变压器故障分析中的电气试验技术研究

变压器故障分析中的电气试验技术研究

段秀丽

陕西有色榆林新材料集团有限责任公司   陕西省榆林市   719000

摘要：采用电气试验的方法对变压器进行故障处理和预防是十分必要的，这些方法可以提供准确的变压器状态信息，为相关人员制订正确的维修措施和保养计划提供依据，确保电力系统的安全运行。

关键词：变压器故障分析；电气试验技术；应用

引言

电气试验在变压器故障检测中的应用研究提供了深入了解电力系统核心组件的手段，通过不断的创新和技术进步，我们能更准确地检测变压器中的潜在故障，避免了不必要的停机和维修成本，确保电力系统的稳定运行。

1研究背景

电力变压器的分类。可根据不同的方向对电力变压器进行分类，如根据其用途、相数、铁芯结构、容量以及线圈等，即可进行有效的分类。根据用途来看，可以将电力变压器分为降压变压器以及升压变压器；根据其相数，可以将电力变压器分为多相变压器以及单相变压器；根据其铁芯的结构状况，可分为组式变压器或者芯式变压器，根据其具体的容量，则可以分为大中小型以及特大型的变压器；根据线圈，可分为双线圈型变压器以及自耦型、多线圈型变压器。

电力变压器的结构。整体来看，电力变压器的类型较多，然而其结构则相对较为有限。具体的结构包括铁芯结构以及壳式结构。在铁芯变压器中，设备由电线、绝缘部件以及铁芯组成，应用中的调整部件包括调压部件以及开关。在壳式变压器中，组成结构包括绕组、铁芯柱等。

2变压器故障类型及处理方法

2.1绝缘故障

绝缘故障是变压器最常见的故障之一，可能是由绝缘老化、过电压、外部短路等原因引起的。当发生绝缘故障时，可能会导致绝缘击穿、绝缘降低或绝缘损坏，从而导致电弧、放电、闪络等问题。处理方法包括定期进行绝缘电阻测试，检查变压器绝缘材料的状况，并及时更换或维修绝缘件。

2.2匝间故障

匝间故障是指变压器绕组之间发生短路或绝缘损坏的情况，这可能是由绝缘老化、绕组振动、温升等原因引起的。当发生匝间故障时，可能会导致绕组烧毁、电流不平衡等问题。处理方法包括进行匝间绝缘测试，定期检查绕组的接线状况，并及时更换或修复绕组。

2.3油污故障

油污故障可能是由油品老化、污染物进入、绝缘材料分解等原因引起的。油污故障会导致油的绝缘性能下降，增加绝缘击穿的风险。处理方法包括定期进行变压器油污度测试，定期更换绝缘油，清洗变压器油箱和绝缘件。

2.4冷却故障

变压器的冷却系统是保证变压器正常运行的关键。冷却故障可能是由冷却系统堵塞、风扇失效、冷却介质泄漏等原因引起的。冷却故障会导致变压器温升过高，影响变压器的额定运行。处理方法包括定期检查冷却系统的运行情况，清洗冷却系统，修复或更换不良的冷却设备。

3传统电气试验技术

3.1谐波分析

谐波分析是一种常用的电气试验技术，它通过使用谐波分析仪来测量设备的输入和输出电流、电压的谐波成分，并从中判断设备是否受到谐波的干扰，评估设备的谐波水平和功率因数状况。谐波分析的目的是确定电力系统中具体的谐波成分，以便评估和解决相关问题。使用谐波分析仪器，可以测量和分析电流和电压中不同次谐波的幅值、相位和频率。通常，使用傅立叶变换或快速傅立叶变换（FFT）技术，将谐波信号转换为频谱图或波形图进行显示和分析。通过比较基波与谐波成分的幅值，可以确定谐波在电力系统中的相对水平。高谐波水平可能会导致设备过载、振动、损耗增加等问题。通过分析不同谐波成分的频率和相位，可以确定谐波的来源，这对于识别引起谐波问题的设备或操作状态非常关键。谐波产生的电流和电压畸变会对功率因数产生影响。通过谐波分析，可以计算功率因数的实际值，并评估谐波对功率因数的影响。根据谐波分析结果，可以确定所需的谐波滤波器类型和参数，并进行设计和安装，以降低谐波水平，改善电能质量。

