油浸式電力變壓器故障診斷技術
2021年11月4日 15:10瀏覽：2638
【摘 要】
電力變壓器的正常工作是電力系統安全穩定運行的重要保證，隨著我國對電力系統可靠性要求的不斷提高，對電力變壓器的穩定性能也提出了新的要求。本文就油浸式電力變壓器容易出現的故障做出分析，并對故障診斷技術做出陳述，以促進油浸式電力變壓器故障診斷技術的良好發展，提高故障診斷的效率。
【關鍵詞】
油浸式電力變壓器；常見故障；故障診斷技術
油浸式電力變壓器是我國較為常見的一種電力變壓器，通過對油浸式電力變壓器常見故障和故障診斷技術的分析，可以加強對常見故障的了解與掌握，學會科學有效的故障診斷方法，便于及時發現油浸式電力變壓器的故障隱患，進而采取相應的措施來對故障進行處理，延長設備的使用周期。
油位異常是油浸式電力變壓器最常見的一種故障。首先，膠囊式儲油柜油位異常，其引起原因有多種，比如壓油袋老化、呼吸管道受到呼氣器堵塞造成管道不暢、儲油柜上的視察窗等部位密封不嚴實、檢修或安裝時操作不當致使儲油柜里有殘留的氣體以及往油表內添加變壓器油的油量不合適等；其次，隔膜式儲油柜油位異常，是由于隔膜破裂致使油位計歸零、連桿彎曲使隔膜移動與指針實際偏轉不對應，或者浮球破裂導致油位計顯示低于實際油位等原因造成的。
油浸式電力變壓器的聲音異常主要發生在變壓器自身運行過程中。首先，變壓器運行過載時負荷變化過大，加上諧波作用，會發出“咯咯”的不連續聲音或者“哇哇”的聲響；變壓器內部的螺絲或者零件出現松動，也容易使聲音變大且有伴隨有雜音等；變壓器繞組短路時，可能出現水沸騰的異響；變壓器的高壓套管表面釉質脫落或產生裂紋時，會發出“嘶嘶”的聲音；變壓器的分支開關或者跌落式熔斷器接觸不良時，則會產生“噼啪”或者“嘶嘶”聲；電網中出現電磁共振或單相接地時，則會發出尖銳的聲音。
變壓器滲漏油是指變壓器表面出現油跡或者油珠的現象，容易出現滲漏油的部位主要有套管上部、箱沿的密封接頭處、箱體及箱沿的焊縫處、法蘭盤的焊縫處、油門絲堵的密封部位以及油位計、溫度計的密封處等。由滲漏油的部位可以分析出，致使變壓器滲漏油故障的原因是焊縫處焊接質量不高和密封處密封水平較低。另外，配合面精度不夠、螺絲出現亂扣以及鑄鐵件有沙眼也會導致變壓器滲漏油故障。
油浸式變壓器的異常氣味或顏色是由于內部出現零件脫落、放電、破損等問題而造成的。比如：套管接線端部固定位置出現松動時，接觸面會出現嚴重的氧化現象，破壞接線頭、線卡表面上的鍍層，使其不再有光澤，顏色變暗；油泵、冷卻風扇燒毀會發出燒焦的氣味；套管污損會出現電暈、閃絡，繼而產生臭氧味。
絕緣受潮是由于變壓器運行的環境濕度較大或運行中內部出現液體蒸發而引起的。首先，變壓器暴露在空氣中或注油前真空處理不到位會引發絕緣受潮；其次，設備制造周期較短，還未充分干燥就投入使用，引起變壓器繞組絕緣降低；第三，變壓器本體或附件與空氣接觸部位的密封性不夠，致使水分進入，造成絕緣受潮。
變壓器的熱故障多是超溫現象，主要是指變壓器正常工作的情況下，油溫比平時正常溫度高出10℃以上，或者在負載沒有變化的情況下，油溫持續升高的現象。這種現象多是由于變壓器內部出現異常造成的，比如線圈的繞組層或者匝間出現短路產生發熱，鐵芯多點與地面連接導致鐵芯過熱等。另外，超負荷運轉、溫度表、冷卻器等故障等也會造成變壓器溫度的異常。
