电气试验在变压器故障分析中的运用

李文彬

（云南电网有限责任公司临沧供电局，云南 临沧 677000）

引言

随着电力企业的不断发展，对变压器故障检测技术的研究也在不断深入，更多先进的检测技术相继出现。电力能源安全输送需要依靠变压器，其是确保系统运行安全的关键因素。一般变压器发生故障的概率较小，但发生故障概率小和不发生故障是两个不一样的概念。变压器出现故障是一个大问题，问题的解决非常棘手，通过相关故障检测技术检测并排除电力变压器故障，使电力变压器更安全、更方便、更符合人们的需要。电气试验能够在相应的环境基础上测定超负荷运行时变压器的各项指标，更加直观反映电力变压器的使用参数和性能指标，已经在其性能测试中广泛应用。变压器作为电力系统中的常用装备，装备内部的初级、次初级线圈以及磁芯相互配合才能够保证装置运转，变压器长时间工作出现故障的可能性较大，故障发生的原因是什么、故障点在哪儿还需通过电气试验来判定。

一、分析变压器常见的故障类型

一是由于设备老化或者是安装不合理出现的渗油故障问题。最为直观的表现便是渗漏出来的油是企业花费资金购买的，为设备提供动力重要资源，渗漏出来的油无法回收，给企业带来了资源浪费和成本负担。此外，渗油一方面会污染环境，另一方面也会影响其他设备的运行效率和使用寿命，不管是哪一种，都会给企业的发展带来麻烦。二是油温异常故障。如果变压器油温超过一个合理的范围，就会导致变压器发生高温故障。内绕组绝缘磨损严重、变压器超负荷运行及散热故障等都会引起油温异常故障。三是电路故障。这点主要是变压器出口或者是内部出现短路情况，这种情况相对较为普遍，所带来的麻烦也是较为明显，由于电路短路，所以需要更换绕组，然而短路面积比较大，所需要更换的绕组便是越多，有时会带来较大的人力和物力负担。四是接头过热故障问题。由于变压器载流接头部分的连接开始不稳定，所以激荡的电流使接头部分温度逐渐升高，最终导致变压器载流接头部分温度过高，甚至烧断整个接头。对这些问题的解决也很简单，只要经常检查、合理检测，及时发现并排除隐患即可。

二、分析变压器性能措施

（一）分析基本要求

一是环境条件。试验操作的过程中随着电压的升高，变压器中的杂质活跃性将会月前，温度骤升的时候会导致电阻明显的降低，导致其变压器出现了故障的问题。所以变压器高压试验过程中必须严格控制试验温度，做好室内恒温控制及试验降温；试验过程中必须严格控制相对湿度在百分之八十五以下，避免潮湿环境引起的闪络故障及绝缘性等问题。二是绝缘处理。试验操作前应逐步检查线路、装置等的绝缘性能，确定是否存在破损、积尘等情况，避免电力变压器绝缘性能欠佳导致的电力短路或击穿；电力变压器试验操作时很容易出现由泄漏电流造成的变压器绝缘事故，导致其试验方案的可靠性和稳定性受到影响。所以需要严格的控制电压的升压速度，合适的情况下还要调整升压方法，使其能够提高高压试验结果的准确性。

（二）分析试验方案

在变压器试验的过程中，需要严格根据设计方案进行接线，其中包括导线和引线以及接地线等，形成完整的高压试验通路。接线完毕后，按要求逐一检查线路、零部件等情况，确定其性能是否达标、接触点是否良好、能否正常通电等。确定连线正常后，操作人员应严格依照电力变压器试验规范，开始耐压试验：先将耐压设备开机预热五分钟左右，测试保护装置；此外将其电源开关进行接头，按下相应的按钮，这时观察试验线路的通电是否正常，如果没有问题，缓慢的顺时针旋转调节电压器旋钮，按照要求匀速升压。此过程中升压操作须保持缓慢、均匀。若存在异响，应及时停止高压试验，并及时处理。

三、分析电气试验在变压器故障检测中的应用

（一）分析油化检测技术

一般情况下，变压器的油位应该是无污染和透明的，肉眼观察发现不了任何的悬浮物或者是杂质，并且在正常的情况下，油的颜色会呈现出淡黄色，可以通过变压器油的状态以及颜色判断变压器是否存在故障问题，日常中，较为常见的故障问题则为两种：一是为变压器受潮；二是为变压器杂质侵染。不管是哪种情况出现，变压器油的状态都会出现改变，并且不会纯净和透明。在此之外颜色也是从最开始的淡黄色变成为黄白色，这时不用借助于任何工具便能够看出变压器油所存在的絮状物，当出现这一情况时问题是比较严重的，物质的存在将会极大地缩减变压器的寿命，变压器出现故障无法进行电压电流转换，进而引发更严重的问题。可时常进行油击穿试验，从中了解变压器的具体情况。

