探究电气试验在变压器故障分析中的应用张伟

探究电气试验在变压器故障分析中的应用张伟

张伟

（韶关市大江南输变电工程有限公司广东省韶关市512000）

摘要：本文针对变压器故障的产生原因进行剖析，通过研究绝缘油试验、直流电阻试验、介质损失角试验、绝缘电阻试验和交流耐压试验在变压器故障分析中的应用。目的在于提升变压器故障排查效率，推动行业经济的快速发展。

关键词：电气故障；变压器；绝缘油

变压器是电厂对外输送电能的重要装置。在实际运行过程中，受到多方面因素影响，变压器会产生运行故障，给企业带来严重的经济损失。通过将电气试验应用到变电器故障分析当中，对提升故障分析准确率，降低企业经济损失有着重要意义。

1变压器故障的产生原因

1.1绕组故障

在电网系统运行过程中，变压器经常受到短路电流的冲击，造成变压器绕组受到较强的异常电动力[1]。若长时间处于此状态，电动力会转化热能影响绕组工作，短路电流的大小不是定值，转化的热能也存在一定差异。热量传递不均匀会影响绕组线圈的形变量，导致绕组线圈强度降低，在反复冲击过程中，线圈强度下降至临界点，导致线圈出现断裂。线圈断裂会影响绕组工作稳定性，使绕组出现运转故障，进而造成变压器运行故障。

1.2铁芯故障

变压器的工作原理是利用电磁感应原理，对电流压力进行调整的过程。铁芯是变压器的重要组成部分，在电气系统运转过程中，铁芯会根据所受磁场大小出现不同的长度变化。随着铁芯形变量的增加，系统内部的振动频率随之提高，高强度的振动频率会产生稳定性较差的电磁信号，导致电磁信号传输质量下降。通常情况下，铁芯振动频率保持在1000Hz，此时对铁芯附加稳定的高频信号，可以确保变压器的正常工作。在此过程中，如果铁芯出现两处以上接地，会造成电位分布不均，形成电路环流，若长时间处于该状态，铁芯容易出现碳化现象，导致变压器运转故障。

1.3绝缘油杂质

为了提升变压器内部的绝缘性，通常会使用绝缘油来弥补变压器材料绝缘性的不足。目前所有的绝缘油都含有杂质，长期处于高电压状态，杂质会从绝缘油中分离出来，聚集在一起。当数量达到一定规模后，会导致变压器某个区域漏电的情况发生，进而影响整个变电器的绝缘性，导致变压器故障。

2电气试验在变压器故障分析中的应用

2.1绝缘油试验

绝缘油主要用来保护变电器铁芯和绕组相应组件，使其可以与外界氧气进行隔绝，避免组件氧化，引起漏电事故[2]。进行绝缘油试验时，主要从外观、电阻率、含水量、含气量、强度等方面进行检测。外观主要是观察绝缘油的色泽、透明度、流动性等物理性质，将物理性质与出厂数据进行对比，从外观上判断绝缘油是否混入了其他杂质；绝缘油具有较好的绝缘性能，绝缘油电阻率理论上非常大，进行电阻率测定时，可以改变电压，测量此时通过电流，借此获取绝缘油电阻率波动范围；含水量和含气量是测定绝缘油性能的主要参考指标，将绝缘油充分搅拌后，随机选取检测样本进行含水量和含水量的测定，根据测定结果确定绝缘油的杂质含量；绝缘油会随着温度增加提高自身流动性，对不同温度阶段绝缘油强度进行测定，确定绝缘油的综合性能。

