探讨电气试验在变压器故障分析中的应用

林刚刚

【摘 要】变压器故障次数增多，既带来了一系列的故障破坏，也威胁到了地区供电作业的安全性，阻碍了电力行业生产的可持续发展。根据变压器故障动作状态建立可靠的故障检修制度，并充分利用电气试验操作方案，为检修人员提供更加准确的数据信息。但是一旦发生故障，需要确切的进行判断，判断故障的类型，以便使用恰当的措施来解决问题。

【关键词】电气试验；变压器；故障；应用

一、变压器正常运行的重要意义

电力系统中变压器是安全保障的主要设备，功能性也比较齐全，是电力传输的核心，是电力正常运行供电的重要设备。它是各行各业，千家万户的必经之路，能实现不同地区不同电压数值的需求。变压器主要用于用电系统的电压控制，变压器一旦出现故障，将直接影响电力系统的正常供电，严重者会造成周围漏电，甚至起火、爆炸，破坏电力系统装置，威胁人民的生命安全，所以变压器正常运行至关重要。

二、变压器的结构和分类

2.1变压器的结构

变压器的结构由本体设备和附属设备两大部分构成。本体设备部分主要有变压器器身、变压器油、油箱组成。其中油箱的作用是容纳变压器器身和变压器油；变压器油的作用是用于器身冷却、绝缘；变压器器身由线圈、铁芯及夹紧装置构成。附属设备部分包括高压套管、低压套管、油枕、分接开关、呼吸器、防爆管、散热器、净油器、气体继电器、温度计等。

2.2变压器的分类

变压器按冷却和绝缘介质的不同可分为三类：一是油浸式电力变压器，采用矿物油作为冷却和绝缘介质；二是气体绝缘电力变压器，采用人工合成的气体作为冷却和绝缘介质；三是干式电力变压器，采用空气作为冷却和绝缘介质。

三、变压器的常见故障

3.1自身故障

变压器停运后或者在送电的过程之中，电压不正常，并且它的表现指示为零，个别的电压都很高，从而使得一些设备因为电压过高而烧毁；在天气不好的时候，例如：狂风暴雨，雷电交加等等。变压器的送电困难，容易出现问题，会有着送不出去电力的情况；变压器压力变得很大的时候，会使得保险丝烧断，从而使得电力设备无法送电。除此之外，还会使得接线柱烧坏，一些高压的套管会出现严重的差错；变压器有时候会发生噪音。有一些变压器会发出很大的声音，从而使得安全气道，储油柜向外面喷油，会使得油箱以及散热管变形，产生漏油，渗油等情况，不仅仅会给供电的企业带来很大的经济损失，还会影响供电系统的正常运行，还会造成环境污染；在冷却的时候，变压器有可能出现温度失常，并且温度不断上升等问题。严重的会导致失火，不仅会危害变压器本身，还会使得附近的设备损坏。

3.2变压器的接触不良问题

变压器的部件损坏会导致接触不良，与套管等物件的接触不良，开关接触不良等。内部的引线与其他的东西接触不良比较常见，这些问题是容易导致电流不平衡等问题，会造成变压器无法使用。变压器的分接开关压接不良，有着无载和有载之分，对于无载分接开关弹簧压力不足，还有的是滚轮的压力不均匀，导致接触不良，使得有效接触面积减小等等都会导致变压器出现故障。还有就是，开关的接触的地方若存在油污，电阻就会相对应的增大。在进行运行的时候，就会引起接触面积烧伤。对于有载分接开关，它封闭不严雨水进入，这样会导致分接开关短路。分解开关的阻抗在切换的过程之中会被击穿，烧断，在接触的时候，电弧会越来越长，故障越来越大。

四、电气试验在变压器故障分析中的应用

4.1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。

4.2直流电阻试验

变压器绕组的直流电阻是变压器在交接、大修和改变分接开关后必不可少的试验项目，也是故障后的重要检查项目。通过测量直流电阻，能有效的检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路；电压分接开关的各个位置接触是否良好以及开关实际位置与指示位置是否相符；引出线有无断裂；多股导线并绕的绕组是否有断股等情况。在中、小型变压器的实际测量中，大多采用直流电桥法，当被试线圈的电阻值在1欧以上的一般用单臂电桥测量试验规程规定预防性试验中，630kVA以上变压器，当无中性点引出线时，同一分接位置测量的绕组直流电阻，直接用线电阻相互比较，其最大差值应不大于三相平均值的2%（警示值），并与以前（出厂、交接或上次）测量数据进行对比，相对变化也不得大于2%，；630kVA及以下的变压器，相间差值一般不大于三相平均值的4%（警示值），线间差别一般不大于三相平均值的2%。

4.3交流耐压试验

交流耐压试验是针对某些局部缺陷，考验被试品绝缘承受各种过电压能力的有效方法，对保证设备安全运行有重要意义。交流耐压试验能真实有效地发现绝缘缺陷，但因它属于破坏性试验，会使原来存在的绝缘弱点进一步发展，因此必须在被试品的绝缘电阻及吸收比测量、直流泄漏电流测量及介质损失角正切值tanδ测量均合格之后进行，以免造成不必要的破坏。对于变压器这种电容量较大的试品，一般采用串联谐振的方法进行现场试验，采用调感和调频进行谐振补偿。利用串联谐振作耐压试验有两个优点：若被试品击穿，则谐振终止，高压消失；击穿后电流下降，不致造成被试品击穿点扩大。

4.4变压器短路试验

建设变压器后，当变压器运行的时候，不可避免地会出现各种各样难以预料的短路问题。在变压器使用中，最常見的短路主要有：变压器内部线圈因为绕组发生的线路短路；因为油箱设置不合理而出现的油箱电阻过大，导致这部分电路产生的热量过大而形成的短路等。

结语

综上所述，伴随电力的发展，对于电力的要求越来越严格。变压器是对供电来说必不可少的装置，对于电力起到了很重要的作用。通过电气试验可以实现变压器故障的一体化处理，按照设定数据执行可行的方案，不仅掌握了变压器性能变化状态，也实现了故障分析结果的标准化，从而提高了变压器结构性能的稳定性。

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（作者单位：福建省电力有限公司检修分公司）