电气试验在变压器故障分析中的应用研究探讨张艳艳--中国期刊网

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电气试验在变压器故障分析中的应用研究探讨张艳艳

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：张艳艳宋斌

[导读] 摘要：变压器故障次数增多，既带来了一系列的故障破坏，也威胁到了地区供电作业的安全性，阻碍了电力行业生产的可持续发展。

        （国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司河北邯郸 056004）
        摘要：变压器故障次数增多，既带来了一系列的故障破坏，也威胁到了地区供电作业的安全性，阻碍了电力行业生产的可持续发展。根据变压器故障动作状态建立可靠的故障检修制度，并充分利用电气试验操作方案，为检修人员提供更加准确的数据信息。电气试验是电气系统及电气设备使用前的综合性测试，也可对电力设备制定针对性的试验方案，可判断故障状态下设备结构功能损耗及运行状态。鉴于此，本文主要分析探讨了电气试验在变压器故障分析中的应用情况，以供参阅。
        关键词：电气试验；变压器故障；应用
        引言
        变压器在运转过程中常常会发生故障，如若处理不及时，就会产生一系列运转问题，既会使检修管理的难度增大，还会使安全事故发生的概率增加，极大地减小了区域电力供应的可靠性。因而为了提升变压器运转的稳定性以及安全性，有必要创建科学可行的故障检查维修制度，较好地运用各种类型的电气试验，进而确定各种运转数据，把它作为设备检查与维修的依据，提升设备故障处理的工作效率。
        1变压器发生故障的原因
        当然变压器也不是一个十分完美的设备，还是存在一定的缺陷。第一，变压器在使用的过程中常常会出现接触不良的问题，变压器的内部是由很多线圈组成的，在运行过程中会经常出现接触不良，无论是哪种原因的出现都会是电路中的电流不稳定，造成变压器无法正常运行。尤其是变压器的开关，经过多次的使用容易造成接触不良的问题发生。而且变压器一般都在高压的环境下进行运作，避免不了会产生或大或小的火花，为此会使用绝缘油来进行保护，这些油会在变压器后期的运作过程中变成油污，这些油污会使变压器的电阻变大，容易造成部分电路出现燃烧现象。第二，变压器材料的质量会在一定程度上影响着变压器的绝缘性能，质量较差的变压器材料会使变压器的绝缘性能下降，为此，维修人员会使用绝缘油对其进行维修，保证变压器自身的绝缘性。一般情况下，绝缘油里面的都会含有相应的杂质，这些杂质在高压的环境下会从油中分离出来，聚集到一起，从而影响绝缘油的使用效果，变压器也会因此出现各种故障。
        2电气试验在变压器故障分析中的应用
        2.1短路试验
        在一个区域内设立变压器装置后，在变压器运行工作的过程中，由于多方面外界因素的干扰，无法避免会出现相关无法预料的短路问题。在实际使用当中，较为常见的短路状况有：变压器内部线圈因为绕组的情况导致线路短路；如果油箱设置不符合规定，便会导致油箱电阻太大，从而使得电路形成较大的热量，导致短路的状况发生。变压器的短路试验是测量额定电流下的短路耗损和阻抗电压，其电源和测量路线与空载试验一样，所不同的是非电源侧的绕组人为短路，按照相关规定，220kV及以上相间偏差≤2％，初值差≤3％；110kV及以下相间偏差≤3％，初值差≤5％。通过变压器短路试验能够发现的缺陷有：变压器的各结构件或油箱中由于漏磁通所引起的附加损耗过热、油箱箱盖附近损耗过大或者是局部过热、带负荷调压的电抗绕组短路，大型电力变压器低压绕组中并联导线间短路或换位错位。通过测量阻抗电压能够发现在运行当中变压器出口侧发生的短路，以及变压器内部几何尺寸的改变。
        2.2绝缘油试验
        为保证所选绝缘油可以满足变压器运行需求，需要对其进行试验检测，确定其性能达标。变压器均需要在油箱内充满变压器油，利用其绝缘、测量、散热特点来对铁芯以及绕组组件进行保护，降低空气氧对绝缘材料的影响，提高变压器运行可靠性。高质量的绝缘油通过对内部所有空隙的填充，可以将所存空气全部排出，对各部件与空气之间进行了有效隔绝，因此能够提高变压器整体绝缘性。