3.2匝间绝缘测试

匝间绝缘测试是一种常见的电气试验技术，它主要用于评估设备（如电机、变压器等）绕组之间的绝缘状态和潜在的短路情况。匝间绝缘测试通常使用高压直流发生器和匝间绝缘测试仪器来施加高电压脉冲信号。在匝间绝缘测试中，被测试的设备绕组通过连接器与匝间绝缘测试仪器相连。然后，高压直流发生器会施加一定的高电压脉冲信号。这个高电压脉冲信号会在设备绕组之间进行传导，从而检测出潜在的绝缘缺陷和短路。匝间绝缘测试可以确定设备绕组之间的绝缘情况，如果绝缘正常，高电压脉冲信号会正常传导，没有异常；匝间绝缘测试可以识别设备绕组之间存在的短路情况，当高电压脉冲信号不能正常传导时，可能表示绕组之间存在短路或绝缘故障；匝间绝缘测试还可以评估设备绝缘的老化情况，在绝缘老化的情况下，绝缘材料可能会变薄或破损，导致高电压脉冲信号的传导受阻。

4先进电气试验技术

4.1色谱分析

色谱分析是以物理化学为基础的层析法，是根据物质在固定相与流动相间分配系数的差异而进行分离、分析的方法。在实际工作中会产生大量的碳氢化合物气体，并且这种气体的形成速度和类型与环境温度密切相关。通过对绝缘油中上述气体的溶出率的测量，可以获得更为直观的色差层，进而实现对温度的判断。通过油品中的溶出物进行气相色谱分析，可以有效地检测出变压器的内部早期故障。油品中的溶气成分及含量与故障种类及严重性有很大的联系。采用油相色谱法，可以对变压器内的一些潜在故障进行分析，并对其发展情况进行初步的了解分析。

4.2威胁分析和故障定位

威胁分析和故障定位是一种利用高精度的电气参数监测仪器进行电力系统监测和分析的方法。仪器包括数字示波器、故障录波仪等先进设备。通过对电力系统的实时监测和数据分析，可以识别潜在的故障和缺陷，并确定故障发生的位置。在威胁分析和故障定位中，数字示波器和故障录波仪等仪器用于记录和分析电气信号的波形和参数。通过实时监测电压、电流、频率、相位等参数的变化，可以检测到电力系统中的异常情况，如电压波形变形、电流谐波、相位差异等。利用这些仪器提供的高精度测量数据，可以进行复杂的信号处理和算法分析，以准确识别电力系统中的故障和缺陷。

4.3感应耦合高频局部放电测量

感应耦合高频局部放电测量是一种利用高频局部放电检测仪器对设备内部的局部放电进行高精度测量的技术。该技术通过感应耦合原理，以非接触方式对设备内部的局部放电活动进行监测和分析。通过高频局部放电检测仪器对设备内部的局部放电进行实时监测，能够及早发现并识别存在问题的设备部分，采取相应的预防和维修措施。高频局部放电检测仪器通常是基于电磁感应原理工作的，它使用感应线圈或探头将高频电磁场引入电力设备内部，当设备内部发生局部放电时，会引起电磁场的变化。通过测量和分析感应线圈或探头接收到的反馈信号，可以获得关于局部放电活动的信息，如放电位置、放电强度、放电频率等。感应耦合高频局部放电测量技术具有高精度、高灵敏度和非侵入性的特点。

结束语

变压器是电力系统中不可或缺的设备，负责将高电压传输线路上的电能转换为适合输送和使用的低电压。然而，由于各种原因，变压器可能会出现各种故障和问题。为了确保变压器的安全运行和可靠性，及时进行故障分析是至关重要的。电气试验作为一种常用的方法，可以提供有关变压器电气性能的信息，帮助工程师准确判断变压器的状态和健康状况。

参考文献

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