（二）分析变压器直流电阻试验

在相关的试验中，直流电阻的试验应用频率相对较高，主要是属于变压器试验中的基本试验，是通过变压器直流电阻试验，从而科学的判断绕组和绕组连接线是否存在问题。然而变压器的故障问题市场出现，其原因主要是因为焊头焊接的质量并不合格，变压器的直流电阻试验适合应用这种情况下之中，可采用这一方法进行检修，这一方法对于电力变压器的维修有着巨大的帮助。

四、分析电力变压器的故障处理

（一）分析自动跳闸故障处理

变压器性能措施的过程中十分容易出现因为高压导致的自动跳闸，这种类型的故障问题主要是由于变压器内部结构问题或试验操作不合理所引起的。一是结构缺陷。电力变压器线路设置不合理、元件性能不达标、内部构造不科学等均会在高压状态下引起自动跳闸。尤其是在内部构造中，保护装置间距、开关装置位置等，须全面重视。严格依照设计规范检查电力变压器结构、性能，根据自动跳闸故障原因重新调整其结构体系，以保障变压器本体安全。二是操作不当。变压器试验的过程中存在设定值错误和认为操作不合理引起的自动跳闸。操作的过程中需要准确分析变压器的各项参数，严格根据规范逐一落实各项试验操作，最大程度上减少人为因素对测定数据带来的影响，保证变压器性能测试准确、有效。

（二）分析异常噪音问题处理措施

变压器性能措施的过程中，如果出现装置或者是变压器异常声响，或者是出现电火花，需要及时中职试验，进行现场的监察，其检查的内容主要是包括了负载运行和直流偏磁。一是负载运行：试验条件下可以直接观察电力变压器负载情况，此时变压器处于超载和励磁环境，内部零部件性能缺陷将直接暴露出来，引起电流不稳、频率波动，发出异响。此时，应根据异响位置检查零部件情况，及时更换。二是直流偏磁：高压试验中的电流骤增会引起变压器的工作点发生改变，使原来磁化曲线工作区的一部分移至铁心磁饱和区。总励磁电流变成尖顶波，最终导致变压器振动增大，出现异响。这个时候需要保证平稳的进行加压，加强保护装置。同时的变压器内部的零件问题也会引起直流偏磁带来的振动或是异响问题，这时则需要充分结合噪音的频率特点，科学判断其是否存在硅化片松动、内部绕组短路等，及时处理。

（三）分析油位异常问题处理措施

变压器在实际进行运行的过程中，十分容易出现因为漏油所引起的油位下降和高温引起的阻塞问题，在性能测试时应先检查变压器油位情况，严格控制操作环节中的各项温度，保证油位处于正常指标内。与此同时，还要检查油箱、油管等是否存在开裂、堵塞等问题。

（四）分析绝缘放电故障问题处理措施

试验的过程中，可能会出现绝缘缺陷引起的局部发电，如果绝缘问题较为严重的情况下，甚至是会出现相间短路，在试验环节中，如果出现局部放电的情况下，应先分析电力变压器的参数信息，然后利用局部放电监测装置测定放电图谱和放电数据，快速判断电力变压器局部放电位置，拆检后观察是否为该部分绝缘缺陷导致。绝缘电阻引起的局部放电应直接按照参数规格更换相应元件；绝缘本体存在问题，则需要逐步检查套管、接线等，进而对其进行逐一的调整和更换以及优化处理。

（五）分析绕组故障处理措施

对于绕组故障问题而言，主要是变压器线路短路存在密切联系，试验过程中如果出现申述问题，则是需要直接停止试验并现场进行拆检，否则很容易引起相间短路造成的电力变压器损毁。处理过程中，操作人员应先拆检电力变压器，观察变压器绕组间线路外套是否存在开裂、线路是否存在短接等，查找相间短接区域。若相间不存在短接，则应检查电力变压器的接地线，观察接地线是否出现短接等。使其确定出最终绕组故障原因，并且采取合理的措施处理，才能够重新进行变压器性能测试。

总结

总而言之，电力变压器经常出现渗油故障、线路短路、接头过热等问题，给企业带来大量人力、物力的浪费，同时也对企业的工作效率和质量产生不利影响。变压器体积非常小，其由简单的铁芯和线圈组成。每个变压器中线圈上有两个或以上的绕组，绕组的存在用于交换电流电压。变压器工作的过程中铁芯发挥作用，而两个线圈间的磁耦合加强。两个线圈之间完全没有电的联系。变压器常见的故障检测技术有油气分析、红外光谱分析、在线检测等，这些技术的变化表明，当前电力变压器的故障检测技术正朝着人工智能化、专业化的方向发展。为发电企业检修、技术改造等工作提出相应意见和支持，提升设备可靠性和经济性。