王艺娟
国网福建省电力有限公司漳州供电公司 福建 漳州 363000
摘要：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。
关键词：电气试验；变压器；故障分析
1 电力发展情况概述
电力能源在实际生活中的作用非常大，其利用最早在工业革命时期。如今各行业对于电力能源的需求只增不减，行业对电能越来越依赖，电能已成为生活中不可或缺的重要要素，面对社会对电能需求越来越大的情况需要继续进行电力工程建设。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。
2 电力变压器故障的类型
电力变压器所涉及的领域较广，并且内部构造较为复杂，特别是在设备运营阶段难以对其进行故障诊断。变压器本体可将其分为内、外部两大故障部分。对于内部故障而言，主要是指油箱内各相绕组间的相间短路、匝间短路以及箱体接地等故障；对于外部故障而言，教材常见的是在油箱外部出现套管闪路等故障。按照回路类型划分，可将故障类型分为磁路、油路以及电路系统故障类型。按照内部构成组分进行划分，可将其分为铁心、变压器绕组等类型故障。
从上述的变压器的故障类型划分层次来看，不同类型的变压器故障都会对其内部绝缘性造成损伤，以致影响到自身的安全特性。如变压器内部绝缘减少、内部过热以及放电等故障表象较为常见。务必要对变压器故障类型进行分类描述的基础上，深入探讨较为常见的故障类型，提出相应的防护措施，为其提供坚实保障。
3 电气试验在变压器故障检测中的运用
3.1 低电压短路阻抗试验
低电压短路阻抗测试仪是专门用于测量大中型变压器阻抗特性进行测试的智能化仪器。国家电力公司颁发的[2000] 589 号文件《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中15.2条规定：“110KV及以上电压等级变压器在出厂和投产前应做低电压短路阻抗测试或用频响法测试绕组变形以保留原始记录。”15.6 中规定：“变压器在遭受近区突发短路后，应做低电压短路阻抗测试或用频响法测试绕组变形，并与原始记录比较，判断变压器无故障后，方可投运。”低电压阻抗测试能准确反应变压器在绕组变形前后阻抗值的变化。?变压器低电压短路阻抗测试仪用于现场和试验室条件下对6KV级及以上主变压器进行低电压短路阻抗测量的仪器。
短路阻抗本身是线性的，和电压高低没有关系，至取决于绕组的几何尺寸。因此如果仅仅关心短路阻抗，试验电压可以加的很低，这就是低电压单相短路阻抗试验，该试验尤其是现场试验很容易实现。低电压短路阻抗测量是常规试验项目中的基本项目。根据变压器受到短路电流冲击前后测得的短路阻抗值变化的大小，可以初步估计绕组变形程度。变压器在短路电流冲击后与最初测试的低电压短路阻抗变化通常不应大于2%。
3.2 变压器直流电阻试验
在所有的试验中直流电阻试验的应用频率较高，其属于变压器试验中的基本试验。主要通过变压器直流电阻试验来判断变压器绕组和绕组的连接线是否存在问题。变压器故障时而发生，故障出现的原因极有可能是因焊头焊接质量不合格，变压器直流电阻试验适用于这一情况，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。简单易操作是变压器直流电阻试验的最突出优点，也正是因为这一优点工作人员选择应用这一方法。
3.3 电力变压器的绝缘试验
电力变压器的绝缘试验不能盲目进行，在进行该项试验前一定要先了解具体情况。电力变压器的绝缘试验，一种根据试验性质进行分类而另一种是根据试验的范围进行分类。前者一定要注意要控制电压、避免电压过高。进行这样的实验不会对设备造成负面影响，还是比较提倡进行的。工作人员进行电力变压器的绝缘试验，试验过程中收集数据并进行试验过程出现的物理现象记录，之后借助专业知识和工作经验进行科学的判断，判断出设备的绝缘能力大小。电力变压器潜在的缺陷与隐患可通过绝缘试验来发现，在实验的过程中可以定时间，在试验结束后注意再次进行鉴别试验，从而保证结果的准确性。
3.4 油中溶解气体色谱分析
变压器发生故障前期，内部结构中通常会析出大量气体，相关研究结果表明：不同类型故障所析出的气体也具有较大差异，而通过分析油质中溶解的气体来判断变压器内部故障较为实用，色谱分析法能够全面检测出溶解的气体。
通常情况下，油浸设备的检测主要使用三比值法、特征气体法来加以实现，以精准判断出变压器的具体故障类型与不足，特别是局部电弧放电、局部放电等问题的检查，都可以使用上述方法进行判断。（1）特征气体法。故障临近区域位置的绝缘油分解产生的氢气、乙炔等杂质气体，就是所指的特征气体成分，在判断时可以通过气体含量以及内部成分的确认，来精准判定出故障位置。（2）三比值法。根据充油电气设备内油、绝缘在故障下裂解产生气体组分含量的相对浓度与温度的相互依赖关系，从5种特征气体中选取两种溶解度和扩散系数相近的气体组成三对比值，以不同的编码表示；根据表1-1的编码规则进行判定。
表1-1 编码规则
气体范围 比值范围的编码
C2H2/C2H4 CH4/H2 C2H4/C2H6
＜0.1 0 1 0
≥0.1～＜1 1 0 0
≥1～＜3 1 2 1
≥3 2 2 2
3.5绕组频率响应分析
对于绕组特征图谱测量而言，主要是通过绕组频率响应分析法来加以实现，可使用绕组扫频响应曲线与原始记录之间的差异化对比，以精准判断出变压器绕组的真实情况。因此，主要是判断绕组频响曲线内部所有波谷点、坡峰的频率与幅值是否存在差异性。对于绕组变形而言，更多的是指机械力、电动力和短路电流等方面的作用之下，对于变压器绕组尺寸、形状等方面的改变。器身位移、绕组扭曲等都是较为常见的绕组变形问题，在现实的运行过程中，绕组变形对于系统的稳定性影响重大。基于此，要根据变压器的实际运行情况，对绕组变形进行合理管控，最大限度降低损失。将频响法应用到绕组变形测试时，可以使用正弦信号扫频法来加以甄别，主要是对特定绕组一端接地来引进扫频信号，而通过绕组另一端来及时测量所传递的信号，利用传递函数予以计算。通常情况下，随着频率的变化而相应的传递函数也要进行必要的调整，可将其视为幅频响应，与之相对应的相位变化则被称之为相频响应，上述两者均被称之为绕组的频率响应。此次研究主要通过横向比较法来进行对比分析，主要是基于相同主变、电压等级三相绕组频响曲线，该种模式在应用过程中，主变原始频响曲线则不需被试，就能测试绕组变形，应用较为快捷便利。但相应的劣势也较为显著，例如三相绕组较为常见的变形故障，使得判断难度加大。
综上，在加大电力建设的同时需充分考虑到电力系统安全问题，为了真正做到电力系统稳定运行，必须要高度重视变压器故障的诊断。可通过电气试验进行故障的查找，找出变压器故障的原因，在对变压器内部问题进行准确判断后制定并落实相应的解决方案，确保变压器能够正常运作。
参考文献
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