陳小威

天威保變（秦皇島）變壓器有限公司

電力變壓器絕緣故障綜合診斷方法及應(yīng)用

陳小威

天威保變（秦皇島）變壓器有限公司

在過(guò)去幾十年的發(fā)展進(jìn)程中，我國(guó)的電力建設(shè)發(fā)展迅猛。其中，尤其是發(fā)電裝機(jī)容量快速增長(zhǎng)，電網(wǎng)建設(shè)飛速發(fā)展。電力建設(shè)的大躍進(jìn)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展保駕護(hù)航，對(duì)保障改善民生也起到了重要作用。電力變壓器，作為一種靜止的電器設(shè)備，用來(lái)將某一數(shù)值的交流電壓變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值的不同電壓，是電力網(wǎng)中的核心功能元件，起到傳輸分配電能等作用。本文主要探討分析了電力變壓器絕緣故障的綜合診斷方法以及應(yīng)用，為有效解決工程中的電力變壓器故障提供參考價(jià)值。

電力變壓器；絕緣故障；診斷方法

電力變壓器，作為電力系統(tǒng)中的重要樞紐之一，在維護(hù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行方面有著不容小覷的作用。而有效的測(cè)試電力變壓器地絕緣狀態(tài)對(duì)維護(hù)提高電力設(shè)備運(yùn)行的可靠性具有重要意義。在電力變壓器的實(shí)際故障診斷中，變壓器的絕緣故障識(shí)別是一個(gè)逐漸深入的過(guò)程。在全面充分分析了電力變壓器的情況后，才能提出具體診斷方法，優(yōu)化電力系統(tǒng)作業(yè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的健康高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

一.電力變壓器絕緣故障原因簡(jiǎn)述

（1）電力變壓器的設(shè)計(jì)不科學(xué)導(dǎo)致故障

電力變壓器的安裝設(shè)計(jì)需要充分考慮到變壓器的絕緣層和功率之間的相互關(guān)系。電壓越高，設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)周期時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)絕緣層的厚度以及材質(zhì)的要求也就越高[1]。因此，在設(shè)計(jì)安裝階段需要針對(duì)絕緣層的具體情況設(shè)定設(shè)備的使用時(shí)間，避免出現(xiàn)火災(zāi)事故，或由此導(dǎo)致的一系列經(jīng)濟(jì)損失。

（2）變壓器內(nèi)部混入雜質(zhì)

由于在實(shí)際工作過(guò)程中，工作人員往往忽略設(shè)備清潔的重要性，導(dǎo)致了電力變壓器的內(nèi)部可能混入雜質(zhì)的情況。由于粉塵雜質(zhì)可能具備一定的導(dǎo)電性，因而可能導(dǎo)致輸電設(shè)備供電異常，引發(fā)絕緣層燒損，增加火災(zāi)發(fā)生的可能性。因而，工作人員應(yīng)對(duì)供電設(shè)備及時(shí)清潔，定期維護(hù)，減少安全隱患。

（3）絕緣層材料混入雜質(zhì)

電力變壓器的輸送導(dǎo)線(xiàn)是由高純度金屬制作形成，如若絕緣層材料中混入了其他帶有導(dǎo)電性能的雜質(zhì)，可能會(huì)影響電流正常流向，造成內(nèi)部電流紊亂，使電力變壓器的變壓功能喪失，由此導(dǎo)致電力變壓器的絕緣故障。

（4）變壓器油道設(shè)計(jì)不科學(xué)

油道是電力變壓器內(nèi)部傳輸絕緣液體的通道。由于油道的設(shè)計(jì)不科學(xué)，導(dǎo)致了絕緣油的輸送不足或過(guò)量。而一旦絕緣油的傳輸速度超過(guò)了規(guī)定量就可能產(chǎn)生電流，無(wú)法起到絕緣作用。因而變壓器油道設(shè)計(jì)的不科學(xué)必然會(huì)帶來(lái)其性能方面的障礙。

（5）油箱沒(méi)有嚴(yán)實(shí)的密封

在實(shí)際工作過(guò)程中，往往由于工作人員的疏忽大意而沒(méi)有將本該嚴(yán)實(shí)密封的油箱做到徹底密封，導(dǎo)致油箱在使用的過(guò)程中存在縫隙，不能起到很好的絕緣效果，帶來(lái)電力變壓器的絕緣故障。

