解析油浸式电力变压器故障诊断技术

摘要：油浸式电力变压器是变电系统中的重要的组成部分之一，变压器的运行状况正常与否直接关系到配电网的安全。变电运维人员通过定期对油浸式电力变压器进行相应的一系列检查，可以及时有效地发现变压器故障，从而采取有针对性的措施进行维护，确保变压器的正常运行。本文主要阐述了油浸式电力变压器故障问题，并提出在线故障以及离线故障的有针对性的诊断技术及解决措施，取得较好的诊断效果，有效解决了油浸式变压器多种故障问题，与同行交流学习。

关键词：油浸式变压器；诊断技术；在线故障；离线故障

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

引言

油浸式电力变压器是变电系统设备中非常重要的部分，用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或者几种数值不同的电压（电流），其运行的可靠性直接关系着电力系统的稳定安全。特别是大型电力变压器要是发生运行故障，有可能造成较大面积的停电事故，检修周期也较长（大约要半年时间），将造成重大的影响。所以，积极发展油浸式变压器的故障监督工作，快速及时的发现其存在的故障，除了可以降低运行成本，提升设备的使用寿命之外，还可以防止突发事故的发生，为变压器相关方带来较为良好的经济和社会效益。下文分析了油浸式电力变压器常见的内部故障与外部故障问题，提出了离线故障诊断与在线诊断的多种方法，非常有利于检测到变压器内部隐蔽性的故障。

1油浸式电力变压器常见故障问题

当前油浸式电力变压器故障一般有内部和外部之分。

内部故障即变压器油箱内的故障，如不同相绕组间发生的相间短路、绕组之间发生的匝间短路以及绕组或者引出线通过外壳发生的接地故障等问题；对于内部故障从性质上看可以分为热故障以及电故障两种。

外部故障即变压器油箱外部绝缘套管和引出线上的故障问题，如由于绝缘套管出现闪络或者破裂造成的接地短路、由于引出线间出现故障而造成的变压器内部相关故障等。

2油浸式电力变压器离线故障诊断方法

（1）油色谱分析出现异常情况

如果变压器油色谱分析出现异常情况，可对变压器绕组的直流电阻进行检测、对变压器铁芯的接地电流以及绝缘电阻进行检测、对空载电流以及控制损耗进行检测等。可在变压器运行过程中进行油色谱以及局部放电监测，检查变压器潜油泵实际的运行状态，通过红外线测温仪对油箱的表面温度和套管端部的温度进行检测等等。

（2）绝缘老化情况

变压器的绝缘老化，通常要进行一氧化碳以及二氧化碳含量色谱分析，进行油中糖醛含量检测、酸值检测、含水量检测以及绝缘纸聚合度检测。

（3）变压器绝缘受潮情况

变压器受潮时，应进行绝缘特性实验，包括绝缘电阻、介质损耗、泄露电流、计划指数以及吸收比等，以及油介质损耗、击穿电压、含水量以及含气量等，同时还要进行绝缘纸含水量检测。

（4）变压器出口短路情况

变压器出口短路的检测应包括：空载电流以及空载损耗检验、对于绕组的直流电阻进行检测、油色谱的分析、短路阻抗试验、绕组的频率响应试验等。

（5）变压器振动及噪声异常

变压器振动及噪声异常情况，则需进行相关实验如噪声检测、振动检测、变压器阻抗电压测量以及油色谱分析等等。

3油浸式电力变压器在线故障诊断方法

（1）电检测法

通过相关设备来查找放电波形或查看无线电干扰程度。电检测法灵敏度高，所检测到的为视在放电量，分辨率较高。

（2）超声波检测法

将检测中的超声波转变为电信号并记录到载体上分析。超声波检测方法可以避免电磁的干扰，方便在线检测，但灵敏度相对较低。另外超声信号易受多种因素（例如传播的途径、传播的速度以及频率等）影响而有所失真，所以此种方法一般作文辅助测量方面。

（3）红外成像检测方法

此种检测方式不用接触电气设备，可以在设备正常运行（不停电情况下）时进行设备的绝缘故障检测。此种检测方法可以对电气设备实行带电检测，可以发现一般实验不能发现的设备故障。

（4）脉冲电流检测方法

该方法利用检测阻抗进行局部放电造成的脉冲电流信号检测来取得局部放电的相关信息。由于检测阻抗以及放大器可以影响测量的参数，当试样具有较大电容量时，一定程度的限制测试仪器的灵敏度。

（5）光检测法

此种检测方法主要是利用局放产生的光辐射来实施检测。虽然在实验室通过光测法进行分析局放特性以及绝缘劣化取得了一定的成果，但由于光检测法所用设备比较复杂且价格比较昂贵，并且灵敏度较低，还需要被检测的物质是对光透明的，所以无法在实际中使用。

（6）微水分析法

通过催化燃烧测试技术来对油中所处于游离状态的氢含量以及微水含量进行测试（处于游离状态的气泡中含有一定的水分以及杂质等，比较容易产生悬浮电位，从而比较容易造成击穿电压降低，严重危害变压器），从而得知变压器内部实际的绝缘情况。

（7）超高频检测法

此种检测方法主要是通过罗果夫斯基线圈在变压器的中性点获得信号，此种信号频率可以高达30000KHZ，很大程度上提升了局部放电测量频率。另外测试系统安装更加的便捷，相关的检测设备不会改变电力系统的运行方式。但从现阶段的情况来看，超高频检测方法的研究还存在着一定的问题，此种测量方法的原理和脉冲电流法是不同的，所以不能标定出视在放电量。另外，变压器内部的绝缘结构是非常复杂的，由局部放电产生的电磁波在变压器内进行传播时会受到折射、反射以及散射等情况的影响而出现衰减的情况，所以对于传播的特性研究以及局部放电源定位都是非常困难的。

（8）化学检测法

此种方法简称为“色谱分析”，主要是检测溶解油内不同气体含量以及其变化的规律，此种检测方法可以很好的应用到变压器的运行监测中。从现在的情况来看，在对变压器进行故障诊断时，只依靠电气试验方法进行检测是不容易找到某些局部的故障以及发热缺陷的，但是利用对变压器油内气体色谱分析来探寻变压器内部的微小性、隐蔽性故障以及故障的进展程度是非常灵敏而有效的，此种方法已经大量的应用在变压器的故障诊断中，已被实践证明是非常实用的方法。

对于变压器中油溶解气体的分析是现阶段诊断油浸式变压器故障非常重要的方法，已经被列为诊断变压器内部隐蔽性故障的最主要实验，通过对溶解于油中气体特性的分析，非常有利于检测到变压器内部隐蔽性的故障。

4 结束语

随着我国当前电力建设的不断扩张，某些电网电压等级不断升高，容量也逐步增加，使得某些变压器发生故障的机率变得越来越大。对此全面开展变压器故障诊断相关研究，对及时掌握变压器潜在故障并进行状态维护，提高电力系统的供电可靠率具有重大现实意义。油浸式电力变压器作为电力系统中最为重要的变电设备之一，通过采取一系列的诊断方法对其运行状态以及故障情况的准确掌握，可以及时准确的采取针对性措施进行处理，对于提升电力系统运行的安全性、可靠性以及经济性具有非常重要的意义。

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