电气试验在变压器故障检测中的应用王彤

发表时间:2020/6/1   来源:《中国电业》2020年1月3期   作者:王彤 曹东政
[导读] 变压器运行过程中,可通过电气试验确定其是否存在故障问题
        摘要:变压器运行过程中,可通过电气试验确定其是否存在故障问题,以便于进行进一步检查,确定故障类型,采取相应的处理办法,基于此,本文谨就变压器故障类型进行分析与阐述,提出常见的设备故障外部表现形式,探讨变压器故障问题分析过程中,电气试验技术的应用。
关键词:电气试验;变压器;故障分析
        变压器是保障电力系统稳定运行的关键,可以满足不同地区的电压需求。一旦变压器出现故障,将会导致整个电力系统出现故障,严重时将会引发漏电事故、火灾事故及爆炸事故。因此,电力企业需要提高对变压器的重视,加强对变压器故障的分析,保障变压器的稳定运行。
一、变压器故障处理分析
        1.1常见故障
        变压器在实际运行中,经常会因为各项因素的影响而产生故障,无法满足电力系统运行需求。故障发生后会导致供电系统电压失稳,个别电压数值非常高,使得部分电气设备被烧毁。很多故障发生在极端天气情况下,如大风、大雨、雷电等,对变压器输电过程产生威胁,甚至会出现传输不出去的情况。并且,如果变压器压力变化幅度过大,会造成保险丝被烧断,以及烧毁接线柱。变压器作为电力系统建设的重要设备,需要对其运行状态进行全程监控,及时采取措施对其检修,将各种隐患扼杀在萌芽中,以免造成严重损失。
        1.2故障处理必要性
        为满足社会发展需求,近年来我国电力系统建设日益完善,各项基础设备的安装与维护重视度也不断提高,争取将各项检修维护措施落实到位,从根源上来消除各类隐患。变压器为电力系统建设与管理的核心设备,规格类型在不断更新,各项功能也更为完善,可以更好的满足大范围电网操作模式运行需求。变压器一般安装与运行环境比较特殊,多处于野外环境,受外界环境、气候、磁场、电场等因素干扰大,经常会因为机械损伤、化学腐蚀等原因产生运行故障。为有效应对好消除各种运行故障,可以采用电气试验方法,获得各种参数和数据,确定故障位置以及原因,为检修处理提供科学性依据,进一步促使变压器的可靠运行。
        1.3变压器的缺点
        世界上没有绝对完美的东西,变压器也同样如此。虽然变压器大量应用于现代社会,但是这并不代表变压器没有缺点。根据变压器在日常生活中的使用,人们观察发现,变压器主要有以下几个缺点:
        其一,变压器经常会出现接触不良的问题。变压器内部因为使用线圈(通常是铜线圈)经常会出现内部线圈和其他东西接触不良的问题。无论是哪一种原因导致的接触不良问题的出现,都会使得线路中的电流不稳定,不平衡,从而使得变压器无法正常的使用。变压器的开关是经常使用的东西,经过多次使用后,开关难免会出现一些接触不良的问题。并且,由于高压,在变压器中经常会多多少少地产生一些火花。在使用绝缘油的时候,油会在变压器的开关出形成油污,这些油污导致变压器内部的电阻增大,随之而来的就会导致部分接触面的灼伤。
        其二,在变压器中经常会使用一些性能并不优异的材料导致变压器整体绝缘性并不好。为了保证变压器内部的绝缘性,经常会使用一些绝缘油来增加它的绝缘性,但是这些绝缘油中肯定会含有一些杂质。这些杂质在高压下逐渐从油中分解出来,然后汇集在一起,当数量达到一定程度的时候,就会影响优质绝缘油的绝缘性,从而使得变压器绝缘性能不断降低而出现各种故障。
        1.4常见的变压器的故障
        在实际的使用中,因为使用材料的性能不够好、结构设计不合理等的一些缺点而经常出现以下故障:
        (1)当变压器的电压变化的时候,因为线圈质量和使用时间久的问题,经常会使得变压器中电压不正常,在下一级输送的时候,就会出现个别电压非常高,就会造成部分设备因电压过高而形成损伤。


