電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的應(yīng)用分析

電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的應(yīng)用分析

Summary：變壓器是供電系統(tǒng)重要的組成部分，大多數(shù)變壓器都安裝在供電系統(tǒng)的末端，負(fù)責(zé)電力資源的輸變電功能。供電系統(tǒng)中存在數(shù)量較多的變壓器，且變壓器的容量普遍較大。一旦變壓器在運(yùn)行的過程中發(fā)生故障，將對(duì)供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，電力企業(yè)要重視變壓器的故障分析。電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中有著較好的應(yīng)用效果，合理的應(yīng)用電氣試驗(yàn)?zāi)軌驕?zhǔn)確判斷變壓器存在的故障，幫助維修人員采取相應(yīng)的措施，為變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。Keys：電氣試驗(yàn)；變壓器故障分析；應(yīng)用分析1電力變壓器常見故障（1）變壓器內(nèi)部聲音異常。在變壓器正常的運(yùn)作過程中，其內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生波形近乎正弦的電磁波；而在變壓器出現(xiàn)一定的故障之后，其內(nèi)部將會(huì)出現(xiàn)音調(diào)較高且沉悶的聲響。究其原因，其中之一在于變壓器出現(xiàn)了過載問題，以致于其內(nèi)部器件出現(xiàn)明顯的異響；其中之一在于其內(nèi)部鐵芯未能夾緊位于最外層的硅鋼片，進(jìn)而誘發(fā)與之相應(yīng)的震動(dòng)噪聲。除此之外，其蓋螺釘出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象之后同樣會(huì)發(fā)出較為異常的聲響。當(dāng)其內(nèi)部出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象時(shí)，接地線芯或是個(gè)別繞組將會(huì)出現(xiàn)殼體閃絡(luò)現(xiàn)象，進(jìn)而帶來更加明顯的內(nèi)部噪音。（2）變壓器瓦斯保護(hù)故障。另一種較為常見的變壓器故障是因氣體保護(hù)信號(hào)作用的出現(xiàn)而起。氣體保護(hù)在敏感度和穩(wěn)定性方面的表現(xiàn)較為出色，在變壓器的實(shí)際運(yùn)作過程中可以有效地監(jiān)控氣體保護(hù)狀況。在氣體保護(hù)信號(hào)的有力支撐下，可以使其音頻信號(hào)返回至正常水平，進(jìn)而精確地實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)。其間，引發(fā)氣體保護(hù)動(dòng)作的因素較多。1）變壓器絕緣油溫度上升，進(jìn)而推擠內(nèi)部空氣，引發(fā)氣體保護(hù)動(dòng)作。2）其內(nèi)部出現(xiàn)短路問題，或是其他內(nèi)部故障問題，其間產(chǎn)生了一定數(shù)量的氣體。在氣體保護(hù)信號(hào)作用之后，經(jīng)查未能發(fā)現(xiàn)變壓器異常的情況下應(yīng)當(dāng)針對(duì)氣體繼電器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，進(jìn)而實(shí)驗(yàn)分析。氣體不可燃說明其內(nèi)部存在空氣入侵問題，變壓器處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；而當(dāng)氣體可燃時(shí)，可以明確其內(nèi)部出現(xiàn)了故障性問題，需要當(dāng)即停機(jī)進(jìn)行電氣實(shí)驗(yàn)。2電氣試驗(yàn)在變壓器故障分析中的應(yīng)用分析2.1油中溶解氣體試驗(yàn)對(duì)于66kV和220kV變壓器來說，大多數(shù)采用油浸式變壓器，內(nèi)部利用油紙絕緣，并整體浸泡到變壓器油內(nèi)，變壓器油在與鐵芯、繞組接觸后會(huì)產(chǎn)生變化，影響散熱性、絕緣性的發(fā)揮。