电气试验在变压器故障分析中的应用研究

2017-01-20高一晟

中国设备工程 2017年20期

关键词：绝缘油绕组短路

高一晟

（国网江苏省电力公司检修分公司扬州运维分部，江苏扬州 225009）

电气试验在变压器故障分析中的应用研究

高一晟

（国网江苏省电力公司检修分公司扬州运维分部，江苏扬州 225009）

变压器为电力系统重要组成部分，如果其运行出现问题，将会直接对电力系统共输电质量产生影响，因此一直都是维护管理的重点。基于变压器结构特点以及运行原理，应用电气试验来获得变压器各项数据，为准确掌握其运行状态提供依据，对检修工作的开展具有重要意义。本文对多种电气试验在变压器故障分析中的应用技术要点进行了简单分析。

电气试验；变压器；故障分析

变压器在运行过程中出现故障，如果不及时处理，便会引发一连串的运行问题，不仅会加大检修管理难度，同时还会加大安全事故发生的可能性，降低地区供电可靠性。因此为提高变压器运行稳定性与可靠性，必须要建立科学可行的故障检修制度，灵活应用各种电气试验，来确定各种运行数据，将其作为设备检修的依据，提高故障处理效率。

1 变压器故障处理分析

1.1 常见故障

变压器在实际运行中，经常会因为各项因素的影响而产生故障，无法满足电力系统运行需求。故障发生后会导致供电系统电压失稳，个别电压数值非常高，使得部分电气设备被烧毁。很多故障发生在极端天气情况下，如大风、大雨、雷电等，对变压器输电过程产生威胁，甚至会出现传输不出去的情况。并且，如果变压器压力变化幅度过大，会造成保险丝被烧断，以及烧毁接线柱。变压器作为电力系统建设的重要设备，需要对其运行状态进行全程监控，及时采取措施对其检修，将各种隐患扼杀在萌芽中，以免造成严重损失。

1.2 故障处理必要性

为满足社会发展需求，近年来我国电力系统建设日益完善，各项基础设备的安装与维护重视度也不断提高，争取将各项检修维护措施落实到位，从根源上来消除各类隐患。变压器为电力系统建设与管理的核心设备，规格类型在不断更新，各项功能也更为完善，可以更好的满足大范围电网操作模式运行需求。变压器一般安装与运行环境比较特殊，多处于野外环境，受外界环境、气候、磁场、电场等因素干扰大，经常会因为机械损伤、化学腐蚀等原因产生运行故障。为有效应对好消除各种运行故障，可以采用电气试验方法，获得各种参数和数据，确定故障位置以及原因，为检修处理提供科学性依据，进一步促使变压器的可靠运行。

2 变压器故障检修方法

2.1 故障原因

（1）接触不良。接触不良为最为常见的运行缺陷，因为变压器任何部件损坏均会发生，例如开关接触不良、套管接触不良等。引线与其他部件存在接触不良问题时，会对电流平衡产生影响，导致变压器运行异常，严重的甚至无法运转。就运行管理经验分析可得，变压器分接开关压接不当，无载分接开关弹簧压力较小，以及滚轮压力不均等，均会造成构件接触不良，有效接触面积减小而出现运行故障。另外，如果设备接触部位油污比较多，会造成电阻增加，运行时造成接触面烧伤。同时，对于有载分接开关，封闭不良有雨水渗入，会直接造成分接开关短路。并且分解开关在切换过程中阻抗会被击穿或烧断，电弧不断增长，产生运行故障的概率也增加。

（2）绝缘性差。造成变压器绝缘性差的原因较多，例如绝缘件老化、绝缘油质量差以及后期检修不及时等。为维持变压器可靠稳定运行，应选择性能良好的绝缘材料，并要定期检修更换，以免老化降低绝缘效果。绝缘材料老化后，弹性会降低，并且脆性更高，变压器运行时产生振动，会使其因为摩擦被损伤，造成绕组间与匝组间产生短路，而造成变压器无法正常运行。另外，如果所选绝缘油质低劣，与空气接触后产生作用，绝缘性降低，同时还会产生具有腐蚀性的物质，不仅会增大变压器运行油耗，还容易产生击穿事故。