2.2直流电阻试验

变压器中的直流电阻是判定绕组完整性、强度的重要试验材料。通过测定直流电阻素质，能够确定绕组接头的焊接质量，及时发现绕组之间存在的短路问题。同时，直流电阻试验可以对分接开关连接情况进行正确评估，如果电流通过异常，表明分接开关连接存在问题，需要对该装置进行检修。另外，在检查多股导线并绕线圈完整性时，利用直流电阻试验能够测定此时线圈通过电流，将数据与导线初始数据进行对比，根据比对结果确定多股导线并绕线圈中是否存在断股。该试验方法的护体操作步骤如下：首先，在常规预防性试验中，选择1600kVA以上变压器作为试验材料，从变压器的无中性点引出导线，在同一分解位置上连接直流电阻。其次，在变压器上施加电压，测量此时直流电阻中电流变化情况，为了提升数据试验的科学性，需要进行重复测定，收集测试数据进行分析。最后，对测试数据进行分析，将测定值与用线电阻进行比较，如果最大差值不超过平均值的2%，表明变压器内部线圈结构质量符合工作标准。若检测的是1600kVA以下的变压器，那么检测的最大差值不能超过4%。

2.3介质损失角试验

介质损失角试验是测定变压器内部结构绝缘性的方法。试验方法的具体实施步骤如下：第一，将变压器与线路进行串联，在变压器两端施加电压，电压选择交流电压，测定此时变电器通过的电流值。第二，进行多次测量，统计多次测量数据，提升数据计算的科学性。第三，有功电流分量与无功分量之间的比值，将该数据作为确定绝缘功率损耗量的参考依据。两者的比值可以看作正切函数tanθ，通过观察tanθ的变化规律，可以确定变压器内部是否存在受潮、绝缘皮老化、变压器内部缺失等情况。在进行介质损失角测试时，可以选用简易式西林电桥和介质损失角测试仪对变压器数值进行测定，所有测试流程需要根据电力预防性试验流程中的规定进行操作。正常情况下，如果测定的tanθ没有超过试验值的1.3倍，那么表明该变压器绝缘性符合既定要求。在测试过程中还需要观察tanθ与施加电压之间的关系曲线，检测tanθ的变化规律，根据数值变化规律确定变压器结构的绝缘性。需要注意的是，tanθ测量接线方式可以分为正接线与反接线测量两种方式，若被测变压器不接地，需要选择正接线方式进行测量，反之，需要选择反接线方式进行测量。

2.4绝缘电阻试验

绝缘电阻试验是在将绝缘体放置在临界电压以下，通过测量不同电压下，绝缘电阻所含电子在电场力驱动下移动所产生的电流量。试验的具体操作如下：首先，将绝缘电阻放置在测定场中，将绕组的引线进行短接，没有被检测绕组进行短路接地，借此提升检测结果的科学性。其次，在导体两端施加电压，测量此时通过电流数值，进行重复测量，提升测试结果的科学性。最后，对检测结果进行分析，将测量数值与预期数值进行比对，若数值在容错率内，表明该物件符合工作要求，反之需要进行替换，确保变压器运行的稳定性。该方法是检查变压器性能的通用方法，能够有效检查影响变压器绝缘的不利因素。

2.5交流耐压试验

交流耐压试验是用于检测变压器内部是否存在缺陷的方法。交流耐压试验能够有效发现目前变压器运行过程中存在的绝缘缺陷，与其他四种方法不同，该方法属于破坏性试验，会进一步放大设备原来存在的缺陷。对此，在进行交流耐压试验时，需要在检验物品绝缘电阻吸收比、介质损失角正切tanθ和直流电阻比对值均合格之后进行，避免操作不当对物品造成损坏。在对变压器进行交流耐压试验时，通常选用串联谐振的方法进行性能测试，如果被测物品内部存在缺陷，谐振将击穿物品，反之则表明物品内部不存在缺陷。

结论

综上所述，利用电气试验法进行变压器故障分析时，需要严格遵守具体的操作流程，借此确保试验数据的准确性。通过将电气试验法应用至变压器故障分析中，一方面，能够及时发现变压器运行故障，提升检修效率；另一方面，可以降低变电器运行事故的发生概率，延长变电器的使用寿命。

参考文献

[1]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,2018,16(35):36-37.

[2]蒋林.电气试验在变压器故障分析中的应用[J].科技资讯,2018,16(33):51-52.