电厂电力变压器故障的诊断

摘 要：电厂电力变压器作为电力系统的关键设备，它承担着极为重要的任务，因此，电厂电力变压器能否正常运行决定了电力系统整体的可靠性。一个电力系统能否安全、可靠优质、经济的运行很大程度上取决于变压器的电压变换、电能分配和传输是否运转良好。但由于电网的长期运行缺乏维修，变压器的故障会不可避免的发生，这常常带来整个电力网络的巨大损失。加上诸如地震、台风等自然灾害的不可抗力影响，检修、维护是遗留的问题和隐患，设备老化，这些都成为电厂电力变压器发生故障的主要因素。同时电厂工作人员的素质参差不齐，常常对业务不熟练，甚至违章作业，以至于事故扩大蔓延，危及整个电网的运行。本文将对电厂电力变压器常发现的故障进行逐一诊断，探寻它们的处理方法，并结合相关案例，对重点问题进行重点分析。

关键词：电厂；电力变压器；故障诊断；问题分析

电厂电力变压器是电厂增加、减压能量变换的核心，它承载这千万家庭和各种行业的电力能否顺利运行的责任。 随着超、特高压的变电技术发展，我国电厂电网的容量和覆盖率大大增加，一旦出现故障会给企业和个人造成难以弥补的重大影响和危害。降低电厂电力变压器故障率，提高它的运行可靠性，及时对老旧的电厂电力变压器进行检测维修，对提高整个电网系统的安全性有着非比寻常影响。同时，我们应勤加归纳总结，及时发现问题、排除故障，保障电力设备和电厂电网的安全运转。

1电力变压器的用途及分类

1.1电力变压器的用途

在当代工业发达的社会中，各类工厂基本以电力为主要能源，而发电厂往往处于城市边缘地带，距工厂等用电区域很远，这时就需要用到电厂电力变压器进行远距离传输。功率恒定，电压越高，电流越小，电损失率和电流平方成正比。所以要想降低电厂电力运输线损率，除了在电线材料上置换外，更多的是将电厂电力电压提高至超高电压或特高电压，以降低电流，降低线损率，从而完成高效的电力运输。目前制造高电压的发电機在技术上并不成熟，这就需要运用专门进行变压的设备，这种设备称作电厂电力变压器。在传输至输电点后，受电端又需要进行降压以供使用。由此可知，电厂电力变压器是一种经过电力在经过电厂至受电端的减损运输手段，在我国国家电网中，电厂电力变压器的地位十分重要，所需量大、质量高、性能好、运行安全可靠。

1.2电厂电力变压器的分类

（1）按结构分，我们可以将其分为：单项、三相和多相变压器；

（2）按冷却介质分，我们可以将其分为：液（油）浸变压器、干式变压器和充气变压器；

（3）按冷却方式分，我们可以将其分为：风冷式、水冷式、水内冷式、自然冷式和强迫油循环风（水）冷式；

（4）按线圈数量分，我们可以将其分为：双绕组变压器、三饶组变压器和自耦变压器；

（5）按导电材质分，我们可以将其分为：半铜半铝变压器、铜线变压器、铝线变压器和超导变压器；

（6）按调压式分，我们可以将其分为：有载调压变压器和无励磁调压变压器；

（7）按中性点绝缘水平分类，我们可以将其分为：半绝缘（分级绝缘）变压器和全绝缘变压器；

（8）按铁心型式分，我们可将其分为：辐射式变压器、壳使变压器和有心式变压器；

（9）按用途分，我们可以将其分为：特种变压器（电炉变压器、整流变压器、工频试验变压器、调压器、矿用变压器、冲击变压器、电抗器和互感器等）和电力变压器。

在国家电力网络中，将水力、火力、风力以及各种形式的电力在电厂发电机中将电压升高的变压器称为升压变压器；在电力经过电网到达受电端时需要进行降压处理的变压器称为降压变压器；降低电压至工作电压的变压器称为配电变压器；联络两种电压的变压器称为联络变压器；配电前各级变压器的总称为输电变压器。

