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油浸式变压器局部问题解决方案的探究

发表时间：2020/8/20 来源：《基层建设》2020年第10期作者：梁建强

[导读] 摘要：对电力设备安全故障的检测已经进一步引起国内外电力技术专家的高度重视。

        惠生工程（中国）有限公司上海 201210
        摘要：对电力设备安全故障的检测已经进一步引起国内外电力技术专家的高度重视。油浸式电力变压器检测设备是世界上电力设备中最昂贵、最重要的故障检测设备之一。其正常运行的安全可靠性直接地关系到整个我国电力系统的安全稳定。在系统的正常运行中，一旦发生大型油浸式电力变压器事故，可能直接导致大面积停电，检修周期就要达到半年以上，不仅维修成本高，而且对社会影响巨大。目前，在各种电力变压器中油浸式大型电力变压器已经占有很大的位置和比例。因此，积极地监测各类油浸电力变压器的故障，及时发现各类油浸式大型电力变压器的安全隐患，不仅大大降低了其运行的成本，而且大大延长了电力设备的正常使用寿命，还有效地可以减少和防止各类油浸电力变压器可能发生的事故。油浸电力变压器具有良好的经济社会效益和巨大的经济效益。
        关键词：油浸式；变压器局部；问题方案
        1 引言
        对油浸式变压器的故障诊断，能够确保油浸式变压器的正常工作并降低故障发生的概率。油浸式变压器故障诊断上是在保证该机器设备正常运行、停止运行但不大规模拆卸的基础上，针对油浸式变压器的运转性能、运行强度、零配件裂化、变压器功能等多方面进行定性定量的评估及检测。从而为油浸式变压器的整体设备运行提供保障，避免安全事故的发生。
        2 油浸式压力变压器的故障分类及使用常见故障及其种类划分
        油浸式变压器电力发动机变压器的故障一般可分为内部的故障和外部的故障。内部的故障一般是指造成变压器绕组和油箱的各种绝缘部件故障。主要类型可分为：变压器绕组之间绝缘部件短路，绕组和油箱匝间绝缘部件短路，绕组绝缘部件接地短路故障或造成变压器绝缘部件出口和油箱短路。外部的故障一般是指造成变压器绕组和油箱外部的绝缘套管及其绝缘部件出口短路发生的各种绝缘部件故障。主要类型为是由于变压器接地部件的损坏，变压器内部的故障或变压器相间绝缘部件故障等原因引起的变压器绕组绝缘部件变形故障引起的各种绝缘部件套管短路闪络或绝缘部件短路。油浸式变压器内部电气故障一般可以细分为热故障和局部电气故障两类。热绝缘部件故障通常被认为是由于变压器的高温局部过热和绝缘器温度的升高等原因引起的。根据绝缘部件故障的严重程度，热绝缘部件故障一般可以细分为高温局部过热，中温局部过热和低温局部过热三类：。绝缘部件故障通常一般是指在高场强作用下变压器绝缘部件性能的下降或绝缘部件失效。根据变压器放电的能量和密度的不同，电气绝缘部件故障一般可以细分为低能局部密度的放电，火花放电和高能密度的电弧放电三种。
        3 油浸式压力变压器的一些常见故障诊断以及解决措施方法
        3.1 离线故障诊断法
        离线变压器故障诊断的方式大致可以再细分为变压器绝缘进出口判断、变压器绝缘进出口判断、油色谱分析判断与变压器异常震动等，具体的论述内容如下：
        1）油色谱分析判断。油浸式变压器对其油色谱进行分析发现异常，需要进行下一个更有针对性的测试以识别故障，变压器绕组的直流电阻测试、对变压器空载状态下的损耗以及电流进行检测、对运行状态下局部放电进行追踪检测、对变压器潜油泵及其附属零件运行中的状态进行检测、进行交流耐压检测、对油浸式变压器的油介质损耗及油中的含水量含气量进行检测等。
        2）对油浸式变压器的出口进行判断和检测。这种检测方法主要是用于怀疑油浸式变压器的出口处存在短路的情况，一般也可以通过油色谱分析判断、对绕组直流电阻进行检查测试、对短路阻抗进行检测试验、对绕组频率进行响应性试验，在空载状态下对电流及电流损耗进行测试验证等。
        3）对变压器绝缘性的判断。油浸式变压器的绝缘性判断可以体现其是否存在受潮的故障，可通过对包括绝缘电阻、介质损耗、计划指数等在内的多项特征指标进行检测试验来判断，还可以对油浸式变压器的击穿电压、含水含气量等指标进行试验来判断和确定故障。
        4）脉冲电流信号检测的方法。通过放大器测量样品的阻抗和放大器来接收检测脉冲电流的信号，可以直接获得样品的局部阻抗和放电的基本信息，如局部放电容量、放电持续时间、放电频率和相位等。由于放大器测量的阻抗和耦合放大器的频率会直接影响样品的测量仪器灵敏度、精度、分辨率和测量动态放大器的范围，当测量样品的电容较大时，会直接受到样品的耦合电容和阻抗的频率限制，测量仪器的动态测量频率和灵敏度很低会直接受到放大器的限制，频率也会很低，频带很窄，信息量很小。
        5）riv的检测法。部分由于放电条件引起的局部无线电干扰早就越来越为人所知。例如，由于是局部的放电，无线电的电压干扰器通常可以用于直接检测对局部无线电通信和对无线电测量控制的干扰，并且已经有国家制定了无线电测量方法的规范和标准。riv表的是局部由于放电条件的测量电路类似于脉冲电流直接的测量电路。
        6）光辐射检测的方法。一般采用电子光学的方法检测钯钯局部的放电波长所产生的光辐射。在变压器和硫化油中，不同的局部放电波长也是有所不同的，通常在500-700mm之间。实验室对钯的局部放电性能和绝缘放电性能分别进行了详细的光度测量分析，取得了很大的研究进展。但由于这种测光分析设备的结构复杂性、成本高、灵敏度低，以及对被测物质的稳定性和透明度的严格要求，无法在临床实际中得到广泛应用。
        3.2 电检测法
        对油浸式变压器实施电检测法主要是借助局部放电仪、示波仪、无线电干扰仪等相关设备，对油浸式变压器的放电波形或者无线电干扰展开寻找，从而进一步检测故障发生的部位及原因。该方法具有高灵敏度和高准确度等特点。

