摘要：随着社会用电量大幅度增长，变压器承载的电压调度荷载也日益扩大，导致变压器设备故障率明显增加。通过电气试验可以实现变压器故障的一体化处理，按照设定数据执行可行的方案，不仅掌握了变压器性能变化状态，也实现了故障分析结果的标准化，从而提高了变压器结构性能的稳定性。文章就对电气试验在变压器故障分析中的应用，阐述了电气试验在变压器故障分析中的应用。
关键词：电气试验；变压器；故障分析
1 变压器故障处理必要性
近年来，电力科技水平不断提升，电网调度系统所配备的专用电力设备更加多样化，变压器是未来电力工程改造不可缺少的装置。从实际应用情况分析，变压器所设定的功能类别较多，适应了大范围电网操作模式运行要求，从而促进了变压器的普及应用。变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压的设备，会受到电场的作用、导体发热的作用、机械力损伤、化学腐蚀作用以及大气条件的影响等，在这些外界因素的影响下，可能逐渐产生缺陷，甚至发展为故障，而电气试验是能够保证电力变压器安全运行的重要措施，对发现变压器缺陷、诊断变压器故障性质具有决定性的作用。
2 变压器故障分析的直观判断方法
2.1 油温异常
正常负荷及正常冷却情况下，变压器的油温不断升高，其主要原因有：由于涡流或夹紧铁芯用的穿芯螺丝绝缘损坏，均会使变压器油温升高，另外绕组局部层间或匝间短路，内部接点有故障，接触电阻加大，二次线上有大电阻短路，也会使油温升高。
2.2 渗漏油
渗漏油是变压器常见的缺陷，渗与漏仅是程度上的区别，渗漏油常见的部位及原因有：阀门系统，蝶阀胶材质安装不良，放油阀精度不高，螺纹处渗漏；胶垫接线桩头，高压套管基座流出线桩头，胶垫较不密封，无弹性，小瓷瓶破裂渗漏油；设计制造不良，材质不好。
2.3 油色异常，有焦臭味
新变压器油呈微透明、淡黄色，运行一段时间后油色会变为浅红色。如油色变暗，说明变压器的绝缘老化；如油色变黑（油中含有碳质）甚至有焦臭味，说明变压器内部有故障（铁心局部烧毁、绕组相间短路等），这将会导致严重后果，应将变压器停止运行进行检修。
3 电气试验在变压器故障分析的必要性
随着变压器内部或外界自然环境的变化，会导致内部零件损害，内部零件的使用是有期限的。电力系统工作人员需要定期检修，要刊故障进行初步分析，首先要观察所示各个数值是否合理，判断是否有出现故障的风险。通过多次采集数据，避免数据的偶然性造成判读错误；然后，检查设备的结构、零件是否损坏，有无生锈，是否会影响功能；最后，从整体上监控该变压器运行状态，判断出发生故障的原因。
由于电气试验种类繁多，可以根据初步定的故障方向再进行电气试验，要是全面进行，既浪费时间又浪费金钱。根据以上的初步分析能得出故障出现的初步方向，然后采取目的性的试验，有利于缩短诊断时间，能达到事半功倍的效果，从而能更好的定性，可以做到早发现早处理。在电气试验中，要根据多种因素进行试验，试验必须严格按照操作规程，保证取得的数据真实可靠，才便于变压器故障的提前发现或诊断故障，更好的保护变压器。电气试验对于变压器故障的发现有重要的辅助作用，对于有些故障频繁出现，但是判断起来很难，通过电气试验，减轻了电力工作人员的工作量，研究电气试验有利于分析变压器的故障。
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4 电气试验在故障分析中的应用
变压器在运行过程中，由于受到出厂工艺、外界环境影响、内部杂质作用、承载的负荷大小、变压器损耗、出线侧故障等多方面因素的影响，往往会出现一些缺陷甚至故障，而这些缺陷及故障会对其他电气设备的运行、对电力系统造成巨大的危害，所以需要通过必要的试验手段，来发现这些缺陷、排除故障。
