论变压器油色谱与电气试验相结合综合诊断过热故障

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当前,人们对电力系统安全性的要求不断提高,不过由于电力系统复杂性特征的影响,使得系统在运行中存在较多故障,其中变压器故障就是最为严重的问题,这不仅会降低电能供应质量,还会造成人员伤亡,所以加强对变压器故障的诊断及维修显得尤为重要。

1 变压器过热故障

变压器过热故障是指变压器在运行过程中,超过规定标准温度进而产生的故障问题。变压器过热故障共分为三个档次,低温过热故障、中温过热故障和高温过热故障。正常变压器在运行中,其温度值控制在300摄氏度左右,而过热故障中,温度值会超过700摄氏度。变压器过热故障的产生原因是由于内部故障引起发热,其会使变压器油分解出故障气体。而变压器过热故障集中在导电回路及磁回路上,虽然危害性较小,但是过热故障所产生的固体绝缘危害及电弧放电问题还是会对变压器带来一定损伤,进而阻碍电力系统的稳定运行。

2 变压器油色谱与电气试验的综合运用

油色谱与电气试验就是利用油色谱发现故障,再利用电气试验判断故障类型,采取合理的解决措施的一种方法。在电气试验中,主要是通过对直流电阻、绝缘电阻、空载损耗和电流、潜油泵及其附件检查等方式来了解故障产生的原因,从而制定相应的处理措施,降低过热故障的影响。其中绝缘性检测,通过绝缘机制、绕组绝缘水平给过热故障的判断提供了可靠依据；空载损耗与空载电流试验可对导电回路及磁回路实行诊断,判断过热故障源；潜油泵及相关附件检测则能够判定外部接引线及油箱存在的故障。

3 实际案例

以某地区10千伏变压器为例。该变压器在经过一次大修后,技术人员发现变压器油中的烃含量存在严重超标现象。技术人员对烃气成分含量进行不同时段的测定,得出相关数值为：第一时段中,氢气、乙烯、乙烷和乙炔为0,一氧化碳34.1μL/L,二氧化碳、甲烷分别为126.1μL/L和0.8μL/L。第二时段,氢气49.0μL/L,一氧化碳40.2μL/L,二氧化碳、甲烷分别为337.4μL/L和103.2μL/L,乙烯、乙烷和乙炔分别为224.6μL/L、31.9μL/L、0.8μL/L。第三时段氢气86.0μL/L,一氧化碳56.8μL/L,二氧化碳、甲烷分别为465.2μL/L和170.7μL/L,乙烯、乙烷和乙炔分别为326.6μL/L、67.6μL/L、0.9μL/L。总烃分别为0.8、360.5、565.8。

从数据结果看出,总烃类气体含量呈明显上升趋势,且超出标准值范围。但乙炔成分较低,一氧化碳和二氧化碳与标准值相近,可说明其存在着过热故障问题。相关分析后,得出产生过热故障的原因为磁回路故障、导电回路故障或油道堵塞这三种。之后通过电气试验对存在的故障种类予以最终确定。在铁芯接地时,电流值在8安左右,不会对变压器负载带来任何影响,说明该值是因铁芯节点过多导致的。之后通过外部接地传入电阻的方式,将电流值控制在0.1安左右,经一段时间观察后,发现两端电这压下降,可确定焊渣被油流冲开。

4 变压器过热故障检测方法

4.1 绕组直流电阻检测 该方法主要是利用电桥实现绕组直流电阻检测。在检测中,可结合实际情况,选择检测对象,如检测相电电阻或检测绕组直流电阻,通过观察相间阻值的平衡性,来确定是否存在短路问题。

4.2 空载损耗及空载电流检测 该检测主要是对气体与电流间的密切性实行检测,结合最终检测结果来判断故障位置。在检测中,气体增量较大,说明磁回路存在故障,反之则是导电回路存在问题。

4.3 潜油泵及相关附件的状态检测 利用红外测温仪对潜油泵及相关附件实行温度检测,确定故障所在区域。该检测方式具有精准度高的优势,便于后期维修工作的开展。

5 过热故障判断

5.1 分接开关电接触性热故障 该故障产生的原因有：开关主接头位置不准确、引线松动、触头烧毛、调压开关触头基础压力不足、存在滑档及渗油问题。在确定故障原因时,一般利用油色谱及自流电阻试验等方式,确定其中的总烃含量,电阻相位平衡性情况,判断故障原因。

5.2 绕组故障 绕组故障属于低温过热故障的一种,由于温度较低,其运动速度缓慢,含烃量不高,不过一氧化碳和二氧化碳的变化相对较大,所以需要利用直流电阻、绝缘电阻试验完成检测。

5.3 漏磁通引起的过热故障 漏磁通是变压器出现负载电流后绕组周边产生的刺痛。一般会利用油色谱或红外测温仪检测其产生的温度变化,找出故障点,并加以解决。

5.4 铁屑多点接地、结缘短路故障 变压器运行中,铁芯通常都是一点接地,当其出现两点或多点接地后,因电位不均匀,极易形成环流,进而产生过热故障。该类故障可通过测试铁芯外引接地电流的方式来判断故障位置。如果外引接地电流较大,且与变压器负载之间无任何影响,则说明故障是由于铁芯多点接地引起的；如果电流为0,则可能是由于短路引起的,这时需要停电检查。

5.5 零序磁通引起的局部过热 该故障与漏磁通故障都是由于局部过热产生的。只不过该故障是主磁路周围存在局部过热,二者形成方式不同。

5.6 油道堵塞及潜油泵磨损 油箱中异物较多会直接堵塞油道,导致局部散热不良,进而出现过热故障。而潜油泵磨损主要是由于金属粉过多堆积,摩擦阻力增大,虽然故障带来的影响不是十分严重,但仍需加以关注。

6 结语

变压器过热故障产生的原因有很多,通过油色谱与电气试验结合的方式,能够全面掌握故障产生原因及故障区域,进而为检修及维护工作提供可靠数据,加强检修精准性。