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        3.3 微水分析法
        变压器绝缘油在高速运行的条件下易使气泡发生快速氧化并在气泡中产生析水的现象，引起变压器油质进一步的劣化，从而直接使得固体变压器绝缘结构的内部绝缘材料的性能进一步下降，甚至可能酿成严重的环境污染后果。最初，许多的变压器绝缘技术专家都使用钯栅场效应的晶体管作为绝缘传感器监测油内的变压器绝缘油在气泡中的游离和溶解氢。他们使用先进的催化燃烧物理学技术和传感器来更准确地测量变压器油气泡中的自由游离氧化氢含量和气泡中微量的水含量，以进一步了解气泡与变压器的内部油质是否绝缘（由于变压器油内的自由游离气泡容易产生自由气泡浮动的电位，再给气泡加上电桥，击穿气泡的电压随之下降，对于变压器非常有害）。
        3.4 DGA分析法
        DGA（变压器油中存在溶解乙炔气体的分析）主要是通过分析变压器中溶解的气体中乙炔和溶解乙烯的放电比例来帮助判断一个变压器中的气体是否放电或有可能发生局部的放电。这种分析方法主要可以通过两种在线监测方式进行实现：（1）从变压器中提取油，并在变压器实验室内部进行实时的测试。（2）在线进行监测的设备同时安装在一个变压器内进行实时的监测。DGA法的分析可以广泛应用于对变压器中的局部气体放电的情况进行分析，并且还可与其它的方法相结合，提高了分析在线监测结果的客观和准确性。其中需要特别注意的一点就是，通过DGA法的分析可以发现在一个变压器的绝缘中如果存在变压器局部的放电，会严重损坏电器绝缘，且变压器局部的放电可能引起的变压器事故一般不能同时重复进行测量
        4 油浸式变压器的故障预防
        4.1 做好检查预防工作
        做好油浸变压器故障的检测和预防是避免油浸变压器故障的最有效方法。企业将在很大程度上减少电力企业的损失，确保电力企业的可持续稳定发展。对油浸变压器进行试验时，应以油浸变压器的工作状态为主要试验对象，确保油浸变压器处于良好状态。定期检查可确保油浸变压器处于稳定运行阶段，但检查过程中发现故障应及时向检查部门报告，并对变压器进行相应的症状检修工作，该方法将有效降低油浸变压器的故障率，从而提高油浸变压器的使用效率。
        4.2 避免绝缘受潮的现象发生
        绝缘受潮是变压器经常会遇到的问题，其中绝缘材料是绝缘失效的主要原因之一，必须确保变压器的安装符合规范，对于发生了问题的变压器，要及时进行处理，根据设备的运行工作时间，合理的制定检验周期，测试项目尽可能完整。加强对变压器运行的监控，实时监控变压器油箱的顶部油温，油位，外壳温度等，及时发现错误，通知工作人员进行处理。
        4.3 漏油处理
        首先，应该对漏油区域进行仔细的检查，包括所有的密封点和焊缝处，还有焊接泄漏点，使用高质量的密封件，油浸式电力变压器发生漏油后，要分析可能会引起漏油的原因，如果在检修的过程中发现设备有泄漏的现象，应当立马采取相应措施解决，及时进行记录，为后续的维护提供数据参考。更换相应的损坏件，及时拧紧螺母、吊架，更换绝缘件、密封件，同时完成各部件的加固。
        4.4 安装检测设备
        一些油浸式变压器体积太大，内部结构复杂，在一定程度上增加了维修难度。检测设备的安装将有效减少人员的工作量。该检测系统可以更仔细地检测变压器的内部故障，并减少发生故障的可能性。在油浸式变压器的维护中，经常会发生绕组变形。针对这种情况，技术人员应及时采用起重盖检查方法，以有效避免绕组变形。在检查中，技术人员应排出储存在变压器油，然后在变压器盖进行检查。该测试设备的安装，可以保证油浸变压器在检测困难的情况下长时间稳定运行，实现自动测试。
        5 结语
        综上所述，对电力设备开展故障检测一直是学术领域不断研究的课题之一，尤其是针对油浸式变压器这一单独对象所开展的研究近年来更是呈现日益增多的趋势。这表明人们对其越来越重视，从思想上进一步提高了对油浸式变压器故障诊断重要性的认识。
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