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电力网络环境下的变压器故障诊断技术研究肖龙飞

发表时间：2020/5/7 来源：《电力设备》2020年第2期作者：肖龙飞1 黄成2 连达静3

[导读] 摘要：电力企业日常在发展过程中非常重视日常的管理工作，但是却忽略了后期基本工作的维修以及定期检查的工作，这种工作模式有一定要的不合理性能。

        （1.2 中国电建集团长春发电设备有限公司吉林长春 130117）（3. 长春龙源电力设备有限公司吉林长春 130117）
        摘要：电力企业日常在发展过程中非常重视日常的管理工作，但是却忽略了后期基本工作的维修以及定期检查的工作，这种工作模式有一定要的不合理性能。但是很多工作人员都没有给予足够的准备及重视，很多地区的检修力度很大，但是很多工作人员缺少专业的检修技术，导致目前我国大部分电网规模都存在着非常多的差异及问题，这些都有待解决。
        关键词：电力变压器；故障；诊断技术；应用要点
        引言
        从电力系统的组成来说，涉及到供电所和输送电路等模块。供电的实现，离不开变压器的支持。现阶段，人们对电能的需求呈现不断增大的趋势，使用电力变压器，采取灵活转变的方式，转变电流或者电压，进而满足相应的用电需求。不过变压器使用时，极易发生零部件老化和设备接触不良等故障，影响着电力系统的运行，因此需要强化管理力度。
        1变压器故障类型
        1.1运行磁路出现故障
        变压器内部磁路出现故障的情况非常普遍，经常由以下几种主要的因素。（1）穿心螺栓受到损伤。这个零件在使用过程中容易受到其他物体的影响而出现击穿或者移位的情况，导致整个螺栓受到严重的损坏或者是长度不够，进而出现内部短路的情况，导致变压器内部出现涡流的情况。如果变压器内部的穿心螺栓均出现这种损害情况，那么整个设备内部就会出现严重的短路情况，甚至导致系统发热，贴心内部发生严重的烧毁情况。如果穿心螺栓内部出现过热的情况，那么这个绝缘相关线路可能就会发生短路情况。（2）铁芯钢片受到损坏。钢片内部出现不同程度的损害以及老化现象会导致整个变压器内部出现旋涡现象，一旦遇到这种情况，整个内部就会过热，严重影响变压器内部的铁芯运行安全。（3）铁芯内部采用双方对接的形式进行连接，如果贴片与铁芯内部的连接位置出现裂缝情况，那么可能会产生涡流情况，增加表面的温度。（4）变压器内部贴心的接片如果过长的话就会与下部的硅钢发生详细接触，内部出现严重短路情况，导致铜片内部被熔断进而出现放电的情况。
        1.2绝缘系统受到损坏而出现运行故障
        变压器内部有很多绝缘体，如果内部的部分绝缘体出现故障情况，就会引起绝缘性能受损的情况，这种运行机制非常复杂，主要有以下几种主要的表现形式。（1）变压器内部如果受到严重的损坏最可能的情况就是零件受潮而引起的，这样会降低整个系统的绝缘性能。（2）如果变压器长时间处于过重的负荷状态，那么整个系统运行过程中就会缺少绝缘系统的应用保护操作，进而引起相关部位的老化现象，如果绝缘系统出现不当会加重老化现象的产生。很多绝缘线本身会带有部分油泥，这会增加系统出现击穿及故障的可能性。（3）变压器运行结构不畅会导致整个系统的密封性能不好，这样会逐渐增加渗漏油的情况，引起电力系统运行出现故障。（4）变压器运行过程中还极其容易受到振动变化、频率温度、周围环境、材料本身性质的影响，增加渗漏现象发生的情况。
        1.3配电线路涌流
        线路涌流也常称为线路干扰，产生的主要原因是误操作、有载调压分接头拉弧、变压器解并列等因素导致的闪络、线路故障、操作过电压、电压峰值、其他输配方面影响等配电网异常状况产生，进而导致变压器产生故障。通过相关数据分析也可以看出，在变压器故障中，这类起因在变压器故障中占有很大一部分的比例，因此，必须加以重视。
        2电力网络环境下的变压器故障诊断技术
        2.1线圈故障诊断
        配电变压器发生故障后，通过对变压器直流电阻和绝缘电阻分别进行测量，如果测量结果显示直流电阻变大且不稳定，同时绝缘电阻为零时，可以确定为线圈故障。

