浅谈综合利用油化和电气试验数据进行变压器故障诊断

鲁茜

摘要：变压器作为电力事业的重要部件，其固有性能和运行状态的提升尤为关键，在现代化科技的推动下，变压器在应用场合和使用可靠度方面都有了进步，但依然需要针对故障问题做出分析改进。常用的方式包括对油和电的检测，本文介绍了油化与电气试验对变压器故障诊断的作用。

关键词：变压器故障;油化试验;电气试验

现今变压器可利用在居住、生产等方面，但如果变压器运行出现故障，就会发生断电，甚至发生其他危险事故，所以准确及时地诊断问题，控制变压器故障的连锁反应是电力公司需要加强研究的课题，油化和电气试验的工作成果较为突出，以下将展开说明。

一、油化试验作用

当变压器处于电路中的工作环境时，会利用到变压器油，它们会在低温时凝结，在高温时分解为气体和水，属于明显的烷烃类矿物油。利用变压器油的性质可以在变压器带电区域外形成保护隔离层，避免电流的泄露和回路的短路。另外，利用油的循环流动还可以带走变压器工作产生的热量，使变压器的工作状态趋于稳定，变压器油更重要的作用是及时制止电弧的产生，防止变压器被烧毁和击穿。变压器油化试验主要依靠的是油色谱分析和其余理化实验手段，当变压器可能存在故障时，收集并测算变压器油中溶解气体的含量进行分析，以及通过油的颜色、水分、酸值、介损值、耐压值等参数的测定，即可了解变压器所处的工作状态。

二、油化试验的油色谱分析方法

（一）测定溶于油的气体组成含量

经过变压器的电流总会产生热量，造成油中发生气体分解现象，而不同温度下不同气体的含量也有所区别，油色谱分析则可以提取变压器油，对其中的甲烷、乙烷、氢气、乙炔等气体进行细致的划分。如果气体含量出现异常波动就说明变压器存在故障，所以在实际工作中常常要为变压器配备实时在线监测系统，为气体传感器制定工作周期，但仅靠当前的传感器设备并不能达到较高的精确度，也不能直接接触变压器，需要配合油气分离系统才能更好地收集各气体并检测浓度。还有一些变压器油色谱需要额外的辅助工具，如针筒、导管等。最后将色谱的变化数据送到处理系统中对气体进行分类计算，确定气体的组成含量。

（二）衡量变压器油气转化的速率

在油色谱分析方法中，上述的气体含量检测是较为常用的故障检测方式，但在一些实际变压器出现故障的状态下，经由检测气体组成含量并没有明显缺陷，故而就应考虑是由于通过变压器电流的异常变化，使温度异常升高，导致油中气体溶解速率加快，脱离了正常范围。所以基于此类情况可以分次取样获取变压器油中的某类气体变化情况，根据绝对产气速率或相对产气速率的计算公式判别实际气体产率发生的异常，以便及时获取故障信息，进而针对变压器硬件性能、电流负载、绝缘变化和老化程度等进行具体分析。除故障分析外，用产气速率的计算统计也可以提高气体在线检测的准确性，为变压器日常工作控制提供依据。

三、电气试验的作用

最基本的变压器是由机械线圈绕组、铁心和外壳组成的，可以借助线圈的电磁感应实现变电功能，所以作为与电力直接相关的部件，对其进行电气试验是非常必要的故障排查手段，特别是经由此项操作可以分析出变压器的物理损伤，对电流和阻值有明确的判断，对绝缘、供电、变电等电气信息进行良好的掌握。具体电气实验的工作过程中，涵盖的内容较为丰富，运用的手段也更加专业，并且无论是在实验室还是现场检测都带有一定的危险性，要求工作人员不仅能掌握专业的电力检测知识，还要有丰富的安全经验，以此顺利完成各项变压器试验项目。变压器电气故障检测主要取决于电压的数值、电阻的异常、绕组的功率、线路的短路等问题，万用表、绝缘电阻表、钳形电流表、介损仪、直流电阻测试仪等都是电气试验的常用工具，它们可以实现不同的试验目的，以此判断是否与变压器正常工作标准有所出入，排查电气故障问题。

四、油化和电气试验的比较

（一）油色谱的故障诊断特点

油色谱试验，尤其是其中的气体含量分析项目已经成为较为主流的变压器故障诊断方式，目前可借由脱气系统和色谱仪较为迅速准确地获取必要的气体信息，并且随着在线监测和多组监测模式的建立，油色谱分析的工作效率、适应环境等都取得了很大的提升，人们只需要正确地提取少量样品就能分析出故障所在，甚至可以提前预知，当变压器出现故障的苗头时就能给予反馈，原理较为简单。而一些变压器检测的团队缺少资金和技术，在油色谱的利用方面受到掣肘，支付不起过于昂贵的色谱设备。另外，由于技术发展有限，硬件设备和操作手段仍然很难达到理想状态，这使得油色谱分析在变压器诊断中的应用受到了制约。

（二）电气试验的故障诊断特点

首先，电气试验运用的知识主要以电工电子为主，使用的试验手段也更加的专业，目前针对变压器故障诊断主要有电桥法、消磁法、电阻快速测量仪、带电测量等，这些试验过程在电气领域中相对比较成熟稳定，但各自都存在明显的优缺点和适用范围，需要工作人员不断地学习和熟悉。另外由于电气试验的涵盖领域广泛，理论上可以完美地诊断出变压器的故障，但如果不注意电气预防性试验的应用，就難以有效避免变压器故障的发生。

五、油化与电气试验的结合应用

更多地利用两者的优势特点，将会创建出更好的变压器故障诊断优化系统，在现今的许多电气工程中都同时采用各类油化和电气检测措施，相互搭配，互相弥补，并取得了较为完善的工作成果。通常情况下，当变压器故障发生时先要考虑及时赶赴现场，进行大致的机械检测和电气检测，如设备外观、差动保护都是需要注意的。另外，如果故障不能马上处理，则需要同时结合油色谱数据和多种电气试验方法进行深入的信息分析，积极寻找变压器故障原因，判断是安装问题、还是负载问题。

结语：

综上所述，变压器是社会电力运转的核心之一，针对其故障问题不仅要及时处理，还要日常预防，经过油化试验和电气试验的综合分析，将会全面地体现出变压器的异常信息，为工作人员提供故障诊断的准确依据。

参考文献：

[1]许强唯，刘军.电气试验在变压器故障检测中的应用[J].电子测试.2018（18）

[2]吴浩，吴文婷.变压器故障分析中电气试验的有效开展[J].中国新通信.2019（09）

[3]朱珠玛，宋晓萃. 浅析综合利用油化和电气试验数据进行变压器故障诊断[J]. 低碳世界.2017（35）

[4]郑宝玲. 综合利用油化和电气试验数据进行变压器故障诊断[J]. 技术与市场.2017（10）

[5]赖茜. 综合利用油化和电气试验数据进行变压器故障诊断[J]. 科技资讯.2016（19）