聯(lián)系人：翟經(jīng)理
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變壓器故障的種類多種多樣，按故障發(fā)生的部位可分為外部故障和內(nèi)部故障；按故障發(fā)生的過(guò)程可分為突發(fā)性故障和長(zhǎng)年累月逐步擴(kuò)展而形成的故障，這些故障可能相互影響、轉(zhuǎn)化，使故障更趨嚴(yán)重。
變壓器故障分析和診斷的方法很多，主要有直觀檢查方法、電氣預(yù)防性試驗(yàn)方法、油中溶解氣體分析法(DGOA)、專家系統(tǒng)(TFDES)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法(TFDANN)、智能型系統(tǒng)法(TFDAI)幾種。
一、直觀檢查方法
1.溫度過(guò)高或聲音異常
其原因可能是過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、環(huán)境溫度超過(guò)40℃、冷卻系統(tǒng)故障、漏油引起油量不足等。
2.振動(dòng)、響聲異常及有放電聲
其原因可能是電壓過(guò)高或頻率波動(dòng)，緊固件松動(dòng)，鐵芯緊固不良，分接開(kāi)關(guān)動(dòng)作機(jī)構(gòu)異常，偏磁現(xiàn)象等，外部接地不良或未接地的金屬部分出現(xiàn)靜放電，瓷件、套管表面粘附污穢引起局部火花、電暈等。
3.氣味異常或干燥劑變色
其原因可能是套管接線端子不良或接觸面氧化使觸頭過(guò)熱產(chǎn)生異味和變色，漏磁通、渦流使油箱局部過(guò)熱，風(fēng)扇、潛油泵過(guò)熱燒毀產(chǎn)生的異味，過(guò)負(fù)荷造成溫升過(guò)高，外部電暈、閃絡(luò)產(chǎn)生的臭氧味，干燥劑受潮變色等等。
4.油位計(jì)指示大大低于正常位置
其原因可能是閥門、密封圈部位焊接不好或密封不良漏油，油位計(jì)損壞漏油，以及內(nèi)部故障引起噴油。
5.瓦斯繼電器的氣室內(nèi)有氣體或瓦斯動(dòng)作
其原因可能是內(nèi)部局部放電，鐵芯不正常，導(dǎo)電部分過(guò)熱。
6.防爆裝置的防爆膜破裂、外傷及有放電痕跡
其原因可能如瓦斯、差動(dòng)等繼電器動(dòng)作，一般為內(nèi)部故障。
7.瓷件、瓷套管表面出現(xiàn)龜裂、外傷和放電痕跡
其原因可能是過(guò)電壓或機(jī)械力引起。
幾乎所有的故障一開(kāi)始都是經(jīng)直觀檢查發(fā)現(xiàn)的，它是發(fā)現(xiàn)故障的zui開(kāi)始和必經(jīng)的步驟。但要進(jìn)一步分析原因，必須利用有效的檢測(cè)手段來(lái)診斷。
二、電氣預(yù)防性試驗(yàn)方法
試驗(yàn)項(xiàng)目次序基本上是按照項(xiàng)目的重要性排列的。在總共32個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目中，有些是在變壓器解體后才能進(jìn)行的，有些是與其它項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行或附帶進(jìn)行的，有些是變壓器投運(yùn)前或投運(yùn)后的例行檢查、試驗(yàn)項(xiàng)目，有些項(xiàng)目在特殊情況下進(jìn)行，而交流耐壓試驗(yàn)是一種破壞性試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)變壓器的要求很高，現(xiàn)場(chǎng)條件一般很難滿足，所以是變壓器絕緣水平的一種考核項(xiàng)目。
有資料表明，同一電壓等級(jí)、同樣容量、同一規(guī)格的變壓器，其絕緣電阻值有時(shí)會(huì)相差比較大，這并不能說(shuō)明這些變壓器絕緣水平有差距，而往往是因?yàn)樽儔浩鹘^緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、絕緣材料選用的不同所致。但是，對(duì)于鐵芯、夾件、穿心螺栓等部件，測(cè)量絕緣電阻往往能反映故障、說(shuō)明問(wèn)題。
這主要是因?yàn)檫@些部件的絕緣結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、絕緣介質(zhì)單一，正常情況下基本上不承受電壓，絕緣更多的是起“隔爆”作用，而不象繞組絕緣要承受高電壓。
實(shí)踐表明，對(duì)于電容性設(shè)備，如電容型套管、電容式電壓互感器、耦合器電容器等，測(cè)量tanδ和電容量Cx(實(shí)際上是根據(jù)Cx的變化量ΔCx進(jìn)行判斷)仍然是故障診斷的有效手段。不僅如此，tanδ和電容量Cx已經(jīng)從離線測(cè)量發(fā)展到了在線監(jiān)測(cè)階段。
絕緣油試驗(yàn)、油中含水量、油中含氣量以及油中糠醛含量測(cè)量都屬于油試驗(yàn)或油化驗(yàn)的范疇。而作為一種故障診斷方法，油試驗(yàn)似乎沒(méi)有得到應(yīng)有的重視。造成這種狀況的原因之一在現(xiàn)場(chǎng)，在實(shí)際工作中，有時(shí)會(huì)發(fā)生這樣的事情：對(duì)同一臺(tái)設(shè)備取油樣，高壓試驗(yàn)班的結(jié)果與油化驗(yàn)班的結(jié)果有較大出入。
