张作雷
中化近代环保化工（西安）有限公司 陕西省 西安市 710077
摘要：文章首先对变压器的整体类型特点及缺陷进行简单介绍，并阐述电气试验中变压器故障的主要类型，进而提出电气试验在故障分析中的具体应用，以期为相关人员提供意见建议。
关键词：电气试验；变压器故障；电力运行
随着社会经济环境逐渐向好，电力能源成为支撑当前社会发展的重中之重，是推动社会发展的主要能源之一，且社会对电能总体需求量仍处于连年增长状态，各类电力建设项目逐年增加。对于电力系统而言，变压器是其核心组成部件之一，是保障电力安全稳定的主要部件，变压器一旦陷入故障，则对民众生产生活造成严重影响。在科技快速发展的背景下，电气试验作为在电力系统监测分析中应用较为广泛，可准确判断变压器出现故障的原因，方便后续工作人员制定解决措施。
１变压器概述
1.1变压器的类型及结构
结合现阶段电力行业发展而言，常见的变压器可归纳为：初级线圈、次级线圈和磁芯。变压器是基于电磁感应的基本原理，实现电能与磁能的连续转化，进而将电能稳定输送至用户家中。变压器是电力项目建设的核心部件之一，在隔离性电力项目中应用十分广泛，因此维持变压器的正常运转对于维护社会稳定运行具有重要意义[1]。
1.2变压器的主要缺陷
变压器经历长期后时可能出现接触不良的现象，原因多为内部缠绕的铜线圈接触不良所致。方出现此类问题时，整个线路中的电压出现较大幅度的波动问题，长此以往则可能导致变压器失去作用。此外，在长期使用过程中，变压器开关使用频率较高，受环境及材质影响后出现老化后，便可能导致接触不良问题。当线路电压过高时，变压器可能会产生火花，同时受绝缘油泄露影响可在变压器周围形成油污，进而导致变压器电阻显著增加，使得内部相关接触面遭受损伤。另外，在变压器生产过程中，少数厂家在原材料使用方面把关不严，使得变压器的绝缘性存在问题。为了保证变压器绝缘性的长期稳定，其内部会填充绝缘油，但通常受材料纯度影响，部分杂志将在高压下会被分解出来，经过长期积累超过规定数值后，会极大地影响绝缘油的绝缘性，进而降低变压器的整体安全性，故障也会随之出现[2]。
2变压器故障类型
2.1绕组故障
在变压器长期运行后，可能出现由短路电流冲击电网引起的变压器绕组结构承受异常影响，受内部电阻上升影响，整体结构急剧发热，进一步降低线圈的整体强度，使整个变压器出现故障。结合近几年相关绕组故障原因分析总结发现，由短路冲击引起的绕组故障是导致变压器内部绕组形变的主要因素。而针对现阶段电力运行及管理系统开展巡检，必需进行离线检查，导致此类故障在检查灵活性方面受限较为严重，同时无法对其进行精确检查，进而对整个变压器组的安全运行造成一定影响。当采取频率响应法以及短路电抗法开展变压器线圈检查时可发现，当整体形变幅度较小时，绝缘体整体结构保存较为完好，变压器溶解含量分析仍处于平均水平，以内在检查完毕中，无法通过检测结果对实际损坏情况进行精准。
2.2铁芯故障
基于电磁感应原理，当电气系统处于工作状态时，受磁场变化影响，铁芯内部的硅钢片长度发生改变，进而伴随磁场变化而出现周期振动。由于其伸缩率与铁芯的形变量成正比关系，当铁芯形变量逐渐增加时，其整体振动频率亦随之上升，进而导致电磁信号出现误差。在正常的情况下，铁芯振动频率通常维持在100Hz左右，并产生高频信号，整个铁芯振动的信号波呈正弦分布，变压器处于正常工作状态。为确保变压器长期处于正常工作状态，铁芯必须进行接地，依次避免悬浮电位以及持续放电问题出现。当铁芯接地点大于两点以上时，硅钢片之间的电位受分布差异影响产生环流现象，从而持续加热接地部分，当变压器的可燃气体进行接触后，则可能导致放电及碳化故障。综合进行分析，导致铁芯故障的主要原因可能为其绝缘层出现损坏及受潮所致。当变压器积蓄大量油污后，使绝缘性能进一步下降也可导致类似故障[3]。
