电力变压器的高压试验及故障诊断方法与研究.pdf

第18 期（总第54 9 期）电力变压器的高压试验及故障诊断方法与研究李嘉成（贵州送变电有限责任公司，贵州贵阳5550000)摘要：随着时代的进步，我国的电力事业取得了巨大的成就。然而，变压器作为电力系统的关键部分，如果出现故障，将会对整个系统的安全造成严重威胁。因此，有关部门应当高度重视变压器故障诊断工作，以确保电力系统的正常运行。在实验过程中，必须充分考虑外界环境的影响，严格按照相关规范的要求对环境进行管控，一旦发生故障，就必须仔细检查，深入探究其原因，并采取有效的措施，以确保变压器的安全可靠运行。关键词：电力变压器；高压试验；故障诊断；方法电力安全的传输，变压器是必不可少的组成部分。当变压器发生故障时，其所提供电力的地方将遭受大范围断电，从而给当地居民的日常生活带来极大不便，同时也会导致企业的运营受阻，经济活动受阻，造成严重影响。为此，应该加强对变压器的维护和管理，确保能够长期稳定运行。一、电力变压器及高压试验相关概述（一）电力变压器故障类型大型变压器的故障具有多种复杂的特征，尤其是当处于运行状态时，诊断更加困难。根据变压器的结构，可以划分为两个部分：内部故障，即由于绕组之间的短路或绕组匝间的短路而导致的，以及与电源的连接问题；外部故障通常指的是在油箱内发生的各种故障，例如套管闪路。根据回路的不同，此故障可以归纳为三种：电气系统、液压系统和磁场系统故障。根据变压器的构成成分划分，可划分为绕组、铁心等不同故障，这些故障会严重危害变压器，造成过热、绝缘降低、放电和损坏等问题。因此，必须首先对变压器的故障类型进行分类描述，然后深人研究其常见故障，以便更好地理解和有效地预防变压器故障。(二）电力变压器高压试验为了准确诊断变压器的故障，应当进行高压测试，以便更好地识别和排查可能存在的问题，并采取有效的措施解决这些问题。仔细检查周围环境，确保温度、湿度等因素不会影响机器的正常运行，并且排除漏电的可能性，以免危及人们的生命安全!。此外，在试验前还应准备足够的电阻，以确保变压器试验的安全性。（三）电力变压器高压试验条件与方法1.试验条件电力变压器的高压测试结果受到多种因素的影响，其中最重要的方面就是试验条件。只有通过严格新潮电子的试验，才能够获得更加精确的试验结果。第一，为了满足电力变压器高压试验的需求，必须对实验室的温度进行精确控制，一般来说，低温应该超过-2 0，高温应该低于4 0，同时还需要确保温度的稳定。第二，如果实验室温度在2 5 3 0 内，需要将温度调节至8 5以上。第三，安装电力变压器时，确保其绝缘性能不受外界因素的影响，包括空气、水分、灰尘等，并且要求其符合相关标准。2.试验方法对电力变压器进行高压试验包括直流电阻、耐压、绝缘、局部放电和损耗等，通常有几种常用的试验方法。第一，精确将其与控制箱的接地以及变压器的安装相结合。第二，在使用变压器之前，应该仔细检查其所有连接点和控制箱内的调压器，以确保都符合所有标准。第三，变压器被接通电源，应该立刻观察指示灯，如果指示灯变为绿色，就可以启动开关；如果指示灯变为红色，就表明变压器已经处于升压状态。第四，操作调压手柄时，技术人员需要以轻柔的动力沿着逆时针方向进行，同时还需要密切观察变压器的运行情况以及仪表上的数据变化。第五，完成高压试验之后，应立即将电压降至零，然后按下停止开关，同时迅速断开电源，拆除接地线，以确保安全。二、做好高压试验的相关工作（一）执行好高压试验前的准备工作1.及时完整填写工作票作为一种重要的安全技术书面依据，工作票必须在高压试验开始前准确无误地填写。所有参与者都必须按照规定的格式和内容填写，并且必须得到负责人的认可，否则将无法继续进行高压试验。另外，工作票还必须包含有关检修人员的详细信息，以保证其准确性和及时性。2.健全高压试验现场的防护措施电力电气124电力电气为了确保高压实验的安全，应该在实验区域的四周建立牢固的围栏，并且要求高压设备与其保持足够距离，此外，还要在围栏上悬挂警示牌，提醒无关人员不要接触，以防止发生意外。