电力变压器检修工作中的故障诊断与处理

李继满

摘 要：在变压器故障检修中，总结变压器故障诊断与处理。我们常用试验或其它方法来诊断变压器故障，分析确定是否需吊芯或吊罩处理。

关键词：变压器;检修;故障诊断;试验;处理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.160

0 引言

运行中的变压器难免发生故障，检修工作对变压器故障消除尤为重要。通过直观检查发现故障后，需利用有效手段诊断分析。变压器内部故障检修前，先要辨明保护动作特点，取油、气做试验分析，确定故障性质，明确试验项目，确定故障点以便做出详细检修方案。

1 变压器试验的类型

变压器试验主要有耐压试验、操作波试验、局部放电试验等。变压器出厂或投运前，要对其进行对应场合的相应试验，如出厂试验 ，投运前的交接试验等。在本文中我们主要概述变压器故障后用哪项试验来诊断故障及处理。

2 绕组变形检测

当变压器遭受短路电流冲击时，会因强大电动力作用导致绕组变形，严重时将直接造成突发性损坏事故。绕组发生局部变形也不可忽视，即使没有立即损坏，也有可能留下严重的故障隐患，如：绝缘间距发生变化，固体绝缘被损伤导致局部放电，当过电压作用时可能发生匝间、层间击穿，导致突发性绝缘事故，甚至在正常运行电压下，因局部放电的长期作用发生绝缘击穿;还会使绕组机械性能下降，抗短路能力降低等。故如何判断变压器绕组完好尤为重要。变压器在遭受短路电流冲击后，常用油中溶解气体分析、绕组直流电阻、短路阻抗，绕组的频率响应分析、空载电流和损耗等法来诊断绕组有无变形，确定绕组发生严重变形后，应对变压器进行吊芯或吊罩检查后处理。

3 绝缘电阻检测

测量绕组连同套管的绝缘电阻及吸收比或极化指数能有效地检查出变压器绝缘整体受潮、部分表面受潮或脏污、以及贯串性的集中缺陷，同时可以为耐压试验的可行性作参考，测量结果应换算至同一温度下进行比较，要综合判断，相互比较，在安装时绝缘电阻不应低于出厂试验时绝缘电阻测量值的70%。

铁芯、夹件、穿芯螺丝等部件绝缘结构简单，绝缘介质单一，测量这些部件的绝缘电阻能更有效地检出相应部件绝缘缺陷。35kV及以上变压器，应测吸收比。吸收比与出厂值相比应无明显差别，在常温下应不小于1.3;吸收比偏低时可以测量极化指数，不应低于1.5。绝缘电阻大于10000MΩ时，吸收比不应低于1.1或极化指数不低于1.3。

4 直流电阻测试

测量绕组直流电阻是考查变压器纵绝缘的主要手段之一，有时甚至是判断电流回路连接状况的唯一方法。它能判断出分接开关各分接位置接触是否良好、指示是否正确;引出线有无断裂;绕组引出线与导电杆接触情况;多股导线并绕的绕组是否有断股情况;变压器绕组接头焊接不良，变压器绕组匝间、层间短路等。测量变压器直流电阻时电流选择要恰当，测量中不得切换无励磁分接开关，避免电弧导致油质裂化甚至损坏变压器。1600kV·A及以下容量的三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的4%，线间测得值的相互差值应小于平均值的2%;1600kV·A以上三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的2%，线间测得值的相互差值应小于平均值的1%; 变压器的直流电阻与同温下出厂值比较，相应变化不应大于2%; 如电阻相间差在出厂时超过规定，厂家已说明了这种偏差的原因，则与以前相同部位测得值比较，其变化不应大于2%。

5 泄漏电流试验

测量泄漏电流的原理和测量绝缘电阻的原理本质上是相同的，能检出缺陷的性质也大致相同。测量前应避免设备外表潮湿、脏污、环境温度等因素对体积泄露电流的影响。它与绝缘电阻相比有试验电压高且可调，易使绝缘本身弱点暴露出来;还可以根据泄漏电流测量值换算出绝缘电阻值，可用泄漏电流和外加电压关系曲线测量吸收比来判断绝缘缺陷等。

6 介质损耗因数试验

当怀疑变压器整体受潮，油劣化，绕组上附着油泥及严重的局部缺陷时可用测试变压器介质损耗因数的方法进行检测。对电容较小的设备测介质损耗因数tgδ能有效地发现局部集中性和整体分布性缺陷，但对电容量较大的设备，只能发现绝缘的整体分布性缺陷。tgδ测量结果受表面泄漏、试验接线、温度及外界条件影响，应采取措施减小和消除。测量结果应换算到同一温度时的数值进行比较，20℃时500kV不大于0.6%，110～220kV不大于0.8%，35kV不大于1.5%。

7 变压比及接线组别测试

变压器变比试验可以检查出变压器绕组匝数比是否正确，检测分接开关的位置、接线是否正确，测试匝间是否短路，判断变压器并列运行的可行性，所有分接头的电压比与厂家铭牌参数比较应无显著差别，且应符合电压比的规律;电压等级在220kV及以上电力变压器，其电压比在额定分接头位置时允许偏差为±0.5%。电压在35kV以下，电压比小于3的变压器电压比允许偏差为士1%; 其他所有变压器额定分接下电压比允许偏差为士0.5%;其他分接的电压比应在变压器阻抗电压值的1∕10以内，但不得超过±1%。

当需判断变压器能否并列运行时，测量其接线组别相同是其项目之一，若参加并列的变压器接线组别不一致，将出现不能允许的环流。因此，变压器在出厂、交接和大修后都要测量绕组的接线组别。

8 耐压试验

电力设备的绝缘结构在运行中会受到工频工作电压、暂时过电压、操作过电压、雷电过电压的作用，为了保证绝缘结构能耐受过电压作用，绝缘结构须经冲击波耐压试验和工频耐压试验，并有足够裕度。对于全绝缘变压器常用单台高压试验变压器、串级试验变压器、串联谐振、并联谐振及串并諧振耐压来检测其主绝缘性能，对于半绝缘变压器利用感应耐压来检测纵绝缘和主绝缘。

9 结束语

随着科技的进步，新方法的研究也在不断开展，如改进BP神经网络的SVM变压器故障诊断新方法的研究与运用。在进行变压器故障诊断时，往往会遇到各种难题，在排除试验方法、接线、人员及仪器等因素后，经多次试验和几种试验方法得出的结果与历年试验数据对比，若所得出的数据都有问题，则说明被试设备有问题;经过综合分析、对比、判断、论证，确定设备问题后，应制定详细的检修方案进行处理。总之，变压器故障分析首先检查外观来直观判断，然后看保护动作情况，取油做试验分析，判断故障性质，再决定试验项目，得出结论后再决定是否吊芯或吊罩处理，处理完毕试验及验收合格后，方可投入运行。