電力變壓器繞組變形檢測與診斷技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

陳靜靜 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司無錫供電分公司

從理論層面上來看，電力變壓器繞組變形的概念為在機(jī)械力或電動(dòng)力的作用下，在軸向或徑向上電力變壓器繞組發(fā)生尺寸變化，其呈現(xiàn)的主要特征為電力變壓器繞組局部扭曲、移位或鼓包。而之所以會(huì)產(chǎn)生機(jī)械力或電動(dòng)力往往是因?yàn)殡娏ψ儔浩髟谶\(yùn)行時(shí)發(fā)生了碰撞或沖擊，導(dǎo)致變壓器受到了損壞，因變壓器故障而導(dǎo)致沖擊電流受到影響，從而產(chǎn)生了機(jī)械應(yīng)力。因?yàn)殡娏ψ儔浩骼@組變形對于電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響是較為嚴(yán)重的，因此店里行業(yè)必須不斷優(yōu)化電力變壓器繞組變形的檢測與診斷工作，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

一、造成電力變壓器繞組變形的原因

（一）發(fā)生的碰撞造成電子變壓器繞組變形

在進(jìn)行運(yùn)輸或安裝的過程中，電子變壓器必然會(huì)發(fā)生一定的碰撞問題，而若碰撞幅度較小，并未產(chǎn)生較大的碰撞力度，將不會(huì)對電力變壓器造成嚴(yán)重的影響。但如果在運(yùn)輸或安裝時(shí)發(fā)生了嚴(yán)重的碰撞，在較大的碰撞力度作用下，電力變壓器會(huì)受到嚴(yán)重的沖擊，此時(shí)就容易發(fā)生電力變壓器繞組變形的現(xiàn)象。

（二）電子變壓器繞組質(zhì)量受到限制，電流承受度不夠

對于電力系統(tǒng)而言，電力變阻器繞組的質(zhì)量與其運(yùn)行穩(wěn)定性具有直接的聯(lián)系，若電力變壓器饒組在面對電力系統(tǒng)短路狀況時(shí)不具備較強(qiáng)的承受能力，就會(huì)直接導(dǎo)致其發(fā)生變形情況。綜合分析我國近幾年的電力變壓器事故可以發(fā)現(xiàn)，電力變壓器繞組無法承受短路狀況的現(xiàn)象大多發(fā)生于110kV 以上的事件中。而電力變壓器繞組承受能力不夠不僅會(huì)直接導(dǎo)致其繞組發(fā)生變形，同時(shí)還會(huì)威脅電力變壓器乃至整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

（三）電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障，對電力變壓器繞組產(chǎn)生一定的電流沖擊

盡管電力系統(tǒng)是在嚴(yán)密的監(jiān)測下持續(xù)運(yùn)行的，但受復(fù)雜因素的影響，電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還是存在著短路故障的風(fēng)險(xiǎn)隱患，而電力系統(tǒng)一旦發(fā)生短路故障，將會(huì)對其系統(tǒng)內(nèi)的電力變壓器造成直接的影響，電力變壓器會(huì)直接遭受故障所引起的電力沖擊。尤其是嚴(yán)重的短路故障將會(huì)對電力變壓器形成較大的電力沖擊，從而使其內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，導(dǎo)致電力變壓器的運(yùn)行速度提升數(shù)十或數(shù)百倍，在高速運(yùn)行下電力變壓器會(huì)快速發(fā)熱，而高溫會(huì)導(dǎo)致電力變壓器繞組導(dǎo)線的接卸強(qiáng)度降低，從而發(fā)生電力變壓器繞組變形。

（四）繼電保護(hù)系統(tǒng)存在著死區(qū)，一部分的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作失靈的情況

