电力变压器绕组变形的诊断

雷 蕾

（国网陕西省电力公司商洛供电公司，陕西 商洛 726000）

0 引 言

电力系统的核心是电力变压器的使用。良好的变压器性能能够提高电力设备的运营质量和运营稳定性。因此，就变压器绕组环节的诊断，要本着质量化的检测方案严格实施，从而保证电力系统的经济效益。

1 绕组变形原因

1.1 原因分析

电力变压器受到外力作用的影响，导致轴向尺寸发生变化，从而导致绕组部位产生畸形、绕组段鼓包以及绕组阻态的移位现象。变压器部分在受到强电流冲击时，高强度的电压无法及时分解，会使绕组承受的电流压力过大，导致线路发生短路现象。多种绕组部分的安全隐患问题会使绕组变形，阻碍变压器的正常工作，使电力企业的经济效益受到巨大影响。

1.2 变形特点

第一，由于高压绕组在变压器的外层，因此会受到轴向拉伸和辐向扩张的作用，导致绕组顶部状的压钉出现松动、垫块、向外飞出的情况，甚至会造成铁轭夹件、紧固钢带和拉板出现弯曲变形的现象。此外，绕组出现松弛后，会增加其高度。

第二，变压器的绕组部分处于中间位置或是内柱位置时，会受到轴向压缩力、幅向扩张力和压缩力的作用，导致绕组顶部的压钉出现松动、垫块，发生误差范围外的位移现象。若出现了误差范围外的位移现象，会导致匝间垫块飞出，间接导致变压器撑条位置出现倾斜，还会引起多边形发生形变。

第三，变压器顶部绕组部位的安匝平衡状态问题会引起计划外的电磁感应现象，直接破坏分接区的磁场平衡，使绕组关键部位发生鼓起，从而出现绕组态发生不同规模变形和绕组短路的现象，严重时绕组态会变形为波浪状，直接影响变压器外层的绝缘性和线路的通畅性[1]。

第四，变形情况多发生在变压器的出口位置。由于出口位置引线产生不同程度的位移现象，导致变压器引线绝缘部分的标准距离发生改变，从而使电机发生不同规模的损坏。若绝缘部分的标准距离过近，会使绕组部位发生摩擦放电现象而产生绕组故障，使变压器内阻发生短路，从而造成严重的经济损失。

第五，变压器会受到机械形变的影响，进而导致整体工作位置发生位移。机械力形变的产生通常多发生在运输过程中，相应车辆产生过分的晃动，从而导致物理因素变形。若在晃动中受到超过2.9 m/s2重力加速度值的冲击力时，会直接使线圈向振幅外移动。

2 变形诊断

2.1 频率响应分析法

针对电力变压器的绕组诊断方法，使用频率最高的是频率响应分析法。该方法根据高精度实践测量技术，利用大量的数据测量值进行函数分析。在具体函数对应结果中，测量变压器各绕组部位的阻值大小、振幅值偏移理论值；在具体诊断中，调研特性值的变化情况。

通过具体数值的波动反映结构变形情况，并根据变形大小和标准测量值进行对比，在对比过程中进行1 kHz和1 MHz的计算[2]，使在测量过程中横向或纵向的采样点拥有科学的计算方法。在具体数值采样和大数据计算过程中，针对变压绕组的运行可行性进行调研，将测量结果偏差控制在标准范围内，以确保诊断结果的准确性。通过和标准数据进行对比，分析绕组传递的函数特性曲线基础公式，使变压器的特性值在诊断中拥有高标准的可操控性，从而保证变压器绕组的质量标准和设备的完好性。

函数特性曲线可以通过运用数值进行实际计算[3]。计算过程中，可以通过相应的函数曲线公式，对幅向尺寸和轴向尺寸的变形力度进行计算，从而掌握在操作过程中变形的大小，并在范围内找到满足质量标准的谐振点。所以，在具体数据诊断过程中，需要根据函数特性曲线对短路电流前后的差异值进行计算和数学关系的对比，准确掌握变形的状态和力度并制定最合适的整改方案，从而彰显频率响应法的优势。

2.2 短路抗阻诊断法

短路抗阻诊断法的优势在于短路抗阻可以在稳定和保持过程中保证变压器的基本性能完好，并在检测过程中有针对性地给出解决绕组问题的检测方法，是除频率响应分析法外的常用诊断方法。

