电气试验在变压器故障分析中的应用分析

电气试验在变压器故障分析中的应用分析

Summary：变压器是供电系统重要的组成部分，大多数变压器都安装在供电系统的末端，负责电力资源的输变电功能。供电系统中存在数量较多的变压器，且变压器的容量普遍较大。一旦变压器在运行的过程中发生故障，将对供电系统的正常运行产生严重影响。因此，电力企业要重视变压器的故障分析。电气试验在变压器故障分析中有着较好的应用效果，合理的应用电气试验能够准确判断变压器存在的故障，帮助维修人员采取相应的措施，为变压器的安全稳定运行提供保障。Keys：电气试验；变压器故障分析；应用分析1电力变压器常见故障（1）变压器内部声音异常。在变压器正常的运作过程中，其内部将会产生波形近乎正弦的电磁波；而在变压器出现一定的故障之后，其内部将会出现音调较高且沉闷的声响。究其原因，其中之一在于变压器出现了过载问题，以致于其内部器件出现明显的异响；其中之一在于其内部铁芯未能夹紧位于最外层的硅钢片，进而诱发与之相应的震动噪声。除此之外，其盖螺钉出现松动现象之后同样会发出较为异常的声响。当其内部出现过电压现象时，接地线芯或是个别绕组将会出现壳体闪络现象，进而带来更加明显的内部噪音。（2）变压器瓦斯保护故障。另一种较为常见的变压器故障是因气体保护信号作用的出现而起。气体保护在敏感度和稳定性方面的表现较为出色，在变压器的实际运作过程中可以有效地监控气体保护状况。在气体保护信号的有力支撑下，可以使其音频信号返回至正常水平，进而精确地实现变压器运行状况监测。其间，引发气体保护动作的因素较多。1）变压器绝缘油温度上升，进而推挤内部空气，引发气体保护动作。2）其内部出现短路问题，或是其他内部故障问题，其间产生了一定数量的气体。在气体保护信号作用之后，经查未能发现变压器异常的情况下应当针对气体继电器进行数据采集，进而实验分析。气体不可燃说明其内部存在空气入侵问题，变压器处于正常运转状态；而当气体可燃时，可以明确其内部出现了故障性问题，需要当即停机进行电气实验。2电气试验在变压器故障分析中的应用分析2.1油中溶解气体试验对于66kV和220kV变压器来说，大多数采用油浸式变压器，内部利用油纸绝缘，并整体浸泡到变压器油内，变压器油在与铁芯、绕组接触后会产生变化，影响散热性、绝缘性的发挥。为检测这一故障，可对油内溶解气体进行试验，由此发觉设备内部的潜在故障。在变压器油中溶解气体包括CH4、N2、C2H6、C3H6等气体，其中氧气与氮气源于空气溶解，C02源于变压器运行中油纸等材料老化分解，还会产生一些氢气与烃类气体。因变压器内部有机物键较大，在常规情况下不会受损，但若设备过热或者受雷电因素影响，很可能导致化学键受损，产生小分子烃类气体、氢气等，由此导致设备故障。在电气试验过程中，选用气相色谱法对油内溶解气体进行分析，此法具有高灵敏度、高效能、高精度等特征。在气相色谱分析过程中，还应通过复杂脱气将油中的气体分离出来，获得平衡气，再科学检测分离后的气体，标定各类已知组分浓度，将平衡器灌入仪器内分析组分，明确气体内各类组分的浓度。在实际检修期间，不但要在实验室中定期分析油中溶解气体，还可利用变压器油色谱在线监测系统，该系统可为各个220kV变压器准备独立的油气分离、监测装置，可直接应用到油循环系统内，持续不断的分析油内溶解气体，采集浓度趋势图、色谱图等信息，再借助网络将信息上报给终端。2.2短路电气试验经研究发现，变压器装置在应用期间极容易受外界影响。一旦在某区域安装变压器，周围区域极容易出现短路现象。这些短路原因各有不同，均对变压器装置的应用效果、故障检修质量有一定影响。