電力變壓器絕緣故障的分析與診斷

鄭堅(jiān)勇

【摘要】近年來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，使得能源消耗量逐漸增多，特別是電力系統(tǒng)，為滿足人們的需求，我國電力系統(tǒng)正逐步實(shí)施大規(guī)模的輸電任務(wù)，電力變壓器作為電力輸送過程中最為重要的電力設(shè)備，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對于電網(wǎng)的運(yùn)行來說意義重大，因此對電力變壓器的故障進(jìn)行診斷分析是非常重要，而絕緣故障在電力變壓器故障中占有一部分的比例。本文簡單敘述了引發(fā)變壓器絕緣故障的原因并對其的診斷技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的說明。

【關(guān)鍵詞】電力變壓器；絕緣故障；診斷

近年來，我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)對電能的消耗量也逐漸增多，基于這種情況，輸電的電壓等級也要隨之提高，變壓器的容量和電壓等級也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的升高，只有這樣才能使得變壓器正常工作。絕緣故障是技術(shù)人員在故障檢測中最易出現(xiàn)的一種，其主要組合材料為絕緣油和絕緣紙，長期使用不進(jìn)行維護(hù)會(huì)出現(xiàn)老化情況，為避免重大事故的發(fā)生，對變壓器的故障診斷是非常必要的。

一、電力變壓器絕緣故障發(fā)生的原因

不同的變壓器在絕緣材料組成方面存在一定的差異，在變壓器運(yùn)行的過程中受到的影響也分為很多種，主要分為以下幾種：（1）有部分變壓器在設(shè)計(jì)時(shí)，采用的絕緣材料較薄，油道比較少，他們使用期限比較少，當(dāng)其運(yùn)行到電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，故障就很容易形成了；（2）電力變壓器對其內(nèi)部清潔度有嚴(yán)格的要求，如果其內(nèi)部含有少量金屬雜質(zhì)會(huì)對爬電距離有影響，可能導(dǎo)致局部放電的發(fā)生，存在安全隱患；（3）在使用過程中，電力變壓器各相之間應(yīng)保證足夠的絕緣裕度，如果不能保證，可能導(dǎo)致相間短路的發(fā)生。另外，各相間之間應(yīng)加入絕緣隔板。如果出現(xiàn)短路故障，應(yīng)改變相間電場強(qiáng)度，導(dǎo)致隔板出現(xiàn)樹狀放電的情況；（4）在絕緣成型件加工過程中，如果在其內(nèi)部或者表層受到導(dǎo)電質(zhì)污染時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)局部放電甚至是絕緣件表面漏電的現(xiàn)象，使得其絕緣效果發(fā)揮不到最好；（5）在對變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，油道設(shè)計(jì)時(shí)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員給出的方案不合理就會(huì)使得絕緣油的油速加快，致使出現(xiàn)流油過快的現(xiàn)象。（6）在運(yùn)行中，如果絕緣油出現(xiàn)污染，其絕緣強(qiáng)度就會(huì)有大幅度降低，從而影響到變壓器整體的運(yùn)作性能。

二、電力變壓器絕緣故障診斷分析

1.絕緣油硫腐蝕的故障診斷

近年來，相關(guān)研究表明，變壓器的出現(xiàn)的故障多是由油硫腐蝕的原因造成的，設(shè)備在運(yùn)行較長時(shí)候后，設(shè)備用的線圈材料會(huì)因何硫的大面積接觸導(dǎo)致出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，這種情況逐漸引起電力工業(yè)技術(shù)人才的廣泛關(guān)注，很多人在研究中發(fā)現(xiàn)，容量的大小、電壓的高低和這種現(xiàn)象出現(xiàn)的概率成相關(guān)性，并且在高壓繞組上，絕緣紙與裸銅線相結(jié)合的部位最為明顯，出現(xiàn)這種情況說明，其與變壓器運(yùn)作中的問題也有一定的關(guān)聯(lián)，在出現(xiàn)腐蝕的高壓繞組上會(huì)發(fā)表有顏色的物質(zhì)出現(xiàn)，呈藍(lán)自色或淺灰色，研究人員對該物質(zhì)進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)其為硫化亞銅，其表現(xiàn)出現(xiàn)出的特性-導(dǎo)電，對絕緣體的絕緣性造成了很大的影響。

2.絕緣油中溶解氣體的故障診斷

一般電壓器在運(yùn)作時(shí)，會(huì)有空氣中水分和氧分滲入到里面，會(huì)對絕緣材料的性能造成直接的影響，隨著使用設(shè)備的時(shí)間推移，變壓器中所用絕緣油和絕緣紙的性質(zhì)也會(huì)在物理及化學(xué)兩方面發(fā)生變化，在出現(xiàn)絕緣故障時(shí)，機(jī)器內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生大量的CO、CO2，這些氣體隨著故障的不斷延續(xù)而變?yōu)槠炫?，不斷溶解在油中，根?jù)對油質(zhì)的分析，就能對其故障進(jìn)行診斷。

3.人工智能在線變壓器故障診斷

在進(jìn)行故障診斷時(shí)，對設(shè)備油中融化氣體進(jìn)行解析，就能對故障類型進(jìn)行判斷，但分析油中溶解的氣體程序比較復(fù)雜，產(chǎn)生故障的原因也有很多，在這種情況下，對技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)及素養(yǎng)就有了更高的要求，國內(nèi)外學(xué)者研究各種在線監(jiān)測系統(tǒng)，出現(xiàn)了較為先進(jìn)的人工智能診斷技術(shù)，其主要是模仿人們的思維，找出故障，并解決故障之間的復(fù)雜關(guān)系，并且其還能隨外界變化進(jìn)行調(diào)整，緩解了工作人員的壓力，提高了診斷效率，近幾年研究出了幾種的幾種方法如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家判斷、模糊數(shù)字等已得到廣泛應(yīng)用，其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型已被認(rèn)定為最具潛力的一種方法。

參考文獻(xiàn)

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