电力变压器故障诊断技术的研究

杨炜

特变电工股份有限公司新疆昌吉831100

摘要：随着电力行业的不断发展，人们对于电力的需求量也在不断增加，电力变压器作为电力传输的重要设备,在保障企业和居民用电上起着至关重要的作用。为了能使电力系统安全、稳定地运行，要定期对变压器进行检修及大修,以保证电力变压器运行的稳定性。如果变压器在运行中出现故障,不仅会对电力公司产生影响更会对生产生活造成极大的损失和影响。在此基础上,本文将对电力变压器故障诊断技术进行研究。

关键词；电力；变压器；故障诊断；技术研究

1电力变压器故障类型

1.1绕组故障

绕组故障是变压器最为常见的故障,一般是由匝间故障、变压器受到冲击、变压器受潮、变压器过热、绕组间断路、油道堵塞、机械性故障、相间故障、变压器绝缘劣化以及变压器的接地等引起的。

1.2油故障

造成油故障的原因大多是受潮、有杂质、受到氧化、泄漏、劣化等。主要原因是设备的严密性不够,从而使水分进入变压器内,或选用的固体绝缘材料不当,与油的相溶性不好,促使油老化。因此设备设计及绝缘材料选择对油的寿命都有影响。当设备超负荷运行或者局部过热时,油温升高,也会加速油的老化。

绝缘油和绝缘纸是目前的充油式变压器所采用的主要绝缘材料。绝缘油可以为充油设备提供优良的热循环,使其冷却散热。同时绝缘油还可以隔绝设备绝缘与空气接触,防止发生氧化和浸潮。除了防氧化和防潮湿,绝缘油也作为绝缘材料空隙中的填充物,从而进一步提高了设备的绝缘性能。一旦变压器在运行过程中受到电能或者热能的影响,绝缘油就会受热分解产生H2、含C成分的化合物、CO和CO2。这是变压器早期产生故障的原因。随着故障越来越严重,特征气体的产生速率会随之变快,分解产生的故障气体成分种类也会增多。大量实验和数据表明:变压器故障种类不同,绝缘油分解产生的气体会不一样;变压器故障种类相同而严重程度不同,产生的气体成分也会不一样。目前常用的油中溶解气体分析法就是分析油中溶解气体的主要成分以及相关成分占每一组气体的比例,从而对变压器的故障进行分析、判断。

1.3连接器过热

连接器接头是变压器本身及电力系统连接的重要部分。如果接头处出现连接不良,就会造成短路发热导致其熔断,对变压器的正常运行和电网的安全供电造成影响。所以出现接头过热的问题就要检修。变压器电缆的末端由铜制成,主要用在室外和潮湿的地方,铝导线不能固定到铜端,当铜和铝的接触表面渗入含有溶解盐的水分时(电解质),在电耦合作用下发生电解反应。铝被强烈腐蚀,触点迅速损坏,产生热量并可能导致严重事故。为避免这种情况,当铝导体和铜作为导线需要进行装置的连接时,应采用一端由铝制接头和另一端由铜制成的特殊过渡接头。

1.4绝缘事故

由于外部不利因素的干预,电力变压器在工作过程中容易发生绝缘事故。电力变压器的运行是在自然环境中进行的,它长时间暴露在风雨中,雨水会逐渐渗入至装置内部,使得电力变压器内的部件处于相对潮湿的状态。在这种工作环境中运行,最终会发生电力变压器绝缘的故障。此外,雷暴通常发生在夏季。如果电力变压器的防雷效果不是很好,可能会引起雷击事故,从而损坏电力变压器的绝缘。

2变压器故障在线诊断法

2.1红外光谱在线检测技术

红外光谱技术可以直测定油溶气体的类别和浓度,具有快速准确、非接触性及容易操作等特点。实际工程中一般使用HW-500红外气体分析仪,该检测器对热效应的敏感度很高,可以直接对油溶气体做定量分析。虽然红外光谱仪可以迅速准确的检测多种气体,但是它无法感应变压器发生故障时产生的H2且成本昂贵,所以人们近年来更加注重光声光谱技术在诊断变压器故障方面的研究。

2.2气相色谱在线检测技术

气相色谱仪被广泛应用在各种变压器的故障检测中,该方法具有便捷、高效、灵敏等优良特点,可以快速检测变压器油中所含各种气体的浓度。气相色谱在线检测技术的核心步骤是油气分离。目前在实际工程中应用最广泛的是通过高分子膜来进行油气分离。高分子膜对于不同的气体分子具有选择透过性,可以直接过滤出样品油中需要测定的目标气体,该方法的操作流程相比于振动脱气、鼓泡法等传统方法更加简单。

3变压器故障离线诊断法

目前,我国对于大型变电站和变压器都采用预防性定期离线检查,即将待检测的变压器退出运行电网后进行检查和维护。这种定期的离线维护主要是为了将已经投入运行的设备周期性的恢复至接近新设备的性能状态,可以最大程度的预防故障的发生并能够在故障早期就及时消除设备缺陷。所以即使变压器正处于稳定良好的工作状,也必须按照检修规范定期进行离线检查。

3.1空载实验法

主要是在变压器停止工作的状态下,对变压器内部的铁芯进行多点接地检查,变压器铁芯当中的钢片整体老化问题会直接影响到变压器的工作性能。因此,需要对变压器内部的钢片老化缺陷来进行有效的监测,以此来对变压器内部的绕组工作性能进行判断。在绕组性能的判断过程中,经常运用的是绕组形变测试的方法,对绕阻形变量以及绕组在高频率的工作环境下的工作性能来进行判断,以此来获得更加精确的变压器绕组故障的判断效果。

3.2专家系统诊断法

对变压器在工作运行过程当中产生的各种不同类型的故障问题进行有效的监测和分析,通过这种操作方式可以为变压器维护工作人员的维修策略提供出有效的帮助。在专家知识库当中工作人员可以获取到更加专业的变压器检修专业技能,其中重点包含了变压器的常见故障类型,故障产生的主要原因以及变压器故障的诊断技术经验等。通过对专家系统的有效借鉴,可以保证变压器故障诊断工作的顺利开展,但是在当前的专家系统当中仍然还存在一定的缺陷问题没有得到有效的完善,所以检修工作人员还需要不断提高自身的检修技能以及综合素养,对变压器的运行故障检修工作当中不断总结工作经验,最大程度上提高变压器故障检修工作的安全性和高效化,这对我国煤矿开采单位的电路工作运行有着重要的保障。

3.3直观检查法

技术人员直接进入配电室检查室内基本电器元件和线路是否存在烧损、冒烟、绝缘损坏、异常放电痕迹和设备爆炸损坏等现象。该方法简单直观,但对故障状况分析的程度不够深入,往往只能在变压器发生故障之后对最为明显的故障原因进行大概的初步判断,是最基本和简单的检查方法。

3.4电气预防性试验法

电气预防性试验法是一种评估电力变压器性能指标是否正常的方法,该试验的方法和种类较多,但实施流程往往较为繁琐。有些试验必须要将变压器拆解之后才可进行,有些需要与其他试验项目同时进行,有些则是变压器投入运行之后定期检查的测试项目,有些需要在特殊环境下才可进行;如交流耐压试验就是一种破坏性试验,这种试验对变压器和电力线路的耐压要求都很高,现场条件一般很难满足,并且对变压器设备进行频繁的拆装并不利于设备的维护。

4结语

变压器作为电力传输和转换的重要设备,必须要降低故障发生率,提高运行稳定性,并要做到早期检测和故障诊断,对确保整个电力网络系统的正常运行有重要的意义。

参考文献

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