摘要：变压器能够保证电力系统稳定运行，但是由于变压器运行环境比较复杂，很容易导致变压器出现故障，造成整个供电系统瘫痪，所以必须要对变压器故障进行详细的分析。
关键词：电气试验；变压器；故障分析
引言：
变压器是电力系统重要的变电设备，是电力系统之中最主要的组成部分，其运行状态直接影响系统的安全性。保证变压器的安全可靠运行将直接影响电网安全，对国民经济的发展具有重要意义。因此，为提高变压器运行稳定性与可靠性，要建立科学可行的故障检修制度，灵活应用各种电气试验，来确定各种运行数据，为检修人员提供更加准确的数据信息将其作为设备检修的依据，提高故障处理效率。
1、变压器的介绍
1.1变压器的组成以及类型
电力系统中变压器是安全保障的主要设备，功能性也比较齐全，是电力传输的核心，是电力正常运行供电的重要辅助设施。在目前电厂通常使用的变压器主要由三部分组成：初级线圈、次级线圈以及磁芯。变压器是利用电磁感应的原理，在磁能和电能之间相互转化从而将电能输送到用户家中。变压器作为现代社会发展的基础，因为其稳定、可以随意变化电压等优点大量应用于现代社会。［变压器主要分为以下几类：干式变压器、配电变压器以及使用较多的组合式变压器。
1.2变压器的缺点
世界上没有绝对完美的东西，变压器也同样如此。虽然变压器大量应用于现代社会，但是这并不代表变压器没有缺点。根据变压器在日常生活中的使用，人们观察发现，变压器主要有以下几个缺点：其一，变压器经常会出现接触不良的问题。变压器内部因为使用线圈（通常是铜线圈）经常会出现内部线圈和其他东西接触不良的问题。无论是哪一种原因导致的接触不良问题的出现，都会使得线路中的电流不稳定，不平衡，从而使得变压器无法正常的使用。变压器的开关是经常使用的东西，经过多次使用后，开关难免会出现一些接触不良的问题。并且，由于高压，在变压器中经常会多多少少地产生一些火花。在使用绝缘油的时候，油会在变压器的开关出形成油污，这些油污导致变压器内部的电阻增大，随之而来的就会导致部分接触面的灼伤。其二，在变压器中经常会使用一些性能并不优异的材料导致变压器整体绝缘性并不好。为了保证变压器内部的绝缘性，经常会使用一些绝缘油来增加它的绝缘性，但是这些绝缘油中肯定会含有一些杂质。这些杂质在高压下逐渐从油中分解出来，然后汇集在一起，当数量达到一定程度的时候，就会影响优质绝缘油的绝缘性，从而使得变压器绝缘性能不断降低而出现各种故障。
2、变压器主要的故障及原因
2.1绕组形变故障
在变压器中，如果因为短路电流而导致变压器内部受到冲击，就很容易出现绕组故障。电网中实际运行的电力变压器，经常会因为不同的原因而受到短路电流的冲击，其中最严重的就属于近期短路故障，短路冲击电流能够使得变压器的绕组承受的电动力瞬间升高至数百倍，导致绕组温度急速升高，所以线圈的机械能变弱，引起变压器绕组故障。当变压器遭遇短路电流冲击之后，很难承受如此强大的短路电动力，所以会产生故障，由于受到短路冲击而引发变速器故障已经逐渐成为主要的原因之一。在电力系统实际运行的过程中，要想检测短路冲击电流则必须进行离线检查，但是却并不能够灵活地反映出变压器绕组故障，而且准确性也不高，所以这就导致电力系统的稳定运行，存在一定的安全隐患。还有一些变压器的绕组线圈出现比较小的变形时，并没有破坏绝缘所有的检测都能够正常，这样就导致频率响应法以及短路电抗法，均不能够准确地判断绕组存在的故障。而在变压器故障诊断中，通过利用离线吊芯检查的方式，不仅会消耗大量的人力、物力、财力，对变压器自身也会造成一定的影响，所以必须要改进检测方式，通过实时在线准确地判断变压器绕组故障的原因。
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2.2铁芯故障