為檢測(cè)這一故障，可對(duì)油內(nèi)溶解氣體進(jìn)行試驗(yàn)，由此發(fā)覺設(shè)備內(nèi)部的潛在故障。在變壓器油中溶解氣體包括CH4、N2、C2H6、C3H6等氣體，其中氧氣與氮?dú)庠从诳諝馊芙猓珻02源于變壓器運(yùn)行中油紙等材料老化分解，還會(huì)產(chǎn)生一些氫氣與烴類氣體。因變壓器內(nèi)部有機(jī)物鍵較大，在常規(guī)情況下不會(huì)受損，但若設(shè)備過熱或者受雷電因素影響，很可能導(dǎo)致化學(xué)鍵受損，產(chǎn)生小分子烴類氣體、氫氣等，由此導(dǎo)致設(shè)備故障。在電氣試驗(yàn)過程中，選用氣相色譜法對(duì)油內(nèi)溶解氣體進(jìn)行分析，此法具有高靈敏度、高效能、高精度等特征。在氣相色譜分析過程中，還應(yīng)通過復(fù)雜脫氣將油中的氣體分離出來，獲得平衡氣，再科學(xué)檢測(cè)分離后的氣體，標(biāo)定各類已知組分濃度，將平衡器灌入儀器內(nèi)分析組分，明確氣體內(nèi)各類組分的濃度。在實(shí)際檢修期間，不但要在實(shí)驗(yàn)室中定期分析油中溶解氣體，還可利用變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可為各個(gè)220kV變壓器準(zhǔn)備獨(dú)立的油氣分離、監(jiān)測(cè)裝置，可直接應(yīng)用到油循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，持續(xù)不斷的分析油內(nèi)溶解氣體，采集濃度趨勢(shì)圖、色譜圖等信息，再借助網(wǎng)絡(luò)將信息上報(bào)給終端。2.2短路電氣試驗(yàn)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，變壓器裝置在應(yīng)用期間極容易受外界影響。一旦在某區(qū)域安裝變壓器，周圍區(qū)域極容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象。這些短路原因各有不同，均對(duì)變壓器裝置的應(yīng)用效果、故障檢修質(zhì)量有一定影響。繞組狀態(tài)是影響目標(biāo)線路運(yùn)行狀態(tài)的主要因素，且會(huì)帶來短路問題。除此之外，當(dāng)工作人員設(shè)定油箱不合理，也會(huì)帶來短路問題。這與油箱電阻息息相關(guān)，當(dāng)目標(biāo)線路的熱量超出標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，變壓器裝置會(huì)出現(xiàn)短路。在變壓器短路電氣試驗(yàn)的幫助下，工作人員能夠輕松獲得阻抗電壓數(shù)值、短路損耗等。在這一條件下，測(cè)量路線、電源部分狀態(tài)將與空載類型試驗(yàn)保持一致?；谶@一情況，工作人員應(yīng)該根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定，合理使用上述變壓器短路電氣試驗(yàn)輔助工作。為保證試驗(yàn)操作的合理性，工作人員應(yīng)該嚴(yán)格遵循試驗(yàn)操作步驟，事先測(cè)量目標(biāo)變壓器、電路的初值差等數(shù)據(jù)。經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，工作人員合理借助上述試驗(yàn)輔助工作，能夠快速找出目標(biāo)裝置的各項(xiàng)隱患。如附加損耗過熱、油箱局部過熱等，均能在試驗(yàn)的幫助下被發(fā)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，解決變壓器裝置的短路等其他故障問題效率更高。2.3直流電阻試驗(yàn)將直流電通在變壓器的上部件位置后，變壓器的上部件位置就可以視作直流電阻，在此基礎(chǔ)上便可以開展直流電阻實(shí)驗(yàn)。這樣做的目的是為了更好的測(cè)量變壓器內(nèi)部電路的電阻值，根據(jù)所測(cè)得電阻值，判斷變壓器的內(nèi)部是否存在問題。直流電阻試驗(yàn)?zāi)軌蛴行ПＵ献儔浩鲀?nèi)部導(dǎo)線的接觸安全，準(zhǔn)確定位故障的發(fā)生位置。在應(yīng)用直流電阻試驗(yàn)時(shí)，要利用專業(yè)的測(cè)試儀器進(jìn)行測(cè)試，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)開展檢測(cè)工作。