油色譜分析法的原理是所有的特定烴類氣體的產生速率會隨溫度變化而變化，其工作原理是變壓器正常運行時，變壓器油和固體絕緣會分解產生極少量的烴類以及CO、CO2等氣體，而當變壓器出現熱故障、內部絕緣受潮故障或放電性故障時，這些氣體的含量會發生變化。而不同故障發生變化的氣體種類不同，所以可以通過氣體發生變化情況來具體分析判斷變壓器發生故障的類型及位置。
使用油色譜分析法診斷變壓器內部故障時，需要分析氣體產生的原因及變化情況，進而判斷有無故障及故障的具體類型，如電弧放電、局部放電、火花放電等。在判斷了故障類型后，對故障的詳細狀況進行了解，比如故障回路的嚴重程度以及故障是否會繼續加重等，然后向調度人員反應，決定是否維修[4]。運行中的油浸式變壓器，一般半年作一次油樣檢查分析。
紅外成像檢測技術是利用紅外測溫儀、紅外熱像儀和紅外熱電視等設備，在不接觸電氣設備和不影響電氣設備正常運行的情況下，對其絕緣故障進行診斷的方法。比如對導體連接不良的檢測，由于變壓器與外部載流導體連接不良或松動，會使電阻增大引起局部過熱，利用紅外成像檢測時出現以故障點為中心的熱像；當變壓器的潛油泵出現過熱故障時，紅外成像檢測會在油泵相連的外置出現一個明顯的熱區。
超聲波檢測方法是通過超聲波技術采集局部放電、故障放電時的聲波，并將聲波轉換為電信號，然后通過對電信號的分析來對故障進行分析。其優點在于能夠快速對故障發生位置進行定位，并有效避免電磁干擾的影響，其缺點是放電源和超聲波探頭之間互相作用是非常復雜的，致使超聲信號傳播發生失真。因此，超聲波檢測技術通常用于故障輔助診斷。
電阻檢測法多用于電力變壓器繞組和絕緣電阻的故障檢測，它能夠檢測繞組匝間短路、分接開關接觸、繞組斷股、接頭接觸不良等故障，也可以對各相繞組直流電阻的平衡、調壓開關檔位的正確與否做出判斷，還可以對變壓器絕緣整體受潮、劣化和絕緣貫穿性缺陷等進行靈敏反應。
RIV檢測法是針對局部放電會產生無線電干擾的現象而使用的。通常采用無線電電壓干擾儀對局部放電產生的無線電控制或無線電通訊干擾的檢測，來判斷故障情況。另外，還可以通過接收線圈來接受局部放電發出的電波，根據不同的測試對象情況，來決定選頻放大器的中心頻率。
脈沖電流檢測法的原理是將測量阻抗接入到測量回路中，檢測局部放電引起的脈沖電流信號，取得局部放電次數、放電相位以及放電量等基本信息，從而有效地判斷出局部放電故障情況。主要用于檢測變壓器套管、外殼接地線、鐵芯接地線、末屏接地線和繞組等的局部放電故障。由于檢測阻抗和放大器對測量的靈敏度、分辨率和準確度等都有影響，因此在試驗的電容量較大時，會受到耦合阻抗的限制，降低測試儀器的測量靈敏度。
油浸式電力變壓器的故障會影響電網安全運行，嚴重時會造成電力系統長時間的停電現象，給社會經濟發展和人們日常生活造成影響。而油浸式電力變壓器故障的產生原因是比較復雜的，這就需要能夠合理利用故障診斷技術來進行判斷，以便可以及時排除故障，更好地保證電力系統的可靠運行。
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