3电气试验在变压器故障分析
3.1开展绝缘油试验
绝缘油保证铁芯及绕组相应组件时刻处于隔离状态，同时避免内外杂质进入，实现绝缘、散热、保护等功能。受其流动性影响，在进行实验过程中，我们需要对其外观、pH值、闪点、体积电阻率、含气量及含水量等进行测定，以此计算内部绝缘油的性能参数数据，进而判断整个变压器组的安全性。
3.2开展直流电阻试验
此实验目的为测量变压器中绕组组件的整体导线质量，进而仔细检测焊接、引线、接头以及分接开关的整体质量，同时也可完整检测电路连接的正确性以及是否存在断路、短路等现象进。在实验过程中，将待测元件接入直流电，从而测定其电阻数据。经过实验结果对比研究，在1.6MVA变压器中，取各绕组间的平均值，与内部测定电阻值进行比较，若超过2%，则证明绕组存在故障。在低于1.6MVA变压器，各绕组测定数据若超过平均值的4%，则证明绕组存在故障[4]。
3.3绝缘及传导电流的实验
通过将直流电压介入到介质中，传导电流直接作用于内部介质，其电流值通常可作为测定绝缘体内部出现损坏、污染、缺陷等问题的参考值。通常情况下该数值作为恒定值与绝缘电阻值相互关联，可通过确定绕组的绝缘电阻吸收比以及传导电流值数值，以此确定内部是否存在元件破裂等缺陷。
3.4短路试验
借助测量额定电流产生的组抗压和短路损耗，可直接分析变压器内部构件缺陷情况，例如变压器内部出现的油箱局部过热、绕组短路及错位等问题。另外，在阻抗压的值检测后，对于判定短路位置以及内部发生的元件几何形变有较大意义。需要注意的是，当开展非电源一侧的绕组试验时，应尽可能采取人为短路操作。
4电气试验的主要应用优势
在电力行业中，变压器运行的安全与否直接关系到电力系统的电力能源运输的稳定，也是维护人们生活用电安全的重要设备，因此无论是对于何种变压器或各类故障均需采取科学合理的方式进行试验。对于变压器而言，电气试验的作用效果著，可迅速判断变压器故障点位及类型。短路试验、直流电阻试验、绝缘油试验等均是变压器故障检测的重要方法，妥善运用电气试验故障检测方法可有效维护变压器正常运行，进而为不同运行环境下变压器的维护工作提供数据支持，有效控制经费预算投入。得益于电气试验的诸多应用优势，电气试验是电力行业中工作人员检修变压器主要技术手段之一，并未不同环境下的变压器故障检测提供多种解决方案，有利于电力人员对不同变压器进行细致全面的检查。
5结束语
为了维持电力系统长期处于安全稳定的运行状态，电力人员必须重视电气试验在变压器故障检测中的重要作用。电气试验变压器检测的主要技术手段，能够精确定位变压器运行过程中出现的故障，有效降低设备维护的资源投入规模，提升了维修效率，避免电力公司遭受损失，有效延长了材料的使用寿命，保障了电力系统能够安全稳定地运行。
参考文献：
[1]周俊刚,李玲玲. 电气寿命试验监测方法研究及其保护装置的设计[J]. 电测与仪表,2020,57(4):36-42.
[2] 任树杰. 高压电气设备检修试验中的问题与对策研究[J]. 电子测试,2020(12):93-94.
[3] 刘亮. 电气试验中的危害分析及预防措施[J]. 通信电源技术,2020,37(6):226-227.
[4] 闻翰,闻展阅,顾凌羽. 变电站高压电气试验的安全风险与防范[J]. 工程技术研究,2019,4(21):249-250.