摘要：近年来，随着我国社会经济的不断发展，社会各界对电力的需求量逐渐增加。在电力系统中，变压器是确保其稳定运行的重要设备，但是由于变压器运行环境相对比较复杂，很容易造成变压器出现故障，进而导致整个供电系统瘫痪，所以，必须要对变压器故障进行分析，进而提高变压器故障的处理效率。本文就对电气试验在变压器故障分析中的应用进行探讨。
关键词：电气试验；变压器；故障；应用
变压器主要是由初级、次级线圈以及磁芯等组成，是供电系统中的常用装置。在进行运作时，主要原理为电磁感应，从而可以为供电安全提供稳定、隔离、电压转换，阻抗变换、电流交换等作用。本文主要分析常用电压器出现故障的原因及运用电气实验进行故障判断的方法。
1、变压器故障处理分析
1.1常见故障
1.1.1绕组故障
在变压器运行过程中，经常会由于短路电流冲击电网，导致变压器绕组部分受到较为强力的异常电动力，这种情况下，绕组会急剧发热，进一步导致其线圈的强度下降，使绕组出现故障。通过对近几年相关绕组故障进行故障原因统计，结果进一步发现，有短路冲击导致的绕组故障问题，已经成为引发绕组形变的主要因素。而针对目前的电力运行及管理系统，进行检测，只能通过离线检查方式进行，并且在一定程度上反映出，这种方式存在不够灵敏，准确度较低等缺陷，为进一步处理故障，维护系统稳定安全运行带来了一定难度。我们尝试用频率响应法以及短路电抗法进行绕组线圈的胸片检查，进一步发现，当其形变范围较小时，绝缘部分很大程度上不会遭受破坏，变压器溶解含量分析呈现正常状态，在一定概率上，对其检测结果的准确性无法实现有效保证。除此之外，离线吊芯法作为一种传统故障诊断办法，在检查时也往往会对于变压器本身造成损害。因此，在研究这一故障检测方法时，必须保证检测结果的准确及降低变压器的损害率。
1.1.2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。
1.2故障处理必要性
为满足社会发展需求，近年来我国电力系统建设日益完善，各项基础设备的安装与维护重视度也不断提高，争取将各项检修维护措施落实到位，从根源上来消除各类隐患。变压器为电力系统建设与管理的核心设备，规格类型在不断更新，各项功能也更为完善，可以更好的满足大范围电网操作模式运行需求。变压器一般安装与运行环境比较特殊，多处于野外环境，受外界环境、气候、磁场、电场等因素干扰大，经常会因为机械损伤、化学腐蚀等原因产生运行故障。为有效应对好消除各种运行故障，可以采用电气试验方法，获得各种参数和数据，确定故障位置以及原因，为检修处理提供科学性依据，进一步促使变压器的可靠运行。
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2、变压器故障中电气试验的应用
2.1绝缘油试验
变压器的油箱内充满了变压器油，变压器油的作用是：绝缘、散热、测量、保护铁芯和绕组组件，延缓氧对绝缘材料的侵蚀。变压器内的绝缘油可以增加变压器内部各部件的绝缘强度，因为油是易流动的液体，它能充满变压器内部之间的任何空隙，将空气排除，避免了部件因与空气接触受潮而引起的绝缘降低。其次，因为油的绝缘强度比空气大，从而增加了变压器内部各鼻尖之间的绝缘强度，使绕组与绕组之间、绕组与铁芯之间、绕组与油箱盖之间均保持良好的绝缘。绝缘油试验主要包括：外观、水溶性酸pH值、酸值、闪点、含水量、击穿电压、界面张力、体积电阻率、油中含气量。
2.2直流电阻试验
进行直流电阻试验时，需要严格按照专业规范将测试仪测量线与变压器绕组出线端子进行可靠连接，然后对高压侧线各档以及低压侧线组的直流电阻进行测量，包括所有分接位置，正确读取测量值并登记。同时，为保证试验结果的可靠性，还需要对测量环境温度、操作条件等内容进行如实记录。并且，完成所有测量工作后，还应先进行放电处理，然后将连接的测量线全部拆除，关闭测量仪器电源放置规定位置。通过试验测量得到的数据，代表了变压器的导电性，可在一定程度上反映出变压器内部导线、导线接头以及各开关接头的接触性，对比后可判断存在的问题。整个试验过程操作简单，但是可以得到可靠的数据，可以确定变压器内各绕组是否存在短路或断路问题。
2.3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。
2.4短路试验
变压器的短路试验是测量额定电流下的短路损耗和阻抗电压，其电源和测量线路与空载试验一样，所不同的是非电源侧的绕组要人为短路。按照规定，220kV及以上相间偏差≤2%，初值差≤3%；110kV及以下相间偏差≤3%，初值差≤5%。通过变压器短路试验，可以发现的缺陷有：变压器的各结构件（屏蔽、压环和电容环、轭铁梁板等）或油箱壁中由于漏磁通所引起的附加损耗过大和局部过热、油箱箱盖或套管法兰等附件损耗过大和局部过热、带负荷调压的电抗绕组匝间短路、大型电力变压器低压绕组中并联导线间短路或换位错位。通过测量阻抗电压可以发现在运行中变压器出口侧发生短路，变压器内部几何尺寸的改变。
3、结语
因为涉及到人们的日常生产和生活，人们对电力行业的正常运行越来越关注。考虑到变压器在电力行业中的重要作用，电力公司想要让整个电力系统安全的运行下去，就必须先解决变压器使用安全的问题。而电气试验作为新时期解决变压器故障的一种行之有效的方法，因为其省时省力，方便快捷，准确无误而大量应用与电力行业的检查维修中。电气试验不仅可以减少电力公司的损失，还可以延长材料的使用寿命，更可以保证电力行业的运行。
参考文献
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[4]龙光权.电气试验在变压器故障分析中的应用[J].通讯世界，2016(02):268-269.
论文作者:张国亮
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：变压器论文; 绕组论文; 电流论文; 故障论文; 测量论文; 铁芯论文; 电气论文; 《电力设备》2019年第4期论文;