甄仲鵬

摘 要：變壓器的作用在整個(gè)電力系統(tǒng)中居于核心地位，有著不可取代的配電功能，然而，由于設(shè)計(jì)與選料不合理，以及多種內(nèi)外因素的影響，配電變壓器很容易出現(xiàn)各種故障問題，對(duì)此有必要深入診斷故障，研究出科學(xué)的診斷技術(shù)。文章分析了配電變壓器故障以及診斷技術(shù)。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；故障；診斷技術(shù)

變壓器是配電系統(tǒng)的重要設(shè)備，其運(yùn)行水平影響著整個(gè)電力系統(tǒng)的供電，配電變壓器在現(xiàn)實(shí)工作中常出現(xiàn)多種故障問題，應(yīng)該重視故障判斷與診斷力度，采取科學(xué)的故障判斷技術(shù)，從而確保及時(shí)解除故障，減少故障問題的干擾，將故障控制在初始狀態(tài)，維護(hù)配電變壓器的安全，從整體上維護(hù)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全供電。

1 配電變壓器局部放電故障與診斷技術(shù)

1.1 局部放電故障的監(jiān)測(cè)

導(dǎo)致配比局部放電的一大原因是變壓器局部地區(qū)電場(chǎng)超強(qiáng)度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于附近絕緣介質(zhì)的場(chǎng)強(qiáng)承受范圍，從而出現(xiàn)此處的放電現(xiàn)象，這其中伴隨著電流的產(chǎn)生，可能對(duì)變壓器帶來毀滅性的災(zāi)難，導(dǎo)致變壓器功能失靈，局部放電能夠帶來一定程度的物理效應(yīng)、化學(xué)變化，因?yàn)樵诜烹姷囊婚W那，其回路內(nèi)可能出現(xiàn)脈沖信號(hào)，同時(shí)附帶一些聲輻射、電磁等，高溫狀態(tài)下局部地區(qū)的材料將發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，然而，也正是因?yàn)檫@些化學(xué)反應(yīng)為局部放電監(jiān)測(cè)故障的監(jiān)測(cè)與管理帶來了依據(jù)。

為了能夠有效監(jiān)測(cè)局部放電現(xiàn)象，就要引進(jìn)一個(gè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運(yùn)行原理體現(xiàn)為：配變?cè)诎l(fā)生局部放電過程中，將產(chǎn)生大規(guī)模的脈沖信號(hào)，電流傳感器2能夠有效接收這些信號(hào)、信息，與此對(duì)應(yīng)的超聲傳感器3一般配設(shè)于變壓器外殼，則負(fù)責(zé)提取由于放電所帶來的聲波信號(hào)，然而，數(shù)據(jù)采集與控制單元4則負(fù)責(zé)對(duì)傳來的電流信號(hào)、聲波信號(hào)等實(shí)施模數(shù)轉(zhuǎn)換，再將這一系列數(shù)據(jù)信息等傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由該系統(tǒng)來負(fù)責(zé)處理與儲(chǔ)存數(shù)據(jù)信息。具體如圖1所示：

1.2 局部放電的診斷技術(shù)

對(duì)于配電變壓器來說，其局部放電故障的診斷一般要經(jīng)歷以下三大階段，第一，放電性能的鑒別。分析放電量的大小來明確放電的性質(zhì)，現(xiàn)階段，變壓器局部放電試驗(yàn)通常將視在放電量當(dāng)成一大標(biāo)準(zhǔn)用來評(píng)判放電性能，通常參照電氣裝置預(yù)防性試驗(yàn)的相關(guān)規(guī)程、制度等來進(jìn)行評(píng)價(jià)。第二，參照分布圖譜對(duì)應(yīng)分析局部放電故障的類別，放電是否嚴(yán)重等，這其中的原理體現(xiàn)在基于特定的測(cè)量間隔，對(duì)每一次放電的放電量加以采集，同時(shí)，依據(jù)一些重要的數(shù)據(jù)，例如：外加電壓相位，放電次數(shù)等，通過數(shù)據(jù)計(jì)算、分析等形成一個(gè)表格，在對(duì)應(yīng)編制出不同參數(shù)對(duì)應(yīng)的圖譜，參照?qǐng)D譜來明確故障類別，評(píng)判放電是否嚴(yán)重等。第三，放電位置的研判。憑借測(cè)量聲波信號(hào)、電信號(hào)等來明確放電的具體位置。這其中的原理體現(xiàn)為：測(cè)出聲波、電信號(hào)等于介質(zhì)內(nèi)部傳輸中所產(chǎn)生的時(shí)差，再憑借聲波、電信號(hào)等傳輸?shù)乃俣鹊葎?chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)模型，利用該模型來通過計(jì)算、分析等定位放電的具體位置。

2 噴油爆炸故障與診斷技術(shù)