变压器运行过程中或多或少会产生相应的电磁感应。因此，在变压器运行中，既拥有主通磁的作用，还有部分漏通磁现象的产生[3]。工作运行中，由于频率相对稳定，变压器绕组运营中会产生影响电力变压器性能的漏电抗因素。所以，可以通过针对性计算漏电抗的大小来进行绕组设备的诊断和分析。

可以通过相关质量规定，先后对变压器短路前的测试值和发生短路的测试值进行对比，从而判断绕组标准是否满足实际应用状况。

具体操作方法中，需要根据实际操作参数进行判断。在变压器的一端通入交流电，在另一端采用短接的方法，在具体操作过程中逐步提升对电压的控制，并不断使测量值达到固定额度[4]。通过固定额度的实践值，测量此时变压器的最大承接电压和功率，并针对性地记录阻抗。

由于短接法是实际电路的真实反映，过程中所测量的阻抗值是变压器内标准阻值。从阻值的监测角度来看，即使不同电力企业参照的最大标准值不同，但是仍会控制波动在3%左右。

2.3 低压脉冲分析法

低压脉冲的运用是在变压器两端分别增加一个稳态脉冲信号。操作运行中，需要针对一端的脉冲信号值进行测量，并根据测量结果制定波形图，使波形图能在数据中满足由于对相应信号不同而产生不同信号值的情况，进而实施绕线变形情况的判断[5]。

低压脉冲的实际应用原理如下。若变压器绕组处于正常工作状态，变压器的内部电压值、内部电阻值以及内部电容均会得到稳态固定。但是，一旦变压器绕组发生变形，由于绕组变形位置的不同会导致绕组位置发生一定变化，从而在数据反映中会发生巨大变化[6]。因此，针对实际网络的变化值和变化性能的影响，可以通过绕组段的变化值发现根本的变化情况，这也是低压脉冲的变形诊断方法。但是，低压脉冲诊断方法的实际操作不具有可重复性，因此在具体实践中使用的次数极少。

3 诊断过程的操作事项

3.1 引线操作

针对变压器的接地问题，需要对所处接地环境内胶套管的引线予以细化操作，并在操作过程中解开范围内的全部引线。记录过程中需要与原始变压器数据情况进行分析对比，同时需要检测分解的开关位置，保证开关位置不会有异常情况发生。若测试结果与原始数据结果存在偏差或存在异常现象，那么需要对设备印象进行过程整改，从而保证引线的良好性能。针对电子变压器的实际情况，需要根据具体的质量指标进行数据测量，保证在备份目录中拥有可实践性的数据基础。

3.2 文件保存

数据存放的优点是可以及时运用相关文字编辑软件进行系统化的综合性阅读和修改方案，使保存的文件数据具有更高的准确性。

3.3 反复测试

在使用相应绕组变形测试仪器时，需要根据针对性的数据进行集成化管理，使信息数据通过标准软件的数学分析方法进行反复的计划和评测。操作中保证最大峰值，使精密的变压器原件拥有高稳态结构的性能，从而保证变压器绕组性能的稳定。

4 工作建议

首先，需要根据实际环境地形制定可实践性的操作办法，并在操作中先后确定常用的两种诊断方法进行变形测量，即频率响应法和短路阻抗法。实际运用中，必须对变压绕组的环境进行利弊分析，从而进行多方面判断。

其次，需要对变压器使用年限在规定范围内进行过程调研，使其能够在实际操作和运用过程中保证绝缘设备的性能，从而更大地维持电力变压器的稳定性。另外，必须针对具体检修办法进行质量化的静设备检修工作，杜绝老化零件的长期使用而导致变压器发生安全隐患，同时必须及时更新绝缘设备。

最后，相关安装人员、质检人员、检修人员必须拥有良好的专业素养。工作过程中必须拥有严谨的工作态度，从而更好地保障电力电压器的经济实用性和电力经济效益。

5 结 论

电力变压器绕组的范围使用为电力企业提供了更高的经济效益，特别是在根据先进科学技术方法进行高质量化的设备检验环节，以保证在检验过程中及时发现变化部位并进行整改。因此，在实际操作和运用中，灵活使用不同诊断方法和基于环境氛围的管理办法，有利于优化变形结果的稳靠性，提高电力企业的经济效益。