电力变压器故障诊断技术的研究

王帅

摘要：现阶段，科学技术的发展迅速，现代化建设的发展也有了很大的进步。在电力行业运行及发展中，为了保障电力系统运行的安全性、稳定性，应该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。文章以油浸式电力变压器的使用特点为例，总结状态检修以及故障诊断方法的确定，有效避免油浸式电力变压器运行中存在的限制性问题，通过内部故障以及外部故障的分析，进行设备运行状态的检修，提高油浸式电力变压器运行的稳定性，推动电力行业的发展。

关键词：电力变压器;故障诊断技术;研究

引言

电力变压器故障诊断技术能够检测出变压器运行中发生的故障，并对故障类型做出准确判断。绝缘油试验就是一种很重要的故障诊断方法，该方法能够有效排查变压器的潜在故障，保障变压器的正常运行。我国对变压器设备的维护主要实行定期检修制度，依靠人工巡检的方法周期性的检验和维护电力设备，即对设备进行预防性试验。如何科学合理地利用变压器的故障信息，准确判别变压器的故障类型和严重程度，是电力变压器状态检测和维修的关键。本文基于实际中应用最广泛的油浸式变压器故障诊断法，分别从变压器在线和离线诊断技术对变压器故障诊断技术进行探讨，提出了变压器远程检测技术的运用和发展前景，为判别变压器受损情况和故障修复的技术发展提供依据。

1电力变压器故障诊断和维护的问题

目前各地关于变压器的诊断和维护方法存在很多问题，对于不需要维修的电力变压器，或只有一个小问题且变压器内部没有故障可以正常工作的变压器，维修人员仍然关闭电源进行维护。更有甚者对内部部件进行随机更换，这会产生大量的财务资源、资料和其他不必要的浪费。变压器经常修理就需要对变压器进行多次拆卸，这增加了新设备出现故障的可能性。在维护期间，内部部件暴露在空气中，导致灰尘和湿气与变压器的绝缘芯接触，进而降低变压器的绝缘能力。对于真正需要检查的电力变压器，由于它们没有达到所需的检查日期，或者因为没有及时修复，问题将变得日益严重，最终变压器出现故障。这不仅增加变压器供断电时间的增加，造成供电系统不稳定，还会对电力公司和社会产生严重影响，导致维护困难和维护、维修费用的增加。可以看出，传统的变压器故障诊断和维护方式已经不能满足电力公司的发展需求。改善变压器的预测维护模式将是电力公司的主要着手事项。

2压器故障在线诊断法

变压器在线检测的目的是通过对变压器运行过程中特征数据的采集和分析，通过计算比对判别出变压器所处的运行状态，从而在变压器故障产生的初期就能感应到异常的运行状态，并监测故障状态的发展趋势。这种方法可以连续且大量的采集变压器设备的运行数据，反映迅速且准确度高，弥补了周期性预防试验两次检查之间可能时间间隔过长的缺点。但实际变压器运行状态是复杂且时变的，在数据收集的过程中普遍面临着大量噪声干扰的问题，如何科学合理的对数据进行降噪处理，提高数据的精确性和可靠性也是在线监测技术亟待提高的方面。另外，在线监测的状态分析环节需要收集大量的实时运行数据作为支撑，而如何存儲这些海量数据也是该技术需要解决的问题之一。

2.1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。

2.2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。

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。由于变压器的离线诊断是需要将其退出运行电网的，诊断时的试验环境与变压器的实际运行环境存在显著差异，所以离线诊断所反映的结果会与实际情况存在一定的差异，其检查结果也并不是完全可靠的。这种差异主要是因为变压器试验时的加压方式和实际运行不同而导致的。

3.1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。

3.2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。

3.3超高频检测技术

通过油浸式电力变压器在线故障检测技术的分析，通过超高频检测技术的运用，可以有效提高局部放电测量的频率，而且，在测试系统安装中，也可以提高设备故障检修的及时性。但是，在超高频检测技术运用中，存在着变压器内部结构相对复杂的问题，若缺少有效的控制策略，会影响检测的有效性。因此，在油浸式电力变压器在线故障检测中，应该通过故障发生原因的分析，构建针对性的解决策略，以保证故障检修的整体质量。

结语

电力变压器是组成电力系统的重要成分之一，其安全运行直接影响着整个电网供电的高效性、可靠性、稳定性。目前，我国已有很多投入运行多年的变压器，这些多年运行的变压器往往存在如绝缘老化等很多严重的安全隐患，发生故障的概率会随着运行年限的延长不断增大。由于现代社会生产生活对电力的高度依赖，变压器一旦发生事故将会导致该区域停电停产，有时甚至产生严重的社会经济和政治损失。因此，深入的研究电力变压器故障诊断技术，对于电力系统长期保持稳定、安全、高效的运行具有重要的理论和实际意义。

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（作者单位：广州西门子变压器有限公司）