        (2)当冷却下一级变压器的时候遇到上一级变压器电压升高的时候,因为温度差异过大而形成火花,严重的时候形成火灾,同时会使得周边的建筑或者设备燃烧造成严重的损失。在日常生活中,我们都见过那些变压器着火的场景,着火的大部分原因都是因为温度差异过大造成的火灾。
二、电气试验在变压器故障分析中的应用
        2.1电气试验在变压器故障分析的必要性
        随着变压器内部或外界自然环境的变化,会导致内部零件损坏,内部零件的使用是有期限的。电力系统工作人员需要定期检修,要对故障进行初步分析,首先要观察所示各个数值是否合理,判断是否有出现故障的风险。通过多次采集数据,避免数据的偶然性造成判读错误;然后,检查设备的结构、零件是否损坏,有无生锈,是否会影响功能;最后,从整体上监控该变压器运行状态,判断出发生故障的原因。由于电气试验种类繁多,可以根据初步定的故障方向再进行电气试验,要是全面进行,既浪费时间又浪费金钱。根据以上的初步分析能得出故障出现的初步方向,然后采取目的性的试验,有利于缩短诊断时间,能达到事半功倍的效果,从而能更好的定性,可以做到早发现早处理。在电气试验中,要根据多种因素进行试验,试验必须严格按照操作规程,保证取得的数据真实可靠,才便于变压器故障的提前发现或诊断故障,更好的保护变压器。
        2.2电气试验的具体操作
        (1)进行绝缘试验。变压器是电力系统装置,容易发生漏电,因此变压器必须进行绝缘性测验。绝缘油优点如下:流动性强,可以实现其他绝缘材料不能发挥的优势。变压器里的油箱发挥的是绝缘功能;分子间距离小,能隔绝空气,外界空间潮湿也影响不了设施材料使用期限;油温、油位的变化能直观反映变压器的运行情况。绝缘油试验是针对外观的观察,测量内容有:油中空气含量、水含量、水溶性酸pH值、酸值、油空界面张力等。绕组绝缘测试,测试内容为高压绕组测试和低压绕组测试。高低压绕组绝缘测试方法就是低压绕组和高压绕组三相接地方式连接不同,数据都是记录规定时间的绝缘电阻值、吸收比、极化指数以及试验环境的温湿度,测试完要充分放电后方可进行拆换测试线。该数值体现了变压器绝缘材料的绝缘功能。
        (2)直流电阻试验。直流电阻试验时,确保测试仪的四根测量线和变压器绕组的出线端子连接正确,用变压器直流电阻测试仪测量高压线圈或低压线圈的直流电阻,有分接的绕组所有分接位置都应测试,接好测试线,打开仪器电源开关对被测试绕组充电,读取显示的测量值,记录试验结果和环境温度,测量后注意先放电后拆换测量线和关掉仪器电源。所测得的电阻,主要是观察变压器的导电性,该试验能较好的判断变压器内部导线、导线接头以及各个开关接头是否接触良好,试验比较简单,但作用很大,把测得的数据和出厂数据进行对比,相应变化一般不大于2%。变压器内有各种绕组,各绕组间容易发生短路或断路现象,通过变压器直流电阻试验,可以检查出来。
        (3)其他试验。泄漏电流试验,代表着变压器的漏电性。由于变压器长时间在室外,受到天气变化影响较大,空气湿度大,容易导致变压器零件受潮、变脏、生锈、碱化,漏电电阻试验就是测量设备的受潮、变脏等程度,漏电电流电阻值是相对的,根据其受损程度决定是否更换零件。
结论:
        常见的变压器故障类型包括内部故障及外部故障,又细分为短路故障、局部放电等故障类型,可通过设备异响、异常升温、油位异常等外部表现确定变压器是否发生故障问题,可采用绝缘油试验、直流电阻试验、绝缘电阻及泄漏电流试验、短路试验及交流耐压试验等试验方法,对故障问题加以确定,便于后续处理。
参考文献:
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