電力變壓器狀態(tài)評(píng)估及故障診斷方法

茅海東　劉鵬魁　孫韜

摘 要：電力變壓器是我國(guó)電力系統(tǒng)中的核心設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響了整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行，是居民和工業(yè)用電的可靠保障。因此在建設(shè)電力系統(tǒng)時(shí)，一定要采購(gòu)質(zhì)量過(guò)硬，運(yùn)行可靠的變壓器，同時(shí)還要對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)變壓器可能出現(xiàn)的故障，提前采取措施，避免發(fā)生事故。本文就電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估和故障診斷方法進(jìn)行了分析研究，希望能給電力從業(yè)者在電力變壓器的日常維護(hù)帶來(lái)一定的積極意義。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；狀態(tài)評(píng)估；故障診斷方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到了飛速地發(fā)展，國(guó)家發(fā)展對(duì)電力水平的需要提出了更高的要求，這也促進(jìn)了我國(guó)的電力供電水平的快速發(fā)展。我國(guó)的國(guó)家電網(wǎng)使用的單臺(tái)高壓變壓器及大容量變壓器等設(shè)備的數(shù)量越來(lái)越多，國(guó)家電網(wǎng)提供的用電服務(wù)在數(shù)量和質(zhì)量上都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。變壓器作為國(guó)家電網(wǎng)中安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要設(shè)備，如果其出現(xiàn)故障，將會(huì)給居民生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大的危害及經(jīng)濟(jì)損失。因此對(duì)電力系統(tǒng)變壓器的狀態(tài)評(píng)估以及故障診斷進(jìn)行研究就顯得意義重大。

一、電力變壓器評(píng)估需要的狀態(tài)參量

電力系統(tǒng)的變壓器運(yùn)行狀態(tài)的正常與否，可以通過(guò)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)來(lái)判斷，因此研究變壓器的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，就非常有必要。通過(guò)研究分析變壓器的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，不僅可以判斷其運(yùn)行狀態(tài)，還能預(yù)測(cè)變壓器的使用壽命，以便于提早做計(jì)劃。下面介紹幾種分析判斷變壓器運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的方法：

1.電力變壓器的電氣試驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)電氣試驗(yàn)可以獲得系統(tǒng)中變壓器的一些絕緣及電氣參數(shù)，通過(guò)這些參數(shù)可以判斷出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)包括電流、電阻、發(fā)熱量、功耗等。

2.油氣中溶解的氣體。變壓器都是工作在油箱中，被導(dǎo)熱油淹沒(méi)。通過(guò)放射性映射功能來(lái)檢測(cè)油的揮發(fā)氣體可以判斷變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，主要是通過(guò)空氣中油氣的比重根據(jù)相關(guān)的公式來(lái)獲得變壓器參數(shù)。

3.其他因素。前面兩種方式是監(jiān)控變壓器狀態(tài)的主要手段，其他的方法都可以歸結(jié)為其他因素，主要包括設(shè)備的備件屬性、設(shè)備運(yùn)行記錄、設(shè)備工作環(huán)境記錄等。通過(guò)對(duì)這些參數(shù)和數(shù)據(jù)的收集分析，可以得到變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測(cè)其可以發(fā)生的潛在隱患。

二、電力變壓器狀態(tài)評(píng)估方法

1.分析油中的色譜圖。通過(guò)分析變壓器導(dǎo)熱油的色譜信息，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器是否存在局部熱量過(guò)高或者存在局部放電的現(xiàn)象。

2.水分檢測(cè)、分析。通過(guò)對(duì)水分的檢測(cè)，來(lái)判斷變壓器的工作狀態(tài)，是否需要干燥設(shè)備。

3.溫度檢測(cè)。通過(guò)對(duì)變壓器本身及輔助設(shè)備的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器的工作狀態(tài)是否穩(wěn)定。變壓器的溫度最直接可以通過(guò)檢測(cè)導(dǎo)熱油色譜來(lái)判斷。

4.變壓器的位移和形變的檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)變壓器的形變值，來(lái)判斷其運(yùn)行狀態(tài)。檢測(cè)形變的方式有檢測(cè)繞阻值和短路放電時(shí)間及電流值關(guān)系曲線(xiàn)兩種方式。