2.2 检修方法

（1）状态分析。变压器运行检修和管理在长时间的工作中已经积累了众多经验，如果其在运行过程中产生异常，可以对比各项条件进行判断，对故障原因进行初步判断，为下一步检修工作的开展提供依据。一般可由实践经验丰富的人员负责，对变压器运行状态进行分析，可选择几项指标与专业规程数值进行对比，要求通过多次比较后判定，然后与试验数据结合后综合分析，得到最终结果。此种检修方法的执行，前提是要掌握变压器结构特点以及运行原理，并要以较高的专业技术水平作为支持，但是在一定程度上受人主观影响较大。

（2）故障观察。变压器受各种因素干扰产生运行故障后，检修人员需要根据表现状态，通过听、闻、摸等方法来确定故障部位，并可初步判断故障原因。想要通过观察得到可靠有用的故障信息，对检修人员的专业技能水平要求比较高，要求其能够熟练掌握变压器结构特征以及运行原理，包括内部绝缘结构、绝缘状况、引线走向以及油质等标准要求，通过观察后得到初步判断。变压器运行故障类型较多，在对其进行诊断时，应了解外部因素是否会对内部构件产生影响，例如是否发生过出口短路、谐波以及过电压等情况，并对以往检修维护记录数据作为依据，对变压器运行状态进行综合分析判断。另外，对比变压器实际运行状态与专业标准，做好各部位检查比较，例如油箱体温度分布变化是否均匀，以及局部温度是否存在突变情况。

（3）试验分析。利用电气试验方法来对变压器运行状态进行确定，是故障检修分析的重要措施之一。一般可以就变压器运行声音、油位、油温等方面进行试验，将试验所得数据作为分析依据，实时掌握变压器运行状态，争取在故障发生前确定缺陷部位与类型，然后采取有效措施处理，将故障扼杀在萌芽中。通过电气试验来对变压器运行缺陷极性检查，并完成故障性质诊断，对提高变压器运行可靠性与稳定性具有重要意义。常见的电气试验如绝缘油试验、直流电阻试验、绝缘电阻与泄露电流试验、短路试验等，按照专业标准与规程，对变压器进行逐项检查，来为其绝缘性能、机械性能以及电气特性等方面的分析提供依据，现在已经被广泛的应用到变压器故障分析中，并且取得了良好的应用效果。

3 电气试验在变压器故障检修中的影响

3.1 绝缘油试验

为保证所选绝缘油可以满足变压器运行需求，需要对其进行试验检测，确定其性能达标。变压器均需要在油箱内充满变压器油，利用其绝缘、测量、散热特点来对铁芯以及绕组组件进行保护，降低空气氧对绝缘材料的影响，提高变压器运行可靠性。高质量的绝缘油通过对内部所有空隙的填充，可以将所存空气全部排出，对各部件与空气之间进行了有效隔绝，因此能够提高变压器整体绝缘性。同时，与空气相比变压器油绝缘强度更高，能够对变压器内部所有部件绝缘性进行强化，保证绕组之间、绕组与铁芯、绕组与箱油盖之间的良好绝缘效果。针对绝缘油进行试验，可从击穿电压、酸值、水溶性酸pH值、含水量、体积电阻率以及界面张力等方面进行，综合各项试验数据，确定所选油质是否达标，严禁劣质油的使用。

3.2 直流电阻试验

进行直流电阻试验时，需要严格按照专业规范将测试仪测量线与变压器绕组出线端子进行可靠连接，然后对高压侧线各档以及低压侧线组的直流电阻进行测量，包括所有分接位置，正确读取测量值并登记。同时，为保证试验结果的可靠性，还需要对测量环境温度、操作条件等内容进行如实记录。并且，完成所有测量工作后，还应先进行放电处理，然后将连接的测量线全部拆除，关闭测量仪器电源放置规定位置。通过试验测量得到的数据，代表了变压器的导电性，可在一定程度上反映出变压器内部导线、导线接头以及各开关接头的接触性，对比后可判断存在的问题。整个试验过程操作简单，但是可以得到可靠的数据，可以确定变压器内各绕组是否存在短路或断路问题。

3.3 短路试验

对变压器进行短路试验，需要对额定电流下的短路损耗以及阻抗电压进行准确测量，控制电源和测量线路与空载试验条件相同，然后选择人为短路作为非电源侧绕组。就专业规范要求，大于220kV的相间偏差不得超过2%，初值差不得超过3%；小于110kV的相间偏差应不得超过3%，初值差不得超过5%。对变压器进行短路试验，可确定各部件以及油箱壁因漏磁造成的局部过热或者附加损耗过大问题，以及带负荷调压电抗绕组匝间短路和套管法兰等附件损耗过大、局部过热等问题，为后续检修工作的开展提供依据。