探讨配电变压器故障与诊断技术

甄仲鹏

摘 要：变压器的作用在整个电力系统中居于核心地位，有着不可取代的配电功能，然而，由于设计与选料不合理，以及多种内外因素的影响，配电变压器很容易出现各种故障问题，对此有必要深入诊断故障，研究出科学的诊断技术。文章分析了配电变压器故障以及诊断技术。

关键词：配电变压器；故障；诊断技术

变压器是配电系统的重要设备，其运行水平影响着整个电力系统的供电，配电变压器在现实工作中常出现多种故障问题，应该重视故障判断与诊断力度，采取科学的故障判断技术，从而确保及时解除故障，减少故障问题的干扰，将故障控制在初始状态，维护配电变压器的安全，从整体上维护整个电力系统的安全供电。

1 配电变压器局部放电故障与诊断技术

1.1 局部放电故障的监测

导致配比局部放电的一大原因是变压器局部地区电场超强度，远远大于附近绝缘介质的场强承受范围，从而出现此处的放电现象，这其中伴随着电流的产生，可能对变压器带来毁灭性的灾难，导致变压器功能失灵，局部放电能够带来一定程度的物理效应、化学变化，因为在放电的一闪那，其回路内可能出现脉冲信号，同时附带一些声辐射、电磁等，高温状态下局部地区的材料将发生化学反应，然而，也正是因为这些化学反应为局部放电监测故障的监测与管理带来了依据。

为了能够有效监测局部放电现象，就要引进一个状态监测系统，该系统的运行原理体现为：配变在发生局部放电过程中，将产生大规模的脉冲信号，电流传感器2能够有效接收这些信号、信息，与此对应的超声传感器3一般配设于变压器外壳，则负责提取由于放电所带来的声波信号，然而，数据采集与控制单元4则负责对传来的电流信号、声波信号等实施模数转换，再将这一系列数据信息等传输至计算机系统，由该系统来负责处理与储存数据信息。具体如图1所示：

1.2 局部放电的诊断技术

对于配电变压器来说，其局部放电故障的诊断一般要经历以下三大阶段，第一，放电性能的鉴别。分析放电量的大小来明确放电的性质，现阶段，变压器局部放电试验通常将视在放电量当成一大标准用来评判放电性能，通常参照电气装置预防性试验的相关规程、制度等来进行评价。第二，参照分布图谱对应分析局部放电故障的类别，放电是否严重等，这其中的原理体现在基于特定的测量间隔，对每一次放电的放电量加以采集，同时，依据一些重要的数据，例如：外加电压相位，放电次数等，通过数据计算、分析等形成一个表格，在对应编制出不同参数对应的图谱，参照图谱来明确故障类别，评判放电是否严重等。第三，放电位置的研判。凭借测量声波信号、电信号等来明确放电的具体位置。这其中的原理体现为：测出声波、电信号等于介质内部传输中所产生的时差，再凭借声波、电信号等传输的速度等创建一个数据模型，利用该模型来通过计算、分析等定位放电的具体位置。

2 喷油爆炸故障与诊断技术

喷油爆炸是配电变压器常见的故障之一，通常喷油爆炸故障的发生将带来诸多不良影响，可能导致绝缘受损，匝间短路现象可能导致部分地区过热，从而出现绝缘受损现象，同时，变压器中如果进入水分，则可能导致绝缘受损，绝缘受损可能带来短路故障。同时，喷油爆炸还可能造成局部线路断线，从而出现电弧，引线连接的部分可能变松动，巨大的电流影响下很容易出现断线危机，断电位置出现高温电弧，从而导致油体发生汽化现象，导致其内部压力上升。

导致这一故障多数是因为变压器中存在一定的短路电流，也可能是因为高温电弧造成了变压器的老化变质，在这种情况下继电保护设备就无法真正地发挥运转功能，无法及时地切断电源，从而造成配电变压器长时间处于故障危险状态，特别是当其内部有着较大的压力时，巨大的压力将导致变压器箱体发生喷油事故。

为了能够提前预测出配变喷油爆炸故障，就应该善于从引发故障的成因入手，对重点部位、关键环节进行监测、判断。例如：时刻监测变压器二次出口线圈，以及二次母线断路器上闸口等，动态检查其是否存在短路现象，以及变压器的出气口要时刻保持通畅状态，防止发生堵塞。

当出现喷油故障时，要及时对二次短路进行检修处理，通过整顿过流保护整定值来达到对喷油事故的处理，或者及时疏通堵塞的气孔。

3 变压器绕组变形的在线监测

配电变压器由于所处环境的影响，很容易遭受外来作用力的干扰，例如：超强的短路力、轴向力等，巨大的干扰力作用下很容易出现绕组变形故障，这其中包括径向尺寸的变化、弯曲、起鼓等，这些故障的产生可以通过在线监测系统来进行科学监测。

当发现在线监测系统中频响特性曲线低频区的谐峰值出现一定范围的波动时，就意味着绕组电杆出现了变形问题，相反，当发现其中频谐峰值发生了大规模调整，则意味着绕组电感有起鼓和弯曲等问题，类似，若发现高频区谐峰值有一定的变动，那么意味着绕组电杆对地电容则有一定的变动出现。

传统的检测技术具有一定的局限性，无法及时找到高压绕组具体的运行状态，也无法深入监测变压器内部绕组的具体情况，绕组变形是变压器面临的一大故障，有着巨大的隐患性，甚至可能威胁到整个变压器的常规运转。

导致绕组变形的因素较为复杂，根源上可能由于设计不合理，或者未对电力系统的负荷以及所处环境做出调研、分析的基础上就盲目选料，设计与选料的不合理都可能导致绕组变形。

同时，短路电流也是导致绕组变形的一大原因，变压器运行中，若不能及时发电其绕组变形故障，如果接连让变压器运转，则必将对变压器带来巨大的故障危机，对此则十分有必要对变压器实施在线监测，确保能及时发现故障，采取措施解除故障，提高变压器的运行效率，确保其能长期发挥使用功能。

4 结束语

配电变压器在实际工作过程中，由于外界不良因素的干扰，内部作用力等的破坏难免出现多种故障问题，应该根据故障的类别、深入分析故障产生的原因，并对应采取科学的诊断技术，提前预知故障问题的来源，从而控制故障的出现，变压器故障诊断对于整个电力系统都有着十分重要的作用。

参考文献

[1]徐名通.电力变压器的运行和检修[M].北京：水利电力出版社，1976.

[2]谢俭.低压配电变压器的维护与管理探讨[J].科技致富向导，2013（09）：162-162.

[3]王文恒.变压器故障分析及处理[J].包头职业技术学院学报，2010，11（2）：23-25.

[4]苏文辉，鞠平.模糊专家系统在电力变压器在线故障诊断中的应用初探[J].电力系统及其自动化学报，2012，14（1）：12-14.

[5]王有元，廖瑞金，孙才新，等.变压器油中溶解气体浓度灰色预测模型的改进[J].高电压技术，2003，29（04）：24-26.