电气试验在变压器故障分析中的应用分析

电气试验在变压器故障分析中的应用分析

曹伟伟 陈少帅

特变电工沈阳变压器集团有限公司  辽宁 沈阳 110000

摘要：变压器故障一直是影响城市电力系统运行质量的主要问题。工作人员可以通过合理利用电气测试的优势协助维护，更快地找出变压器故障的原因，也将保证目标电力系统的运行质量。由此可见，电气测试技术在城市电力系统的维护中起着关键作用。相关人员应正视电气测试，并合理利用其优势协助工作。目前，上述工作已得到有效实施，电气试验在变压器故障检修中的应用效果显著提高。

关键词：电气试验；变压器；故障分析；应用分析

1 电气试验的作用

在电力行业中，变压器直接影响着整个电力传输，也是保障人们日常用电的重要设备。因此，短路测试、直流电阻测试、绝缘油测试等是非常重要的环节，也是能源运行过程的重要组成部分。通过这种科学合理的测试，可以有效降低事故发生的概率，减少不必要的经济损失。电气测试可以通过科学合理的测试方法准确判断和分析变压器的问题，深入了解变压器内部情况，准确判断变压器内部可能出现的问题，并及时制定相应的解决方案，为从业人员的日常检查工作提供了极大的便利，从而增加了从业人员的经验，提高了测试数据的准确性和结论的可靠性。

2变压器常见故障及原因

2.1绕组变形故障

绕组变形故障是变压器运行中常见的故障。当变压器受到短路电流的影响时，内部元件在短路电流的冲击下会产生绕组故障。短路故障是近期最严重的绕组变形故障类型。在短路冲击电流的影响下，变压器绕组需要承受的电动值瞬间上升到数百倍，绕组温度也急剧上升，影响了变压器线圈的机械性能，从而导致绕组故障。此外，一些变压器的绕组线圈在短路冲击电流的影响下会变形。传统的短路电抗法和频率响应法难以有效地检测绕组变形故障。离线挂芯检查法虽然可以检测绕组变形故障，但需要大量人力、物力和财力，会对变压器绕组本身造成严重损坏。

2.2核心故障

铁芯是变压器的重要组成部分，由非铁磁性材料硅钢片组成。在变压器运行过程中，会产生交变磁场。交变磁场会影响硅钢片，改变硅钢片的长度，并引起磁致伸缩。这种现象将对芯片激励频率产生很大影响。正常变压器铁芯振动频率为100Hz。然而，当硅钢片的磁致伸缩率增加时，铁芯变形也会越来越大，导致铁芯频繁振动。事实上，除了基频振动之外，核心振动还包括高频附加振动信号，这些信号是基频振动的整数倍。此外，油箱底部的油污和变压器铁芯内部绝缘层的损坏会降低变压器的绝缘性能。当绝缘漆脱落时，铁芯会暴露在空气中，导致变压器故障。

2.3接触不良故障

接触不良也是变压器长期运行过程中容易发生的一种故障。大多数变压器内部由铜线圈制成，容易导致与其他线圈接触不良。当变压器接触不良时，将严重影响供电系统的电流稳定性。当变压器运行时，过高的开关频率也会影响变压器的使用寿命，重复操作也会造成接触不良。当变压器电压过高时，变压器运行过程中会出现电火花。绝缘油也会产生油污染，从而增加变压器的电阻。当变压器电阻增加时，接触面将燃烧。如果变压器不符合生产规范和标准，也会导致接触不良故障。

3电气试验在变压器故障分析中的具体 应用

3.1 绕组直流电阻试验

绕组直流电阻试验是变压器电气试验的主要项目。在电力设备的预防性检测中，变压器大修、出口短路和空载开关调整是绕组直流电阻测试的重要项目。在试验过程中，必须有效地检测变压器绕组的橡胶断裂和匝间短路。测试人员需要将相应的仪器与变压器正确连接，使用仪器检测、计算和记录变压器的直流电阻，确保测试数据的真实性和准确性。为了进一步确保电气测试结果的准确性，需要确保测试现场的环境温度和湿度符合要求，并严格按照电气测试标准进行测试。测试完成后，需要对变压器和仪表进行放电，然后断开它们，并分析相关数据，以确定绕组的直流电阻是否异常。转换直流电阻时，必须确保数据变化不大于初始值的2%。

