电气试验在变压器故障分析中的运用

包育玮

国网盘锦供电公司 辽宁盘锦 124000

变压器作为电力系统中的核心设备之一，其运行稳定性直接影响整个电网系统的正常工作。变压器故障诊断对于保证变压器可靠运行具有重要意义。

1 电力变压器噪声的产生与传播

变压器噪声源主要包括本体噪声和冷却系统噪声。本体噪声主要是由于硅钢片磁致伸缩引起的铁心振动以及硅钢片接缝处和叠片之间存在因漏磁而产生的电磁吸引力。冷却装置的噪声主要来源于冷却风扇和变压器油泵在运行时产生的振动，以及本体的振动会通过变压器油、管接头等零件传递给冷却装置，使冷却装置的振动加剧，导致辐射噪声加大。

2 铁芯散热优势

通过在立体卷铁芯内设置的散热通道，以循环的绝缘油或者冷却气体为立体卷铁芯降温。由于散热通道设置在铁芯柱的结合与卷铁芯元件的其中两层导磁带之间，散热通道与立体卷铁芯的接触面积大，并且散热通道截面大，通过的绝缘油或者冷却气体流量大，能迅速地带走立体卷铁芯的热量；同时，散热通道的布置合理、均匀，立体卷铁芯的散热均匀，避免了立体卷铁芯的局部高温而影响使用寿命。三相线圈呈“品”字形排列，在线圈间形成一条上下贯通的中芯天然气道-“抽风烟囱”，由于上下铁轭温差30-40 度，产生强烈的空气对流，冷空气从下面往中芯通道补充，热量从上铁轭内斜面辐射出去，自然循环中迅速带走变压器产生的热量[1]。

3 基于相关性变压器的负荷预测仿真

基于各变压器特性数据，利用灰色关联度算法区分变压器的相关性，并选取相关程度最低与最高的变压器负荷数据，输入变压器特性训练基中预测后3天的负荷数据。本文方法的预测曲线与实际曲线依然有较高的吻合度，这是因为通过特征提取使得样本的可学习性能增强，从而降低了数据维度的复杂性和抽样时的误差[2]。

4 变压器噪声控制方法结论

随着城市化进程的不断推进、用电量的逐年增多以及环保意识的增强，变压器的环境噪声污染问题逐渐突显。本文详细介绍了变压器噪声产生的机理，总结了变压器噪声测量、控制和降低的常用方法，阐述了不同安装方式的变压器所采用的降噪方法。实际中应根据具体情况采取切实可行的降噪措施，多方案优化比选，从而达到噪声治理目的。现有的变压器降噪思路主要为在噪声源发生处减振和在噪声传播过程中削弱声能量。降噪方法大多基于减弱振动和阻断传播途径，对低频噪声的抑制效果有限，不仅难以进行定量分析，也不能广泛运用在各种变压器的实际运行环境中。同时由于从变压器本体入手，在实施安装以及后期的检修维护中都极不方便，难以大规模投入应用。新型的有源降噪技术以控制佳、易安装和低频抑制效果好等优势成为变压器降噪领域的研究热点，也恰好弥补了被动降噪技术的不足。根据变压器噪声的产生机理，优化变压器铁心和绕组结构，从而降低变压器本体的噪声水平，是降低变压器噪声等级最有效的方法。但是由于生产技术以及制造成本的局限，并不能取得预期的降噪效果，对已有变压器的降噪也没有实际意义。近些年，大量学者在变压器噪声和振动方面进行了许多研究，但关于谐波磁通对变压器噪声的影响方面的研究工作还非常欠缺。通过滤除电网中的谐波来实现降噪的理论，为变压器降噪提供了新的发展思路。由于电网中的谐波是产生噪声的重要因素，通过滤波技术抑制变压器铁心中的谐波磁通和电网侧绕组中的谐波电流同样在降噪领域拥有广阔的发展空间[3]。

5 敞开式立体卷铁芯干式变压器防尘技术处理

从运行案例和绝缘数据上看，常规产品的防尘效果卓越，完全满足项目要求。鉴于客户对设备运维提出更高要求，在变压器线圈外部加装绝缘防尘筒的方案。防尘筒包绕在线圈外部，线圈与防尘筒之间存在空气间隙。增加防尘筒能保证线圈和污秽物实现零接触，耐污秽能力优于树脂浇注产品，延长变压器运维周期，减少运维工作量。利用目前的同相供电敞开式干变进行验证，试验结果表明，变压器增加防尘筒后绝缘性能更强，各项试验指标满足要求，但产品温升有所升高：通过试验数据对比，变压器增加防尘筒后，高压温升变化较大，低压温升变化不大。针对试验情况，对技术方案进行调整，使得高压温升和低压温升设计值均衡[3]。前些年因技术不成熟，立体卷铁芯变压器在大容量变压器上不能发挥优势，而其特殊的生产工艺不适合工业化生产，但是随着技术的进步，这些技术难题已经被解决。综合而言，采用敞开式立体卷铁芯干式变压器结构的牵引整流变压器更加合适在城市轨道交通领域使用，其结构特点更能应对城市轨道交通牵引整流变压器的运行工况，同时符合轨道交通安全、绿色的发展理念，将会是轨道交通牵引整流变压器的发展方向。满足轨道交通运行工况的要求[4]。

6 结语

文章结合扫频阻抗谱的基本特性，提出基于扫频阻抗谱辨识的绕组变形智能检测技术，选取的特征参量包括阻抗幅值的极值点、相位过零点、70°相位特征点、相关系数。通过实验验证了变压器绕组变形检测中扫频阻抗谱特征参量的有效性。结果表明，四个特征参数可用于确定变压器绕组是否变形和故障类型。鉴于目前的实验室设备和数据规模，文章研究仍处于起步阶段。在此基础上，系统的逐步改进和完善将成为下一步研究的重点。