电气试验在变压器故障检测中的应用

电气试验在变压器故障检测中的应用

黎铭壮

珠海格力电器股份有限公司  广东珠海  519070

摘要：电气试验在变压器故障检测中扮演着重要的角色。变压器是电力系统中不可或缺的设备，其正常运行对保障电网的安全性和稳定性至关重要。然而，由于工作环境、材料老化、设计缺陷等原因，变压器可能会发生各种故障，为了提高变压器的可靠性和安全性，电气试验被广泛应用于变压器的故障检测中。电气试验在变压器故障检测中具有不可替代的作用，是确保电网稳定和安全运行的重要手段之一。

关键词：电气试验；变压器故障检测；应用

通过电气试验方法对变压器进行定期的检测和评估，具有预防性维护的重要意义。电气试验可以通过测量变压器的参数、特性和性能指标，检测和诊断变压器内部的故障，如绝缘强度、绕组质量等方面的问题。通过电气试验，可以更早地发现潜在的故障，并及时采取措施修复，提高变压器的可靠性和使用寿命，保障电力系统的安全稳定运行。

1.变压器故障问题分析

1.1线圈质量导致的故障

变压器的线圈质量问题可能导致以下故障：

短路故障：线圈绕组中存在短路，通常是由于绝缘损坏或线圈间绝缘不足导致的。短路会引起线圈过热、电流过大等问题。

绕组开路故障：线圈发生开路，通常是由于线圈中的导线接触不良或断开导致的。开路会导致变压器无法正常工作，输出电压不稳定或完全没有输出。

线圈匝间短路故障：线圈绕组中的邻近匝间发生短路，通常是由于绝缘损坏、异物进入或绕组设计不合理等原因引起的。匝间短路会导致线圈周围的绝缘受损，可能引起火灾和其他严重后果。

线圈绝缘老化故障：线圈的绝缘材料随着时间的推移逐渐老化，绝缘强度下降，可能导致绝缘击穿或漏电现象。绝缘老化故障可能会引起电流异常、设备过热等问题[1]。

1.2过度使用导致的故障

变压器的故障可以由多种原因引起，其中过度使用是一个常见的原因之一。过度使用可能导致以下故障：

过载：如果在长时间内超过变压器额定容量的负荷使用，会导致变压器过热，并可能损坏绕组、绝缘材料和冷却系统。过度的过载可能导致绕组短路和绕组材料熔化等严重问题。

温升过高：过度使用变压器会导致变压器温升过高，超过设计要求的范围。高温会加速绝缘材料老化和变质，进而导致绝缘击穿，甚至引发火灾。

绝缘老化：过度使用变压器会使绝缘材料长时间处于高压状态，使得绝缘材料老化并失效。绝缘失效会导致绝缘击穿和跳线短路，严重影响变压器的正常运行。

2.电气试验在变压器故障检测中的应用要点

2.1短路试验

在变压器故障检测中，短路试验是一项关键的电气试验方法之一。以下是短路试验在变压器故障检测中的应用要点：

目的：短路试验主要通过施加短路电流来评估变压器绕组和连接部件的电气性能和热稳定性。它可以检测变压器绕组的接地、短路、绝缘损坏等问题，帮助判断变压器是否存在故障。

试验装置：进行短路试验需要使用专门的短路变压器或者电抗器，将其连接到被试变压器的低压侧，形成短路回路。同时，还需要相应的测量仪器和记录设备来监测电流、电压、温度等参数的变化。

试验条件：根据变压器的额定容量和技术要求，确定合适的试验电压和试验电流。其中试验电流一般为变压器额定电流的2-5倍，以保证足够的敏感度和可靠性。

试验过程：在试验前，应对变压器的固有和附加短路阻抗进行检测和测量，确保试验的准确性。然后，按照试验要求施加短路电流，并记录试验过程中的电流、电压、温度等参数的变化情况。同时，也需要注意试验过程中的安全防护，避免触电和事故发生[2]。

2.2直流电阻试验

在变压器故障检测中，直流电阻试验是一种常用的电气试验方法。以下是直流电阻试验在变压器故障检测中的应用要点：

目的：直流电阻试验用于评估变压器绕组的接触、连接状态和导体的电阻情况。通过测量绕组的直流电阻值，可以判断变压器绕组是否存在接触不良、导体断股、电阻超标等故障。

试验装置：进行直流电阻试验需要使用合适的直流电源，通常为电池组或特定的直流电源装置。同时需要配备电压表、电流表、温度计等用于测量和记录试验数据的仪器设备。

试验条件：根据变压器的额定容量和技术要求，确定合适的试验电流和试验时间。试验电流一般为变压器额定电流的10-50%之间，以保证测量的准确性。试验时间一般为几分钟到几十分钟不等。

试验过程：在试验前，应对变压器的接线和接触部分进行检查和清洁，确保接触良好。然后按照试验要求，将直流电源与被试绕组相连接，并记录试验电流和电压的变化。同时，试验过程中还应注意观察绕组温度的变化情况。

2.3绝缘电阻试验

在变压器故障检测中，绝缘电阻试验是一项重要的电气试验方法之一。以下是绝缘电阻试验在变压器故障检测中的应用要点：

目的：绝缘电阻试验旨在评估变压器的绝缘系统是否正常工作，检测绝缘材料的质量和可能存在的绝缘故障。

试验装置：进行绝缘电阻试验需要使用恒压直流发生器以及相应的测量仪器和记录设备。发生器负责提供一定稳定的直流电压用于试验，而测量仪器则用于测量电压和绝缘电阻值。

试验条件：根据变压器的额定电压等级和技术要求，确定合适的试验电压。试验电压一般为变压器额定电压的50-75%。同时，也需要注意试验的环境温度和湿度等条件，以保证试验结果的准确性[3]。

试验对象：绝缘电阻试验通常针对变压器的绕组、绝缘结构和连接件进行。主要包括低压绕组、高压绕组、中性点绝缘、屏蔽绝缘、引线绝缘等。

试验过程：在试验前，应对变压器进行预试验，如清洁绝缘表面、排除潮湿等。然后按照试验要求施加试验电压，并记录试验过程中的电压和绝缘电阻值的变化情况。试验时间一般为1-10分钟，根据变压器的规格进行调整。

结语

通过对变压器的绝缘强度、匝间电阻、短路阻抗等参数进行测试，可以有效地探测出潜在的故障问题，为维修提供及时的依据。这不仅能保障电力系统的安全稳定运行，还能提升变压器的可靠性与寿命。电气试验在变压器故障检测中的应用不仅提高了电力系统的可靠性和安全性，也为变压器的维护和管理提供了重要支持，使得电力供应能够更加稳定可靠。

参考文献

[1]梁智清.变压器故障检测中电气试验的关键应用[J].电工技术,2023(08):113-115.

[2]蒋恬.电气试验在变压器故障检测中的应用[J].现代工业经济和信息化,2023,13(03):170-171.

[3]李宝锋,周义雄,罗传胜.变压器故障检测中电气试验的应用[J].电子元器件与信息技术,2023,7(01):25-28+33.