2电厂电力变压器故障诊断技术分析

2.1电厂电力变压器油中溶解气体分析

根据国家规范，电厂电力变压器油中溶解气体中，总烃注意值为150μL/L，正常极限值为150μL/L；乙炔注意值为5μL/L，正常极限值为5μL/L；氢气注意值为150μL/L，正常极限值为150μL/L。通过比较所测值与注意值、极限值比较可以分析电厂电力变压器内部是否存在问题。判断出问题后可以根据气体产生速率进行进一步判断，并对故障部位定位，通过DGA作出分析。电厂电力变压器故障一般有以下五种：

（1）产生局部放电现象，主要成分为H2、CH4，气体整体特征为总烃含量较低，H2>100μL/L，CH4含量占主要成分，故障可能发生部位为绕组局部放电，分接开关触电局部放电；

（2）产生火花放电现象，主要成分为H2，气体整体特征为总烃含量较低，C2H2含量>10μL/L，H2含量较高，故障可能发生部位为分接开关接触不良，绝缘不良；

（3）产生电弧放电现象，主要成分为H2、C2H2，气体整体特征为总烃含量高，C2H2含量高同时属于总烃主要成分，H2含量高，故障可能发生部位为绕组短路，分接开关闪络，弧光短路；

（4）产生一般过热现象，主要成分为CH4、C2H6，气体整体特征为总烃含量较高，C2H2含量<5μL/L，故障可能发生部位为导体过热，分接开关故障；

（5）产生严重过热现象，主要成分为CH4、C2H6，气体整体特征为总烃含量高，C2H2含量>5μL/L但不属于主要成分，故障可能发生部位为，金属导体温度超过1000°C以上。

以上五种现象和特征有助于我们判断电厂电力变压器故障分布情况和分布区域，对电厂电力变压器作出定性分析。作出定性分析后还应对其进行内部特征分析，理清各因素的关系，才能通过三比值法对电厂电力变压器故障作出正确判断，成功分析出电厂电力变压器的故障。三比值法如下：

（1）特征气体比值<0.1时，壁纸范围编码C2H2/C2H4为0、CH4/H2为1、C2H4/C2H6为0，说明无；

（2）特征气体比值≥0.1～<1时，壁纸范围编码C2H2/C2H4为1、CH4/H2为0、C2H4/C2H6为0，说明C2H2/C2H4=1～3时，编码为1；

（3）特征气体比值≥1～<3时，壁纸范围编码C2H2/C2H4为1、CH4/H2为2、C2H4/C2H6为1，说明CH4/H2=1～3时，编码为2；

（4）特征气体比值≥3时，壁纸范围编码C2H2/C2H4为2、CH4/H2为2、C2H4/C2H6为2，说明C2H4/C2H6=1～3时，编码为1。

2.2电厂电力变压器故障红外诊断法

随着时代的发展，我国的光电技术取得飞速的进展，利用红外线的红外诊断法可以快速无伤的诊断出电厂电力变压器的内部情况，并结合探测结果分析可以准确得出，电厂电力变压器的受损情况。红外线波长与物体温度关系如下：

（1）类型为近红外线，峰值波长范围为0.8～3μm，温度在3500～690°C；

（2）类型为中红外线，峰值波长范围为3～6μm，温度在690～200°C；

（3）类型为远红外线，峰值波长范围为6～15μm，温度在200～80°C；

（4）类型为极远红外线，峰值波长范围为15～1000μm，温度在80～-270°C；

参考文献：

[1]梁媛.火电厂电力变压器的故障诊断技术及方法[J].工程技术：文摘版 2016（10）， 00318-00318.

[2]李德成.电厂变压器常见故障诊断及处理对策的讨论[J].低碳世界 2013（24）， 94-95.

作者简介：

王志超（1983.6）男，长春工程学院 ，电气工程专业，本科，主要从事电气专业管理工作