在變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)，有時(shí)候會(huì)存在著死區(qū)，或者某些情況下，一些設(shè)備會(huì)突然的出現(xiàn)失靈狀態(tài)，這些問題都是導(dǎo)致電力變壓器，無論是繼電保護(hù)系統(tǒng)存在死區(qū)，動(dòng)作還是突然的失靈情況都會(huì)引發(fā)電力變壓器繞組的平穩(wěn)電流受到?jīng)_擊，進(jìn)而變?nèi)?，?dāng)斷路器無法及時(shí)地跳閘時(shí)，那么電力變壓器的繞組就會(huì)出現(xiàn)變形導(dǎo)致?lián)p壞的問題發(fā)生。

二、電力變壓器繞組變形常見的檢測和診斷手段

關(guān)于變壓器繞組變形的形成原因有很多，其中最為常見的幾種不外乎短路故障、電流沖擊、運(yùn)輸或安裝期間的碰撞、繼保系統(tǒng)存在死區(qū)或動(dòng)作故障。除非是少數(shù)變壓器直接損壞導(dǎo)致其無法運(yùn)行，大多數(shù)情況下變壓器存在繞組變形還是可以使電力變壓器繼續(xù)投運(yùn)的，但是這種有故障的電力變壓器在運(yùn)行過程中對于電網(wǎng)而言仍是巨大的隱患，所以必須采取有效的措施對變壓器繞組變形進(jìn)行測試，特別是其變形的嚴(yán)重程度要做出準(zhǔn)確的判斷。以下幾種檢測方法是針對變壓器繞組變形的有效檢測方法：

（一）頻率響應(yīng)分析法

變壓器熱阻在其頻率高出規(guī)定之后可以和一個(gè)無源、線形、單端輸入-單端輸出的網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮同樣的作用，利用變壓器繞組頻響實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上就是針對變壓器事故前后的繞組頻響特性曲線變化對變壓器的繞組變形進(jìn)行判斷，這種分析方法有效的避免了電磁干擾的影響，在操作上比較簡便，而且靈敏度很高，特別是在變壓器不放油不掉罩的情況下，這種檢測方法能夠確定變壓器繞組是否出現(xiàn)形變并對變壓器的搶修工作提供指導(dǎo)，盡可能的將搶修時(shí)間縮到最短。

（二）內(nèi)窺鏡法

又稱視頻窺視技術(shù)，這種方法是將一個(gè)配有高強(qiáng)光源和高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的探頭放到變壓器的繞組間，并對此進(jìn)行實(shí)物拍照，這樣便能夠?qū)@組的情況一目了然，直觀的觀察出變壓器繞組是否有形變情況的出現(xiàn)，這一技術(shù)的使用往往不需要將變壓器進(jìn)行返場維修，只需要利用現(xiàn)場吊照即可，將線圈拔掉，對繞組的狀況進(jìn)行檢查，縮短變壓器的停電時(shí)間。只是用這種方法很難將探頭及其配套光纜放進(jìn)到變壓器內(nèi)部，對變壓器繞組進(jìn)行全面檢查，因此具體方法在工程應(yīng)用過程中還需要做出深入探索。

（三）低壓脈沖法

這種方法的主要作用是對變壓器是否通過短路試驗(yàn)來進(jìn)行確定，實(shí)驗(yàn)過程中容易受到各種電磁的干擾，重復(fù)性比較差，對于繞組手段位置的故障響應(yīng)不夠靈敏，對于具體的變形位置在判斷上比較困難。

三、結(jié)束語

近些年來，變壓器繞組變形測試技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)受到了全面的推廣，然而就當(dāng)前該工作的展開形式來看，這種技術(shù)的確能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在問題的變壓器，有效防止事故的發(fā)生，應(yīng)用電力變壓器繞組變形檢測與診斷技術(shù)，可以大量的節(jié)約人力物力，避免一些大型維修和調(diào)檢工作，在變壓器狀態(tài)檢修上是非常重要的技術(shù)保障，然而針對變壓器繞組變形測試在未來還需要不斷的完善和改進(jìn)，畢竟這只是一種檢測方法，行業(yè)的未來發(fā)展仍需不斷探究。