一般的变压器铁芯都是由非线性铁磁材料硅钢片构成，但是由于硅钢片在交变磁场中的长度会逐渐的变化，所以导致磁质伸缩影响了芯片励磁频率。当硅钢片的磁致伸缩率增大时，铁芯的形变量也会增加，导致铁芯的振动频繁，如果铁芯磁质伸缩变化周期是交流电压周期的一半，所以就会造成变压器铁芯振动频率以100Hz为基础，但实际上由于变压器铁芯的振动除了有基频振动以外，还包含基频整数倍的高频附加振动信号，导致磁致伸缩非线性以及铁芯内框和外框的磁路径长短存在区别，造成高次谐波分量，导致铁芯振动信号的波形并没有呈现出正弦分布。主要的原因在于变压器铁芯内部的绝缘层破损，或者出现纸板受潮的情况。如果变压器的油箱底部存在大量的油渍，很有可能导致自身的绝缘性能下降，当变压器箱体的金属零件出现脱落时，也会造成硅钢片局部短路的问题，而铁片内部的硅钢片表面，如果出现绝缘漆脱落的问题，也会造成铁芯暴露在空气中，引发变压器故障。
3、电气试验的作用
在电力行业中，无论是损耗严重的，还是容量较小的都需要进行试验，这种试验在变压器线路中的作用是非常巨大的。为了获取变压器运行当中的故障信息必须对其运行状态进行检测，提前预测并进行有效判断，所以故障检测的精度、反应速度等因素对检测的准确性有很大的影响，在电力设备预防性试验规程中，共有32项，这些项目包括了色谱分析、绕组试验、温度测验、电气试验、变压器油化试验、局部放电等六大类。通过这些试验，我们对变压器的状态会做出准确的评估。比如说进行的短路试验、直流电阻试验、绝缘油试验等都对整个电力运行是不可缺少的，这些试验可以避免很多事故的发生，可以减少很多的经济损失。电气试验可以准确地对变压器进行分析。了解变压器内部的情况，判断其内部是否已经发生了问题或者即将发生问题，然后使用相应的解决方案解决这些问题，为电力行业的工作人员带来了很大的便利，不再需要随时随地进行各个变压器的检查。
4、电气试验在变压器故障中的具体应用
电气试验是一种针对电气设备的全方位检测，根据采集数据评估故障状态下电力设备性能。利用一定的测量工具测量变压器在工作时产生的声音，然后对变压器油箱中油进行色谱分析，或者利用测位工具测定油的位置以及温度得到较为准确的数据，根据相关知识来判断是否出现问题而进行尽早的处理。
4.1绝缘油试验
在变压器内部一定要保证绝缘性，人们经过成千成万次试验发生油具有良好的绝缘性，而且油是液体，具有流动性，能够充满变压器的内部，从而排出空气，有着其他绝缘材料不具备的优势。另外，当使用油充满了变压器内部的时候，还可以阻止空气进入变压器中氧化材料，降低了因为空气氧化而减少材料寿命的风险。
4.2直流电阻试验
直流电阻试验就是将电路连接在直流电下，测定电路中的电阻，通过电阻可以反映出电路的导电性。因为变压器线圈经常有各种绕组，而绕组之间经常会发生短路或者断路，根据直流电阻试验可以判断出哪部分出现了问题。并且利用该试验可以很好地判断出变压器内部导线是否有问题，开关接触是否良好，导线接触部分是否安全。
4.3变压器短路试验
在一个地方建设了变压器后，当变压器运行的时候，不可避免地会出现各种各样难以预料的短路问题。在变压器使用中，最常见的短路主要有：变压器内部线圈因为绕组发生的线路短路；因为油箱设置不合理而出现的油箱电阻过大，导致这部分电路产生的热量过大而形成的短路等。
5、结语
进行预防性电气试验是变压器状态检修中非常关键的步骤，其试验方法有很多，本文只是列出其中几种。电气试验能有效检测出变压器的潜在问题，有助于以实现变压器故障的一体化处理。对变压器进行电气试验操作时，需要根据标准规定进行试验，规避问题，降低风险，保证试验安全。如果事故发生，则工作人员需要冷静面对，积极采取措施减少损失。
参考文献：
[1]汤晓明.电气试验在变压器故障分析中的应用研究[J].科技风，2018（31）：149.
[2]许强唯，刘军.电气试验在变压器故障检测中的应用[J].电子测试，2018（18）：103-104.
论文作者:任瑶
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/26
标签：变压器论文; 绕组论文; 故障论文; 电气论文; 电阻论文; 铁芯论文; 硅钢片论文; 《基层建设》2019年第7期论文;