4.1 变压器短路试验
通过对变压器的短路试验可以求得变压器的负载损耗Pk和短路阻抗Zk，变压器的短路阻抗是指在额定频率和参考温度下，一对绕组中、某一绕组的端子之间的等效串联阻抗Zk=Rk+jXk。由于它的值除计算之外，还要通过负载试验来确定，所以习惯上又把它称为短路电压或阻抗电压。阻抗一般使用百分比来表示，即uz=（Uz/U1n）*100%。短路试验可以再任何一侧进行，但由于试验过程电流过大，可达到额定电流，而锁甲电压Uk很低，因而通常将高压线圈接至电源，而将低压线圈直接短路。
4.2 控制空载试验，优化局部放电试验
确保优化不同电压交流耐压试验和三相空载试验方案，保证局部放电试验模块的有效开展，有效控制放电量，以满足工程的规范需要，保证各个部分的放电合格性，保证局部放电的有些测量，实现放电量的整体控制，从而满足规程的设计需要，保证变压器的出厂试验模块的优化，从而满足出厂工作的需要。事实说明，铁心与夹件的虚接是造成故障的直接原因，即夹件中有螺丝松动的地方接地不良。在局部放电试验中，接地不良最易引起夹件的共振和悬浮电位，悬浮电位容易使铁心放电，从而影响放电在变压器的装配工艺。所以，必须严格控制每一道工序，在制造时采用高压试验方法检测制造工艺的合格性。
4.3 直流电阻试验
直流电阻试验时，确保测试仪的四根测量线和变压器绕组的出线端子连接正确，用变压器直流电阻测试仪测量高压侧线组各挡或低压侧线组的相电阻（即直流电阻），有分接的绕组所有分接位置都应测试，提好测试线，打开仪器电源开关对被测试绕组充电，读取显示的测量值，记录试验结果和环境温度，测量后注意先放电后拆换测量线和关掉仪器电源。所测得的电阻，主要是观察变压器的导电性，该试验能较好的判断变压器内部导线、导线接头以及各个开关接头是否接触良好，试验比较简单，但作用很大，把测得的数据和出厂数据进行对比，相应变化一般不大于2%。变压器内有各种绕组，各绕组间容易发生短路或断路现象，通过变压器直流电阻试验，可以检查出来。
4.4 绝缘电阻和泄漏电流试验
当直流电压作用于介质上时，通过介质中有传导电流、吸收电流和几何电流等三部分电流。其中几何电流是极短暂的充电电流，加压瞬间很大，然后很快下降到零。传导电流即泄漏电流，它是电导电流，与加压时间无关，表现为恒定的值，它的数值反映着绝缘内部是否受潮、表面脏污或有无局部缺陷。传导电流对应为测量的绝缘电阻值。吸收电流则与测量的绝缘电阻吸收比密切有关。测量变压器绕组绝缘电阻、吸收比（极化指数）、泄漏电流能有效地检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷，如绝缘子破裂、引线靠壳等缺陷。
结束语：
变压器的正常运行离不开电气工作人员的维护保养，经常巡查变压器，记录各数据，对比分析数据，可以很好地监测变压器的运行状态，保证了变压器的安稳可靠运行，减少事故的发生，可以一定程度上减少设备配件的费用，提高变压器的使用寿命。
参考文献：
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[2]电气试验在变压器故障分析的应用[J]. 李洋，李朋，田新，曹书强. 通讯世界. 2016（13）
[3]变压器常见故障分析[J]. 刘定坚. 黑龙江科技信息. 2014（32）
[4]变压器常见故障产生原因与技术处理[J]. 匡海军. 黑龙江科学. 2014（11）
论文作者:张保生,叶文勉,吴军,郑军超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/2
标签：变压器论文; 故障论文; 绕组论文; 电流论文; 电气论文; 电阻论文; 测量论文; 《电力设备》2017年第18期论文;