器的正常運行提供保障。因此，電氣試驗是變壓器分析過程中重要的手段，主要對設(shè)備的電氣特性、絕緣特性等進行狀態(tài)分析，并為檢修工作提供信息參考依據(jù)。

五、電氣試驗在變壓器故障分析中的應(yīng)用

（一）絕緣油試驗的應(yīng)用

一般而言，變壓器在運行過程中都會加入絕緣油，因此，需要開展絕緣油試驗，確保使用的絕緣油能夠滿足變壓器的實際運行要求。對于變壓器而言，其在運行過程中對油的絕緣性質(zhì)要求較高，而且，液態(tài)油液需要存在一定的流動性，在變壓器內(nèi)部能夠進行流動，這才能將設(shè)備中的空氣全部排出。一般，高質(zhì)量的絕緣油其密度都會大于空氣的密度，這才能對空氣起一定的阻礙作用，確保變壓器內(nèi)部不會因空氣進入而產(chǎn)生氧化反應(yīng)，為相關(guān)的設(shè)備零部件提供了良好的保護作用。在絕緣油試驗過程中，需要對油液擊穿電壓、含水量、酸值、界面張力、體積電阻率等指標進行精準的測量，然后將所有的試驗數(shù)據(jù)進行匯總，在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上確定絕緣油的質(zhì)量是否達到標準要求。對于空氣相比變壓器而言，其自身絕緣油液存在較強的絕緣強度，能夠提高變壓器內(nèi)部相關(guān)部件的絕緣性，確保繞組與鐵心部件之間產(chǎn)生良好的絕緣效果。在試驗過程中，要對其進行精準的分析，如果在試驗過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備油液不合格，要及時進行更換，保證變壓器設(shè)備能夠安全穩(wěn)定的運行[2]。

（二）直流電阻試驗的應(yīng)用

在進行直流電阻實驗時，需要將直流電通在變壓器的上部件位置，然后就能將該部件視為直流電阻，這樣就能對變壓器內(nèi)部 電路的電阻值進行測量，結(jié)合測量到的電阻值，就能判斷設(shè)備內(nèi)部的導線是否存在問題，從而保證導線接觸安全。如果變壓器內(nèi)部部件發(fā)生故障，則利用直流電阻試驗的方式就能準確定位故障發(fā)生的位置，然后就能及時安排專業(yè)人員對故障排除。在實際試驗操作過程中，需要按照嚴格的專業(yè)流程標準來進行，使用正確的測試儀器，將變壓器繞組的出線端和測試線進行準確連接，這才能得到準確的實驗數(shù)據(jù)，從而就能推斷變壓器設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生短路或斷路故障的位置。此外，在對變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的繞組進行直流電阻測量操作時，要對分接位置進行記錄，然后再讀取測量的數(shù)據(jù)。同時，測量過程中也要對環(huán)境溫度做好精準的記錄，這才能提高試驗數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。試驗完成以后，對變壓器設(shè)備進行放電處理，然后按照規(guī)定的流程將測量線全部拆除，并關(guān)閉儀器電源，最終對數(shù)據(jù)進行分析，就能判斷變壓器設(shè)備是否存在運行問題。

（三）絕緣電阻和泄漏電流試驗

對直流電壓，當其作用在介質(zhì)上時，其會在介質(zhì)表面產(chǎn)生傳導電流、吸收電流和幾何電流。對幾何電流，其是極短暫的充電電流，瞬間加壓值非常大，在極短時間內(nèi)會下降到零。對傳導電流，其是泄漏電流，也是電導電流，傳導電流的值處于恒定狀態(tài)，數(shù)值的變化與加壓時間不存在直接聯(lián)系。如果介質(zhì)絕緣內(nèi)部出現(xiàn)受潮、表面臟污、局部缺陷等現(xiàn)象，其數(shù)值就會產(chǎn)生一定的變化規(guī)律，傳導電流主要能夠?qū)^緣電阻值進行測量。此外，對于吸收電流而言，其大小與測量的絕緣電阻吸收比存在直接聯(lián)系。

（四）短路試驗的應(yīng)用

在保證變壓器處于額定電流條件下，用短路試驗方法能夠?qū)ψ儔浩鬟\行過程中發(fā)生短路現(xiàn)象所造成的損耗以及阻抗電壓進行準確的測量。對變壓器除電壓一測的繞組，需要利用人為的方式讓繞組短路，然后才能開展短路試驗，操作完成以后，就能檢測變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在缺陷。對變壓器實際運行過程而言，其會產(chǎn)生一定的短路故障，主要產(chǎn)生的原因是油箱設(shè)計不合理、電路熱量過高等方面，如果存在以上情況，就會產(chǎn)生變壓器短路現(xiàn)象，從而給設(shè)備的穩(wěn)定運行造成不利影響。因此，利用短路試驗能夠及時發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的油箱壁是否產(chǎn)生漏磁現(xiàn)象，或者變壓器局部變熱產(chǎn)生的原因，以此來檢驗變壓器運行過程中產(chǎn)生短路現(xiàn)象的原因，從而就能為設(shè)備后期的檢修過程提供數(shù)據(jù)信息參考依據(jù)。在短路試驗期間，要對阻抗電壓、短路損耗等進行精準的測量，測量過程中要保證測量線路、電源與空載試驗條件相同，在得出實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，對結(jié)果進行偏差控制，如果測量結(jié)果大于二220kV，則要確保初值差小于3%，相位間偏差小于2%；如果測量值小于110kV，則相位間偏差要小于3%，初值差不得大于5%，這才能提高試驗數(shù)據(jù)的準確性，為設(shè)備后期合理的檢修提供便利[3]。

六、結(jié)束語

綜上所述，對變壓器故障而言，如果沒有及時處理，就會給相關(guān)設(shè)備的正常運行造成不利影響，同時，也會給后期工作人員順利開展設(shè)備檢修工作造成不便，提高了設(shè)備運行過程中產(chǎn)生安全事故的可能性。因此，工作人員在充分了解設(shè)備運行故障現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，利用電氣實驗能夠?qū)υO(shè)備運行過程中產(chǎn)生的故障問題進行綜合分析，結(jié)合分析的結(jié)果制定科學合理的檢修辦法，在此過程中就能設(shè)定變壓器最穩(wěn)定的運行數(shù)據(jù)，即使產(chǎn)生運行故障，也能為后期設(shè)備的檢修工作提供便利和數(shù)據(jù)參考依據(jù)，從而保證變壓器的正常安全運行。