要準(zhǔn)確連接測(cè)試線和變壓器繞組的出線端，確保直流電阻試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，正確判斷發(fā)生短路、斷路故障的位置。直流電阻試驗(yàn)在應(yīng)用的過程中也存在許多注意事項(xiàng)，例如:在測(cè)量變壓器高壓側(cè)繞組、低壓側(cè)繞組時(shí)，要做好分界位置的記錄工作，再讀取相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)。在測(cè)量的過程中也要精準(zhǔn)記錄周圍環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)，確保測(cè)量結(jié)果的精確度。在完成直流電阻試驗(yàn)后，要及時(shí)對(duì)變壓器設(shè)備進(jìn)行放點(diǎn)處理，并拆除掉所有的測(cè)量線，將儀器的電源關(guān)閉。在所測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)變壓器的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析。2.4絕緣介質(zhì)損耗試驗(yàn)在變壓器的正常工作中，其內(nèi)部絕緣介質(zhì)會(huì)因長(zhǎng)期使用以及放電、極化等因素的影響而產(chǎn)生損耗。檢測(cè)絕緣介質(zhì)損耗，可以全面掌握變壓器的工作狀態(tài)，并有效預(yù)防因絕緣介質(zhì)受損而產(chǎn)生的故障和事故。絕緣介質(zhì)損耗試驗(yàn)主要用于檢測(cè)變壓器內(nèi)部繞組重大局部缺陷，檢測(cè)其是否出現(xiàn)整體受潮或油脂裂化等現(xiàn)象。由于絕緣介質(zhì)的損耗速度與變壓器的工作環(huán)境有直接關(guān)系，在進(jìn)行電氣試驗(yàn)時(shí)，需要確保試驗(yàn)環(huán)境的干燥性，并采用屏蔽線減少周邊環(huán)境對(duì)電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不良影響。在絕緣介質(zhì)損耗過程中，功率因數(shù)角通?！?0°，需要使用功率因數(shù)角的正切值來確定絕緣介質(zhì)的損耗因數(shù)。一般來說，在絕緣介質(zhì)性能良好的情況下，外加電壓與功率因數(shù)角正切值的曲線基本重合，并存在向上彎曲的現(xiàn)象。隨著絕緣介質(zhì)性能下降，正切曲線會(huì)偏大，同時(shí)會(huì)更早地向上彎曲。在絕緣介質(zhì)老化的情況下，正切曲線會(huì)小于正常曲線；在受潮情況下，正切曲線會(huì)隨電壓上升而快速變化，且上升和下降的曲線并不相同。通常來說，正常工作的變壓器的功率因數(shù)角正切值的變化不應(yīng)大于8%，與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的過程中，數(shù)值變化不得超過30%，同時(shí)，還需要根據(jù)不同溫度下的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行換算系數(shù)的合理調(diào)整，以確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。3結(jié)束語在變壓器實(shí)際工作中，會(huì)受到很多外來因素的影響從而導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)故障，從而影響整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)。隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，變壓器的使用將會(huì)變得越來越頻繁，所以有必要對(duì)其故障檢修進(jìn)行分析。在變壓器實(shí)際的運(yùn)行過程中，要學(xué)會(huì)利用電氣試驗(yàn)對(duì)變壓器進(jìn)行全方位的故障檢測(cè)，確保變壓器內(nèi)是否存在問題，減少故障的發(fā)生頻率。Reference[1]董騰垚.電氣試驗(yàn)在變壓器故障檢測(cè)中的應(yīng)用探討[J].電子元器件與信息技術(shù),2020,4(06):131-132.[2]馬奎,王曙鴻,姚曉飛.110kV變阻抗變壓器短路電流首峰值限制方法