在高压回路上，为了确保安全，应当安排至少两名操作人员进行高压试验，禁止单人操作。此外，在恶劣的天气环境，如雷电等，应当停止与线路绝缘相关的试验，以确保安全。（二）形成高安全性且专业的接地系统通过采用专业的安全接地系统，不仅可以提高高压试验的准确性，还可以有效地保护试验人员的人身安全。该系统由接地电极和金属网组成，在建造过程中，不仅要在高压试验厂设置接地网，还要在屏蔽层和局部放电设备上安装接地系统，并采取有效的绝缘措施，以减少外界的干扰，从而有效地保护人员和设备的安全。为了确保高压试验的安全性，定期检查电气设备的接地导线，以避免因长期使用而造成的接触不良或断路情况2 。（三）做好高压试验前后的放电工作为了确保高压试验的准确性和可靠性，在试验之前和之后都应该进行放电。为了保证安全，操作人员必须佩戴安全帽、绝缘手套、绝缘鞋，并且使用接地刀。为了确保直流耐压试验的准确性，应该首先进行放电，然后将设备的电源切断，并将试验引线彻底拆除，最后定期检查设备的绝缘状况。三、电力变压器高压试验的常见故障分析(一)内部声音异常当变压器处于正常工作状态时，会发出电磁交流声，其频率保持稳定。然而，如果在使用过程中，变压器发出各种不同、响度各异的噪声，那么很可能就是由某些故障造成的。通常，这些噪声的产生，主要有几个原因：第一，变压器的零件可能存在松动的情况；第二，变压器的负载可能过重，导致内部电压升高；第三，变压器的负载可能会超负荷运行；第四，变压器的接触可能不良，出现短路或断路等问题。通过对变压器进行这些检查，就能够解决问题。(二)绕组异常电力变压器的绕组故障通常是由电气部件的接触不良或电流过大造成的。这种情况通常会影响电力系统的正常运行，并且会对整个系统造成严重的损害。操作人员必须仔细检查电力变压器的绕组，以确保不会出现短路或接地故障，避免在试验过程中发生意外3 。如果电力变压器的绕组出现故障，操作人员应立即断开电源，仔细检查各个线路的连接处和接地情况，以125新潮电子确保变压器能够正常运行。(三)油位异常电力变压器在正常运行状态下，其油位应该处于一个稳定的水平，然而由于环境的变化，油位的变动也会有所不同，因此，如果发现油位有所变动，应立即进行检查，确认设备是否有漏油的情况。随着油位的显著上升，应该密切关注环境温度变化，以确保电力变压器的正常运行。当环境温度变化无法影响油位时，应当仔细检查油标管和其他零部件，以确保无故障，并根据检测结果采取必要的措施，以确保电力变压器的安全可靠。（四）瓦斯保护异常经过深入分析发现，电力变压器的瓦斯保护故障有多种可能性，包括变压器本身的损坏、保护装置的失灵、变压器油位的急剧波动以及其他外界环境因素，均会对变压器的安全性产生重大影响。为了保证电力变压器的安全和可靠性，高压试验人员应当对其进行彻底而全面的检查，以确定可能导致瓦斯保护故障的原因，并采取有效措施加以解决。（五）自动跳闸故障电力变压器在高压试验中经常会出现自动跳闸故障，这通常是由两个因素造成的。第一，由技术工作者的专业技能水平较低，在实验过程中可能会出现操作失误，因此，应当采取有效措施，如定期检查外部线路，并严格按照规范进行操作；第二，内部线路问题，为了确保电力变压器的安全运行，技术人员应当仔细检查其内部线路和构件，以便准确识别导致自动跳闸的原因，并及时采取有效措施，以避免发生安全事故。四、电力变压器故障诊断方法分析(一）绕组直流电阻测量通过测量变压器绕组直流电阻，可以有效地检查和验证绕组的便利性、焊接质量等性能指标。当温度发生变化时，为了保证变压器的正常运行，其内部直流电阻的变化量必须保持在2%以内，这一要求必须严格遵守，而且为了更准确地确定其实际电阻值，还需要根据不同的环境条件进行调整。（二）测量绝缘电阻与泄漏电流及交流耐压试验通过测量变压器绕组和套管的绝缘电阻、极化指数以及吸收比等多种综合指标，可以更加精确地评估变压器的总体绝缘状况，从而更有效地发现变压器内部的缺陷，如绝缘受潮等，具有较高的灵敏度。