實(shí)例：
對(duì)110kV少油斷路器做泄漏電流，試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：泄漏電流值超標(biāo)，初步判斷絕緣拉桿受潮。而這時(shí)，油化驗(yàn)的結(jié)果也顯示，油中含水量超標(biāo)。zui后的檢查結(jié)果是，斷路器頂部將軍帽有砂眼，下雨時(shí)進(jìn)水。油化驗(yàn)的結(jié)果有一定分散性，這種分散性來(lái)源于取樣、送檢、化驗(yàn)全過(guò)程。其實(shí)，油中溶解氣體分析也有類似的問(wèn)題，例如分析CO2的含量時(shí)，要防止油中特征氣體的逸出、回溶、外界氣體的侵入。因?yàn)榭諝庵斜緛?lái)就含有約0.3%的CO2。
總的說(shuō)來(lái)，油化驗(yàn)在變壓器故障診斷中還是有較大價(jià)值的。比如：糠醛含量的大小能夠反映絕緣的老化程度；絕緣油的耐壓試驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明油質(zhì)的好壞等等。
1.局部放電測(cè)量和繞組變形檢測(cè)
導(dǎo)致繞組變形的原因主要有：
①繞組絕緣和機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度先天不足，繞制工藝粗糙，承受正常容許的短路電流沖擊能力差；
②變壓器出口短路，出口短路形成的巨大的短路沖擊產(chǎn)生的電動(dòng)力使繞組扭曲、變形。變壓器繞組變形檢測(cè)正成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，同時(shí)也是一項(xiàng)必須突破的故障診斷技術(shù)。根據(jù)資料介紹，可以采用頻譜法等來(lái)檢測(cè)變壓器繞組變形，但目前還沒(méi)有形成相應(yīng)的判斷標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
在現(xiàn)有的條件下，對(duì)變壓器繞組嚴(yán)重變形故障的診斷可以通過(guò)變壓器空載試驗(yàn)、短路試驗(yàn)及阻抗測(cè)量實(shí)現(xiàn)。當(dāng)繞組發(fā)生變形時(shí)，變壓器內(nèi)部的磁路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，空載電流及損耗、短路損耗及阻抗會(huì)發(fā)生一定的變化，通過(guò)橫向相間比較、縱向歷史數(shù)據(jù)比較，有可能判斷。
三、油中溶解氣體分析法
通過(guò)油中溶解氣體分析試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：任何一種特定的烴類氣體的產(chǎn)生速率隨溫度變化，在特定的溫度下，有某一種氣體的產(chǎn)氣率會(huì)出現(xiàn)zui大值；隨著溫度升高，產(chǎn)氣率zui大的氣體依次為CH4、C2H6、C2H4、C2H2。
過(guò)熱、電暈和電弧是導(dǎo)致油浸紙絕緣中故障特征氣體產(chǎn)生的主要原因，這些故障特征氣體主要有：H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H6、C2H4、O2和N2。總烴是指CH4、C2H2、C2H6、C2H4這4種氣體的總量。
由于分接開(kāi)關(guān)接觸不良，鐵芯多點(diǎn)接地和局部短路，導(dǎo)線過(guò)電流發(fā)熱和接頭不良等變壓器內(nèi)部裸金屬過(guò)熱引起油裂解的特征氣體，主要是CH4、C2H4，其次是C2H6。
變壓器內(nèi)部發(fā)生各種性質(zhì)的故障都要產(chǎn)生H2，當(dāng)H2含量偏高時(shí)，可能是變壓器中進(jìn)水.變壓器主要的絕緣材料是絕緣油、絕緣紙和板等，在運(yùn)行中將逐漸老化。絕緣油分解產(chǎn)生的主要?dú)怏w是氫、烴類氣體，而絕緣紙等固體材料分解產(chǎn)生的主要?dú)怏w是CO和CO2。
變壓器發(fā)生低溫過(guò)熱性故障，因溫度不高，往往油的分解不劇烈，因此烴類氣體的含量并不高。而CO、CO2含量變化較大，故而用CO和CO2的含量判斷變壓器固體絕緣老化狀況。
基于油中溶解氣體類型與內(nèi)部故障性質(zhì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提出了多種以油中特征氣體為依據(jù)的判斷設(shè)備故障的方法。
油中溶解氣體分析方法是充油電氣設(shè)備內(nèi)部故障早期診斷的有效方法，這不僅為IEEE所認(rèn)可，而且被實(shí)踐所證實(shí)。對(duì)于電氣設(shè)備中充油量zui大的電力變壓器，油中溶解氣體分析自然是非常有效的故障診斷方法。
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