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同时，与空气相比变压器油绝缘强度更高，能够对变压器内部所有部件绝缘性进行强化，保证绕组之间、绕组与铁芯、绕组与箱油盖之间的良好绝缘效果。针对绝缘油进行试验，可从击穿电压、酸值、水溶性酸pH值、含水量、体积电阻率以及界面张力等方面进行，综合各项试验数据，确定所选油质是否达标，严禁劣质油的使用。
        2.3介质损失角正切tanδ试验
        在判断绝缘性能时，介质损失角正切tanδ试验是比较常用的措施。在电路中通有交流电压时，测量计算得到有功和无功电流分量，然后计算两者之间的比值，基于该比值可以判断绝缘功率损耗情况。开展介质损失角正切tanδ试验能够判断变压器是否出现了受潮、绝缘和油质老化等问题。能开展此项电气试验的装置也比较多，常见的有介质损失角测试仪以及简易式西林电桥等。按照有关标准规范中的要求，在实际应用过程中测定的介质损失角正切tanδ值不得超过设备出厂标定值的1.3倍。特殊情况下还应该实时监测tanδ值随电压的变化情况，查看随电压升高tanδ值有无升高，基于两者的变化曲线来推断绝缘内部是否出现了问题，如裂缝问题、分层问题等。来测定介质损失角正切tanδ值时存在不同的接线形式，即正接和反接。如果测量对象没有接地，则通过正接线的形式进行测量，反之，如果测量对象有接地，则通过反接线的形式进行测量。
        2.4绝缘电阻试验
        绝缘电阻是指在绝缘体的临界电压以下，施加的直流电压与其所含的离子沿电场方向移动形成的电导电流，根据欧姆定律所确定的最终比值。因此，在变压器的故障分析过程中，对绝缘电阻以及吸收比的测量可以直接进行变压器状态的判定，这种测量与试验方式更为简单方便。通过此试验，试验人员可以直接从试验结果中得知绝缘异物、受潮、脏污等情况。在实际的试验过程中，为保证试验结果的有效性与准确性，应该短接被测绕组的各个引线，如果是非被测绕组，要对其加以短路接地处理，从而依次对各个绕组对地、绕组间的绝缘电阻值加以测定。对于不同的绝缘设备，在相同电压下，其总电流随着时间下降的曲线变化有所不同。即使是对同一设备，一旦绝缘存在受潮或者其他问题时，其总电流曲线也会发生一定的变化。当绝缘受潮或者存在其他缺陷时，电流的吸收现象不明显，总电流随着时间下降较为缓慢。因此，在绝缘电阻试验时，对于同一绝缘设备而言，根据其总电流的变化趋势，就可以判定和掌握该设备的绝缘情况。
        2.5直流电阻试验
        进行直流电阻试验时，必须严格依照专业规程把测试仪的测量线和变压器绕组的引出端可靠地连接起来，再测量高压侧线各个档位以及低压侧线的直流电阻，主要包含全部分接位置，精准地读取测量数值并进行登记。与此同时，为确保直流电阻试验结果的可靠性，还应该准确记录测量环境温度以及操作条件等。而且在开展完全部测量工作之后，应该首先进行放电处理，再把连接的测量线都拆掉，将测量仪器电源关闭并放在一定的位置。根据从测试测量中获得的数据，表示着变压器的导电性，能够在一定程度上体现着变压器内部的导线、导线接头以及各开关接头的接触性，在一番比较之后判断存在的问题。
        结束语
        总之，变压器作为变电系统的重要组成部分，有必要对变压器设施的维护与见检修进行重视，有必要定期进行维护检测试验，更好的为检查与修理工作提供依据，变压器的运行情况决定着整个电力系统的可靠与安全系数，为了准确掌握变电器的运行状态，除了基本检查之外，电气试验还可以用来检测变压器的各个部分是否存在问题，确保及时检测和处理故障，并减少运行问题的发生。
        参考文献
        [1]龚文信.电气试验在变压器故障分析中的应用探讨[J].中外企业家.2019(07).
        [2]王雪妍.电气试验在变压器故障分析中的应用研究探讨[J].科技资讯.2018(12).
        [3]蒋林.电气试验在变压器故障分析中的应用[J].科技资讯.2018(11).