相对于绕组绝缘电阻，测量泄漏电流的方法更加精确，可以快速发现隐藏在表面之下的细微缺陷。为了确保绝缘的第18 期（总第54 9 期）第18 期（总第54 9 期）质量，通常会进行破坏性试验，一般使用交流耐压法测量，可以帮助发现主绝缘各个部分存在的缺陷，例如绕组的主绝缘裂纹4 。(三）局部放电测量当电压施加于某些特定的物件或组件时，就可能引发局部放电，这种情况通常发生在导体的边缘、油膜和气体间隙等处，一般发生在复杂的变压器内部，特别是当设计不够完善或者在工艺过程中，可能会受到机械振动和材料质量的降低，从而产生气泡。由于外部电压的作用，很容易引发放电现象。随着气体无法有效排出，局部放电现象仍然存在，这种情况会导致变压器的绝缘老化加剧。因此，为了确保变压器的安全运行，特别是新安装的110 kV变压器，应当及时安排局部放电测量。（四）红外线测试一般而言，红外线检测被视为一种在线监测，可以用来检查变压器的发热状态，并且可以更好地了解变压器套管的油位。具体的操作步骤可以参考以下内容：第一，采取一般性的监控措施，以减少因电流影响而导致的设备局部或全身过热的问题，这种方法的适用范围较广，可以满足大范围的扫描检测需求。第二，采用高精度的方法，可以有效地检测设备内部的电流和电压缺陷，从而更加准确地定位设备的故障点。（五）油中溶解气体色谱分析在变压器发生故障前期，其内部结构往往会产生大量的气体，这些气体的种类和浓度各不相同。因此，利用色谱分析技术，可以对变压器内部的气体进行准确检测，从而更好地诊断和维护变压器的正常运行。一般来说，通过三比值法和特征气体法，可以更精确地检测油浸设备的故障类型和缺陷，尤其是针对局部电弧放电和局部放电等问题，这些方法可以有效地帮助相关人员发现故障点，并且可以通过分析绝缘油中的氢气、乙炔等杂质气体的含量和内部结构实现准确的故障诊断。通过三比值法，可以准确地测量变压器内部5种特征气体的含量比值，并以相应的编码方式识别变压器故障的性质，有效地检测变压器的故障特性，从而更好地保护变压器的安全运行。当发生故障时，由于变压器内部的油和绝缘材料的分解会导致温度和浓度显著升高，因此可以通过这些数据确定故障的种类和状况。（六）绕组频率响应分析通过绕组特征图谱测量，可以准确地识别变压器新潮电子绕组的状态，这一过程主要依靠绕组频率响应分析法，可以比较绕组扫频响应曲线与原始记录之间的差异，从而确定其中的波谷点、坡峰的频率和幅值是否相同，从而更好地掌握变压器的运行状态。另外，还可以通过研究机械力、电动力以及短路电流的影响，探究变压器绕组的尺寸、形状以及其他相关参数的变化情况。绕组变形是一种普遍存在的问题，可能导致器身位移、绕组扭曲，这些变形会严重损害系统的稳定性，因此必须加以及时处理。根据变压器的实际运行情况，为了有效地控制绕组变形，最大限度地减少损失，频响法应用于绕组变形测试时是一种有效的方法5。具体来说，可以采用正弦信号扫频法，即将特定绕组的一端接地，然后通过另一端测量所传递的信号，并利用传递函数进行计算，从而实现对绕组变形的有效监测。当频率发生变化时，传输函数也会相应地发生调整，这种现象被称为幅频响应，而相应的相位变化则被称为相频响应，这些都是绕组的频率响应。采用横向比较法，以相同的主变、电压等级的三相绕组频响曲线为基础，可以实现快速、便捷测试，而且无须被试，可以直接观察绕组变形情况。然而，其劣势也比较明显，如三相绕组的变形故障，这使诊断变得更加困难。五、结束语总之，为了确保电力变压器的正常和安全运行，进行高压试验是必不可少的。然而，由于外界环境、温度、湿度以及人为因素的影响，电力变压器在高压试验过程中会受到一定的挑战。为了确保试验的安全性和完整性，操作人员必须严格遵守相关规范，并且在可控范围内进行试验，以避免因外界因素对高压试验造成不利影响，从而最大限度地满足电网运行的基本要求。参考文献：1王胜龙.电力变压器的高压试验与故障处理.集成电路应用,2 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