3.2绝缘电阻吸收比和极化指数试验

绝缘电阻吸收比和极化指数测试主要用于检测变压器的绝缘性能。从电气测试中获得的数据可以帮助诊断变压器的水分、污垢和老化，也可以用于诊断一些穿透性缺陷。测量绝缘电阻吸收比时，必须在1分钟内测量绝缘电阻值，并根据环境温度影响下绝缘电阻值的变化纵向比较原始电阻值。在正常条件下，测量的绝缘电阻值与之前的电气测试相比不会发生显著变化，其值需要保持在出厂值的70%以上。在电气试验中，技术人员需要根据自己的工作经验，对不同规格型号的变压器做出合理的判断。一方面，必须确保绝缘电阻吸收比大于1.3；另一方面，在测试大容量变压器时，有必要根据干燥过程合理确定电阻的绝对值。通常，需要比较600s和60s时的绝缘电阻比。在正常工作条件下，变压器的极化指数大于1.5。在极化指数的检测过程中，需要根据检测过程中的温差来确定绝缘电阻的转换系数；必要时，需要采用其他测试方法，以满足绝缘结构更复杂的电气测试要求。

3.3 绝缘介质损耗试验

变压器在正常运行过程中，由于长期使用、放电、极化等因素，其内部绝缘介质会丢失。绝缘介质损耗的检测可以全面掌握变压器的工作状态，有效防止绝缘介质损坏引起的故障和事故。绝缘介电损耗测试主要用于检测变压器内部绕组的主要局部缺陷，并检测其是否存在整体水分或油裂纹。由于绝缘介质的损耗率与变压器的工作环境直接相关，因此在电气测试过程中，必须确保测试环境的干燥，并使用屏蔽线，以减少周围环境对电气测试数据的不利影响。在介质损耗过程中，功率因数角通常≠90°，需要功率因数角的正切值来确定介质损耗因数。一般来说，在绝缘介质性能良好的情况下，施加电压与功率因数角正切曲线基本重合，存在向上弯曲现象。随着绝缘介质性能的降低，切线曲线将更大，并且会更早地向上弯曲。在绝缘介质老化的情况下，切线曲线将小于正常曲线；在潮湿的情况下，切线曲线会随着电压的升高而快速变化，并且上升和下降曲线并不相同。一般来说，变压器在正常运行时功率因数角正切值的变化不应大于8%，在与历史数据比较的过程中，该值的变化不得超过30%。同时，应根据不同温度下的测试结果合理调整转换系数，以确保测试结果的准确性。

3.4绕组变形试验

绕组变形是最常见的变压器故障，水平和垂直轴的尺寸变化、位移、变形等现象是该故障的主要表现。频率响应法、低压阻抗法、电容法和其他电气测试方法可用于检测绕组变形。其中，频率响应法灵敏度高，是测试中常用的方法。如果频率响应曲线的低频带的峰和谷显著变化，则意味着电感发生了变化，即绕组发生了整体变形；如果中频带的峰值和谷值发生显著变化，则表明绕组电容和电感发生变化，可能会出现凸起、失真等变形现象；如果高频带的波峰和波谷发生显著变化，则意味着接地电容发生变化，绕组发生位移。在实际测试中，不同的测试方法具有不同的特性，磁场环境中的磁场、温度和信号可能会对测试结果产生不利影响。在测试过程中，不仅应使用一种方法进行检测，还应使用其他方法进行补充测试，以确定测试数据的准确性，并在此基础上避免外部干扰对测试数据的不利影响。

结束语

随着社会的不断发展，变压器的使用将越来越频繁，因此有必要对变压器的故障维修进行分析。在变压器实际运行过程中，我们要学会利用电气测试对变压器进行全方位的故障检测，确保变压器是否存在问题，降低故障发生的频率。

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