5.測(cè)量局部放電量實(shí)驗(yàn)。變壓器的局部放電量實(shí)驗(yàn)主要有兩種方式：帶電監(jiān)測(cè)和停電監(jiān)測(cè)。不停電監(jiān)測(cè)所采用的方法有超聲法和電測(cè)法，這兩種方法可以在不影響變壓器正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行，超聲波法就是通過(guò)監(jiān)測(cè)局部放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，電測(cè)法監(jiān)測(cè)的是局部放電產(chǎn)生的電脈沖信號(hào)。停電監(jiān)測(cè)的方法就非常容易理解了，具體方式跟前面提到的試驗(yàn)相似。測(cè)量局部放電量實(shí)驗(yàn)只能從定性角度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在定量方面還無(wú)法做到足夠的準(zhǔn)確性。

三、電力變壓器故障的診斷方法

1.變壓器漏油。變壓器漏油是一個(gè)對(duì)變壓器安全運(yùn)行造成巨大影響的事故，如果發(fā)生漏油，將直接導(dǎo)致變壓器運(yùn)行癱瘓，產(chǎn)生環(huán)境污染，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活。變壓器漏油根據(jù)大量的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，主要發(fā)生在兩個(gè)位置，一個(gè)是油箱的焊接處，一個(gè)是油箱的防爆管。防爆管由于結(jié)構(gòu)中存在一個(gè)玻璃膜，在變壓器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)，震動(dòng)會(huì)將玻璃膜震破碎，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就會(huì)造成漏油的后果。因此后期可以通過(guò)加裝調(diào)壓閥來(lái)取消安裝防爆管所帶來(lái)的隱患。焊接處漏油往往是因?yàn)楹附淤|(zhì)量不過(guò)關(guān)造成，因此一方面要加強(qiáng)焊接工藝，另一方面要加強(qiáng)巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。

2.變壓器鐵芯多處接地。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電力變壓器的鐵芯位置，只允許有一個(gè)位置接地，如果鐵芯的接地位置超過(guò)一個(gè)，就會(huì)使鐵芯停止工作，導(dǎo)致變壓器不能正常運(yùn)行。針對(duì)變壓器鐵芯出現(xiàn)多處接地的現(xiàn)象，可以通過(guò)對(duì)鐵芯和變壓器油箱上施加直流電沖擊，將接地線(xiàn)全部燒斷，為了確保接地線(xiàn)完全燒斷，可以多次電沖擊。另外就是停機(jī)，打開(kāi)油箱檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)多余的接地線(xiàn)，剪除多余的接地線(xiàn)。

3.變壓器接頭過(guò)熱。變壓器在設(shè)計(jì)時(shí)就按照接頭過(guò)熱，自動(dòng)熔斷的機(jī)制進(jìn)行設(shè)計(jì)，這是一種保護(hù)變壓器不被燒壞的方式。但是為了讓變壓器在發(fā)生接頭過(guò)熱后，能繼續(xù)恢復(fù)工作，可以用下面兩種方法：

（1）普通鏈接。雖然變壓器的設(shè)計(jì)是過(guò)熱熔斷，但是變壓器工作起來(lái)難免發(fā)熱，因此需要對(duì)接頭的過(guò)熱熔斷機(jī)制接頭換成普通連接，這樣就能保證過(guò)熱也能連接，使變壓器繼續(xù)工作。

（2）銅質(zhì)或鋁質(zhì)的電線(xiàn)連接

變壓器的接頭都是采用的銅材質(zhì)，但是銅材質(zhì)在潮濕的環(huán)境內(nèi)會(huì)發(fā)生電解反應(yīng)，所以同接頭無(wú)法與鋁接頭相連接，所有可以通過(guò)給變壓器加裝一端銅接頭一端鋁接頭的接線(xiàn)，就可以解決連接問(wèn)題。

結(jié)論

電力變壓器作為電力系統(tǒng)中的核心設(shè)備，其穩(wěn)定可靠運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)是至關(guān)重要的，但是任何設(shè)備都不能保證永遠(yuǎn)不出故障，變壓器出故障也是在所難免的，但是我們可以通過(guò)分析變壓器的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，提前預(yù)測(cè)和避免變壓器可能出現(xiàn)的故障，提早做打算，從而保證變壓器的運(yùn)行。因此電力系統(tǒng)的工作人員應(yīng)該重視變壓器的運(yùn)行參數(shù)研究，加強(qiáng)對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的分析和故障診斷的研究，這樣才能保證電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期高效穩(wěn)定地運(yùn)行。

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