特变电工股份有限公司新疆变压器厂 新疆昌吉 831100
摘要：电力变压器在电力系统电气设备中非常关键，对整个电力系统的可靠、安全供电影响巨大。如今，因国内电力行业的发展速度比较快，而且电网的容量也在不断增加，对超高压和特高压电力系统的建设需求逐渐提高。由于建立了容量大、区域大的互联和西电东送等复杂系统，因此对我国电力系统的稳定、安全、可靠运行提出了更高的标准。鉴于此，本文就电力变压器绕组状态检测技术应用现状 展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：变压器；绕组变形；检测方法
1.电力电网中变压器的作用
1.1变压器功能
1.1.1使用变压器控制输出电压
电器设备正常工作时的电压是电器的额定电压值，也是电器允许的最大电压。因为设备或者设备的型号不同，所以具有不同的额定电压值，为了保证设备正常运行，往往需要使用变压器控制输出电压，其主要通过变压器内部原副线圈的匝数比实现。
1.1.2利用变压器原理设计互感器
众所周知，电流电压表在测量交流电压或者电流时均具有一定的测量范围，不允许直接接触大电压或者强电流，为了便于测量，往往采用变压器调整高电压或者强电流，使其达到测量范围内，这种变压器就叫做互感器。举例来说，就是将变压器的原线圈与被测电路串接，将副线圈接入仪表内部进行测量。
1.1.3运用变压器高压输电
发电厂在输送发电机的电能时，一般采用高压输送的形式传输电能，其主要利用变压器对发电机产生的电能进行先升压再传输的方式。采用这种方式原因是当输电功率相同时，若传输电压较高，则电流较小。采用这种方式可以最大程度减小电流，进而减少电流热损耗和远距离传输成本。
1.2变压器故障对电网的影响
一般可将变压器的故障按内外的形式进性划分，变压器内部故障就是油箱内部，主要为变压器的内部铁芯烧毁、匝间短路、线圈的层发生相间短路以及接地短路等。对变压器来说，如果发生上述故障，极易产生电弧，导致绝缘物质气化，严重时甚至会引起爆炸。因此，当发生内部故障时，应及时进行切断处理。相对来说，油箱外部即为外部故障，主要为引出的线路与绝缘套管发生相间与接地短路，极易造成绕组、铁芯等产生形变，从而影响性能。
1.2.1变压器的内部故障及危害
变压器内部发生的主要故障为匝间短路、相间短路和单相接地。其中：匝间短路指内部单相绕组的各匝之间产生短路现象；相间短路指发生在各相绕组之间的短路；单相接地发生在引出线与外壳或单相绕组之间。由于变压器产生内部故障时会出现较高的短路电流，其具有较高温度的电弧，能够分解变压器中的油与绝缘材料生成大量热气，促使变压器外形产生形变。同时，由于高温会导致内部绕组和铁芯等被烧毁，甚至造成变压器产生爆炸。因此，当发现故障时，应及时进行切除处理。
1.2.2变压器外部的故障及危害
变压器油箱以外为外部故障，指引出线和绝缘套管发生的故障。变压器的外部故障一般为两种：一为相间短路，指引出线之间产生的短路现象；二为单相接地短路，指绝缘管网络被破坏而产生的故障。变压器外部故障会导致低高压绕组、铁芯、夹件等发生形变。
2.变压器绕组变形测试方法
2.1频率响应法
频率超过1kHz时，变压器每个绕组可看成一个由电容、电感等分布参数构成的无源线性双端网络。该网络的结构特性由传递函数H（jω）决定，H（jω）随ω变化的曲线就是频率响应特性曲线，是对变压器特性的描述。如果绕组变形，必定引起分布电感、电容等参数变化，导致传递函数H（jω）的零点和极点发生变化，从而改变网络的频率响应特性，频率响应特性曲线就发生改变，进行横、纵向比较就能判断绕组变形情况。由于传递函数H（jω）对电感、电容变化反应灵敏，因此，频率响应法不但能灵敏的反应宏观上的绕组扭曲、拉伸、鼓包、崩塌、移位等宏观上的变形问题，还能就匝间短路、断股、分接开关接触不当、铁心接地故障、引线连接不当或移位等细小的局部性问题灵敏反应，因此，频率响应法是目前主要的测试方法。
但是，频率响应法属于高频弱电测试方法，在现场测试中易受到各种干扰因素的影响，引起误判；另外，频率响应法对移位和整体性的移位判断不准确。
3.大型变压器线组检测法
3.1低压脉冲信号激励检测法
最新提出的方法有低压脉冲法，这种方法是由一个波兰的学者提出的，它的依据主要在变压器中存在电容，电阻和电感。而这些的，大小都和变压器的外形参数以及内在的参数有着密切的关系，因此在变压器外形或者内部参数发生改变的时候，这时候变压器对低压脉冲的响应和正常工作时是不同的。通过比较两次脉冲响应的不同，从而判断变压器内部是否出现变形。但是这种检测方法也存在相应的缺点，主要体现在受外界电磁干扰较大，而且这种检测方法仅仅能检测线组是否出现形变而不能检测具体出现形变的位置。
3.2变压器内部振动检测
第二种方法是振动法，振动法就是在变压器上贴上传感器正常工作时记录相应的参数。当变压器发生故障时，这时震动的参数，就与正常工作时震动的参数不同，而各个部位进行相应的判断，就能较准确的判断出是有哪个部位发生了故障。这种方法的优点是检测系统与电力系统是相互独立的，通过两个相互独立的系统，可以比较安全的进行相应的检测。而这种检测方法的缺点是在变压器工作的时候振动传感器接受到的信号容易受到油箱外部结构件的干扰。
3.3变压器内部图像传输
第三种方法是内窥镜法这种方法与医学上的内窥镜法相似。利用这种内窥镜法，就是需要现场的安装就能对变压器进行相应的检测。通过内窥镜上的高清数字信号传输对变压器的内部情况进行相应的分析。但是这种检测方法存在的缺点是内窥镜容易将外界的杂质带入变压器中。
变压器的检测方法诸如此类，但是它这个可以分成两种，第一种通过某种方法保存变压器的正常工作信号，然后通过检测信号有工作信号进行对比，比较出变压器是否存在故障或者故障的发生位置。第二种就是通过某种方式将变压器的内部情况展现出来，进行相应的分析判断变压器是否存在故障。这两种方法所针对的情况是不同的信号检测检测的是变压器内部的情况这种检测可以很好地通过相关数据的分析来得到变压器内部参数的情况。后者可以得到变压器的形状变形，这种检测方法使得发现问题的位置更为清楚两者的集合，使得检测更准确。结语
随着国内电压等级的不断提升，对变压器运行的安全性和稳定性提出了更高的要求，本文基于频响法和振动带电检测法两种方法阐述了其技术应用现状。总体来说，带电检测法可在不停电的情况下使用，可以耐受多次短路冲击，反映出变压器抗短路能力的变化，是一种保持变压器运行稳定性，维护电网安全的有效检测方法，应该在后期进行更深入的研究和推广。
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论文作者:孙银年
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/6
标签：变压器论文; 绕组论文; 故障论文; 电压论文; 发生论文; 电流论文; 频率论文; 《防护工程》2019年9期论文;