绕组状态是影响目标线路运行状态的主要因素，且会带来短路问题。除此之外，当工作人员设定油箱不合理，也会带来短路问题。这与油箱电阻息息相关，当目标线路的热量超出标准范围时，变压器装置会出现短路。在变压器短路电气试验的帮助下，工作人员能够轻松获得阻抗电压数值、短路损耗等。在这一条件下，测量路线、电源部分状态将与空载类型试验保持一致。基于这一情况，工作人员应该根据国家相关规定，合理使用上述变压器短路电气试验辅助工作。为保证试验操作的合理性，工作人员应该严格遵循试验操作步骤，事先测量目标变压器、电路的初值差等数据。经实践发现，工作人员合理借助上述试验辅助工作，能够快速找出目标装置的各项隐患。如附加损耗过热、油箱局部过热等，均能在试验的帮助下被发现。在此基础上，解决变压器装置的短路等其他故障问题效率更高。2.3直流电阻试验将直流电通在变压器的上部件位置后，变压器的上部件位置就可以视作直流电阻，在此基础上便可以开展直流电阻实验。这样做的目的是为了更好的测量变压器内部电路的电阻值，根据所测得电阻值，判断变压器的内部是否存在问题。直流电阻试验能够有效保障变压器内部导线的接触安全，准确定位故障的发生位置。在应用直流电阻试验时，要利用专业的测试仪器进行测试，严格按照相关规范与标准开展检测工作。要准确连接测试线和变压器绕组的出线端，确保直流电阻试验结果的准确性，正确判断发生短路、断路故障的位置。直流电阻试验在应用的过程中也存在许多注意事项，例如:在测量变压器高压侧绕组、低压侧绕组时，要做好分界位置的记录工作，再读取相应的测量数据。在测量的过程中也要精准记录周围环境的温度数据，确保测量结果的精确度。在完成直流电阻试验后，要及时对变压器设备进行放点处理，并拆除掉所有的测量线，将仪器的电源关闭。在所测数据的基础上，对变压器的运行状况进行分析。2.4绝缘介质损耗试验在变压器的正常工作中，其内部绝缘介质会因长期使用以及放电、极化等因素的影响而产生损耗。检测绝缘介质损耗，可以全面掌握变压器的工作状态，并有效预防因绝缘介质受损而产生的故障和事故。绝缘介质损耗试验主要用于检测变压器内部绕组重大局部缺陷，检测其是否出现整体受潮或油脂裂化等现象。由于绝缘介质的损耗速度与变压器的工作环境有直接关系，在进行电气试验时，需要确保试验环境的干燥性，并采用屏蔽线减少周边环境对电气试验数据的不良影响。在绝缘介质损耗过程中，功率因数角通常≠90°，需要使用功率因数角的正切值来确定绝缘介质的损耗因数。一般来说，在绝缘介质性能良好的情况下，外加电压与功率因数角正切值的曲线基本重合，并存在向上弯曲的现象。随着绝缘介质性能下降，正切曲线会偏大，同时会更早地向上弯曲。在绝缘介质老化的情况下，正切曲线会小于正常曲线；在受潮情况下，正切曲线会随电压上升而快速变化，且上升和下降的曲线并不相同。通常来说，正常工作的变压器的功率因数角正切值的变化不应大于8%，与历史数据进行比较的过程中，数值变化不得超过30%，同时，还需要根据不同温度下的试验结果进行换算系数的合理调整，以确保试验结果的准确性。3结束语在变压器实际工作中，会受到很多外来因素的影响从而导致变压器出现故障，从而影响整个工业生产。随着我国社会的不断发展，变压器的使用将会变得越来越频繁，所以有必要对其故障检修进行分析。在变压器实际的运行过程中，要学会利用电气试验对变压器进行全方位的故障检测，确保变压器内是否存在问题，减少故障的发生频率。Reference[1]董腾垚.电气试验在变压器故障检测中的应用探讨[J].电子元器件与信息技术,2020,4(06):131-132.[2]马奎,王曙鸿,姚晓飞.110kV变阻抗变压器短路电流首峰值限制方法