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        2.2铁芯故障诊断
        在配电变压器的铁芯故障中，最常见的是铁芯多点接地，其故障发生后，导致变压器铁芯局部短路过热，有的甚至导致铁芯局部烧损，从而酿成变压器更换铁芯硅钢片的重大事故发生。再者，因为铁芯的正常接地线也易产生环流，进而导致变压器局部过热，产生放电性故障。铁芯多点接地故障的诊断相对比较复杂，需要维护人员通过以下技术进行诊断判别：第一，对铁芯绝缘电阻进行测量，如果测量的电阻值接近0或者等于0时，基本确定是铁芯接地导致的故障。第二，对变压器接地线中环流进行监视，主要是针对铁芯或夹件通过小套管所导致的变压器接地，通过对变压器接地线有无环流进行测量、观察，如果发现存在环流，则需要进一步停运变压器，对铁芯的绝缘电阻进行测量来加以判别。第三，通过气相色谱进行分析诊断。此种诊断技术主要是利用对油中含气量的分析，作为变压器铁芯接地故障的诊断依据。发变压器发生铁芯接地故障时，依据“变压器油中溶解气体和判断导则”（GB725287）规定，油色谱分析数据有以下特征：总烃含量超过150μL/L的注意数值，同时，甲烷（C2H2）和乙烯（C2H4）均未达到规定5μL/L注意值，含量极低或者不出现。如果发现乙炔超出注意值，依据相关技术分析，变压器铁芯接地故障很可能是动态接地。为了更准确诊断和判定铁芯是否为多点接地，则需要将气相色谱分析法与前面两种方法相结合，才更具有科学性，也更准确。
        2.3多维度信息融合
        因为变压器本身构造和周围环境因素的复杂性，只有依赖于大量信息的融合才能实现对变压器故障诊断的高效判断。多维信息融合技术是在空间和时间上对各维度的海量信息进行统一处理，最终形成整体指标，辅助决策和控制。重点在于处理好多维度信息，通过技术处理找到信息间的协同、互补、竞争及冗余关系。融合计算各维度数据，将会大大提高诊断结果的准确性。
        2.4差动故障诊断
        从电力变压器的使用实际来说，差动故障较为常见。基于差动保护原理，当电力变压器正常运行或者区外故障时，可以作为理想电力变压器，则流入装置的电流和流出电流值相等，差动继电器不动作。若电力变压器发生故障，两侧或者三侧向故障点提供短路电流，差动继电器动作。基于此能够判断故障发生点，确定本体内或者低压侧进线断路器前等故障。在日常维护中要做好此类故障的有效防范和应对，做好设备的定期检查，及时消除安全隐患，保证设备稳定运行。
        2.5瓦斯故障诊断
        从电力变压器的使用性能保护角度来说，瓦斯保护发挥着积极的作用。若失去瓦斯保护，电力变压器运行发生故障后难以有效处理。一般来说，瓦斯保护的故障，可以通过保护信号反应。当瓦斯给出保护信号时，能够证明瓦斯故障。此情况下要进行变压器检查，若出现非正常运行情况，那么要进行气体取样分析。若瓦斯保护产生跳闸故障，则说明电力变压器产生严重故障，此情况下需要检查油枕防爆系统，看变压器装置外壳是否产生了变形，进行故障处理。为避免操作人员违规操作引发瓦斯故障，日常管理工作中要做好人员培训和教育，使其能够做好故障防范。
        结束语
        综上所述，电力设备故障诊断技术至今已经有许多年的发展史并取得了很多研究成果。但对于综合考虑电力网络环境下，对复杂的电力变压器系统进行信息融合，需进行多种诊断方法整合，甚至需要学科交叉研究，这也是目前和将来设备智能化监测面临的挑战。
        参考文献
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