（6）相間短路故障

相間短路，即電氣路線(xiàn)中的相線(xiàn)之間導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)路的絕緣層破損或這兩相線(xiàn)的端頭導(dǎo)線(xiàn)直接碰觸在一起時(shí)所造成的短路故障。也即平常所看見(jiàn)的“打火”現(xiàn)象，是電力變壓器絕緣故障產(chǎn)生的主要原因之一[2]。因而，在電力變壓器的內(nèi)部需要給予各通電線(xiàn)路足夠的線(xiàn)路空間，達(dá)到規(guī)定要求的寬度，減少相間短路故障的發(fā)生。避免由短路產(chǎn)生的導(dǎo)線(xiàn)打火，進(jìn)而引發(fā)設(shè)備起火。為電力變壓器內(nèi)部設(shè)置科學(xué)合理的空間，降低工作中風(fēng)險(xiǎn)因素，為實(shí)際操作提供安全保障。

二.電力變壓器絕緣綜合診斷方法及應(yīng)用

（1）通過(guò)對(duì)絕緣油中的氣體進(jìn)行診斷分析

空氣中存在的氧氣和水分在長(zhǎng)時(shí)間與絕緣材料接觸的情況下，會(huì)加速絕緣材料的老化，影響絕緣材料的絕緣功能，導(dǎo)致在一定條件下變壓器內(nèi)的烴化物會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一氧化碳與二氧化碳等氣體。這些氣體伴隨故障的發(fā)生溶解于絕緣油中。因此，可以通過(guò)對(duì)絕緣油中溶解的氣體進(jìn)行成分分析，進(jìn)而判斷電力變壓器的潛在或已經(jīng)發(fā)生的故障。

（2）通過(guò)絕緣油硫腐蝕進(jìn)行診斷分析

技術(shù)人員在電力變壓器的外部涂抹一定量的絕緣油是為了保護(hù)電力變壓器，避免其保護(hù)層被氧化和腐蝕。通過(guò)腐蝕性硫檢測(cè)方法和掃描電子顯微鏡技術(shù)對(duì)電力變壓器絕緣油進(jìn)行腐蝕性硫檢測(cè)，判斷絕緣油中是否存在腐蝕性硫。腐蝕性硫的存在會(huì)大大降低絕緣層的絕緣強(qiáng)度。因此，借助絕緣油硫腐蝕來(lái)對(duì)電力變壓器進(jìn)行絕緣綜合診斷。

（3）通過(guò)人工智能診斷技術(shù)進(jìn)行診斷分析

科學(xué)的發(fā)展帶來(lái)技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的電力變壓器故障診斷往往是采用實(shí)驗(yàn)方法一一排查得到。這樣的方法不僅需要耗費(fèi)大量的時(shí)間及人力資源，結(jié)果的精確性也往往不高。隨著技術(shù)的進(jìn)步，將專(zhuān)家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色診斷技術(shù)以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等人工智能技術(shù)應(yīng)用在電力變壓器的絕緣故障診斷領(lǐng)域，能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的不足，也大大提高了工作效率以及診斷結(jié)果的精確性，為電力變壓器的絕緣故障提供了新思路與新途徑。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)供電運(yùn)行的基本要求是安全且優(yōu)質(zhì)，由此電力系統(tǒng)規(guī)模與結(jié)構(gòu)逐步擴(kuò)大與加深。這樣在一定程度上也相應(yīng)加大了電力變壓器故障的風(fēng)險(xiǎn)性。對(duì)電力變壓器進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)與定期維護(hù)能有效降低故障出現(xiàn)頻率，提高工程效率，維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，科學(xué)高效的診斷并解決電力變壓器故障問(wèn)題對(duì)我國(guó)的電力系統(tǒng)的運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展具有重要影響意義。

[1]刁維曉,王玉喜,孫良志.電力變壓器絕緣故障的分析與診斷[J].科技致富向?qū)?2014,35∶60.

[2]王泓沅.電力變壓器絕緣故障的分析與診斷探討[J].科學(xué)中國(guó)人,2015,29∶48.