噴油爆炸是配電變壓器常見的故障之一，通常噴油爆炸故障的發(fā)生將帶來諸多不良影響，可能導(dǎo)致絕緣受損，匝間短路現(xiàn)象可能導(dǎo)致部分地區(qū)過熱，從而出現(xiàn)絕緣受損現(xiàn)象，同時(shí)，變壓器中如果進(jìn)入水分，則可能導(dǎo)致絕緣受損，絕緣受損可能帶來短路故障。同時(shí)，噴油爆炸還可能造成局部線路斷線，從而出現(xiàn)電弧，引線連接的部分可能變松動(dòng)，巨大的電流影響下很容易出現(xiàn)斷線危機(jī)，斷電位置出現(xiàn)高溫電弧，從而導(dǎo)致油體發(fā)生汽化現(xiàn)象，導(dǎo)致其內(nèi)部壓力上升。

導(dǎo)致這一故障多數(shù)是因?yàn)樽儔浩髦写嬖谝欢ǖ亩搪冯娏?，也可能是因?yàn)楦邷仉娀≡斐闪俗儔浩鞯睦匣冑|(zhì)，在這種情況下繼電保護(hù)設(shè)備就無法真正地發(fā)揮運(yùn)轉(zhuǎn)功能，無法及時(shí)地切斷電源，從而造成配電變壓器長(zhǎng)時(shí)間處于故障危險(xiǎn)狀態(tài)，特別是當(dāng)其內(nèi)部有著較大的壓力時(shí)，巨大的壓力將導(dǎo)致變壓器箱體發(fā)生噴油事故。

為了能夠提前預(yù)測(cè)出配變噴油爆炸故障，就應(yīng)該善于從引發(fā)故障的成因入手，對(duì)重點(diǎn)部位、關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、判斷。例如：時(shí)刻監(jiān)測(cè)變壓器二次出口線圈，以及二次母線斷路器上閘口等，動(dòng)態(tài)檢查其是否存在短路現(xiàn)象，以及變壓器的出氣口要時(shí)刻保持通暢狀態(tài)，防止發(fā)生堵塞。

當(dāng)出現(xiàn)噴油故障時(shí)，要及時(shí)對(duì)二次短路進(jìn)行檢修處理，通過整頓過流保護(hù)整定值來達(dá)到對(duì)噴油事故的處理，或者及時(shí)疏通堵塞的氣孔。

3 變壓器繞組變形的在線監(jiān)測(cè)

配電變壓器由于所處環(huán)境的影響，很容易遭受外來作用力的干擾，例如：超強(qiáng)的短路力、軸向力等，巨大的干擾力作用下很容易出現(xiàn)繞組變形故障，這其中包括徑向尺寸的變化、彎曲、起鼓等，這些故障的產(chǎn)生可以通過在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中頻響特性曲線低頻區(qū)的諧峰值出現(xiàn)一定范圍的波動(dòng)時(shí)，就意味著繞組電桿出現(xiàn)了變形問題，相反，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其中頻諧峰值發(fā)生了大規(guī)模調(diào)整，則意味著繞組電感有起鼓和彎曲等問題，類似，若發(fā)現(xiàn)高頻區(qū)諧峰值有一定的變動(dòng)，那么意味著繞組電桿對(duì)地電容則有一定的變動(dòng)出現(xiàn)。

傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)具有一定的局限性，無法及時(shí)找到高壓繞組具體的運(yùn)行狀態(tài)，也無法深入監(jiān)測(cè)變壓器內(nèi)部繞組的具體情況，繞組變形是變壓器面臨的一大故障，有著巨大的隱患性，甚至可能威脅到整個(gè)變壓器的常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

導(dǎo)致繞組變形的因素較為復(fù)雜，根源上可能由于設(shè)計(jì)不合理，或者未對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)荷以及所處環(huán)境做出調(diào)研、分析的基礎(chǔ)上就盲目選料，設(shè)計(jì)與選料的不合理都可能導(dǎo)致繞組變形。

同時(shí)，短路電流也是導(dǎo)致繞組變形的一大原因，變壓器運(yùn)行中，若不能及時(shí)發(fā)電其繞組變形故障，如果接連讓變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)，則必將對(duì)變壓器帶來巨大的故障危機(jī)，對(duì)此則十分有必要對(duì)變壓器實(shí)施在線監(jiān)測(cè)，確保能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，采取措施解除故障，提高變壓器的運(yùn)行效率，確保其能長(zhǎng)期發(fā)揮使用功能。

4 結(jié)束語

配電變壓器在實(shí)際工作過程中，由于外界不良因素的干擾，內(nèi)部作用力等的破壞難免出現(xiàn)多種故障問題，應(yīng)該根據(jù)故障的類別、深入分析故障產(chǎn)生的原因，并對(duì)應(yīng)采取科學(xué)的診斷技術(shù)，提前預(yù)知故障問題的來源，從而控制故障的出現(xiàn)，變壓器故障診斷對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)都有著十分重要的作用。

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