變壓器是電網(wǎng)中比較昂貴且重要的電氣設(shè)備，其安全運(yùn)行對于保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行意義重大。變壓器故障主要由內(nèi)部絕緣老化造成。文章根據(jù)變壓器在線監(jiān)測方法的介紹，針對變壓器的故障定位給出了相應(yīng)的技術(shù)支持。

　　線路長、分支多、配電設(shè)備多、負(fù)荷分散、運(yùn)行方式復(fù)雜是我國配網(wǎng)線路的基本特點(diǎn)。線路發(fā)生接地和短路故障時(shí)，故障巡查費(fèi)時(shí)費(fèi)力，特別是在大風(fēng)、大雪、雷暴雨天氣時(shí)，巡查起來更是難上加難。針對目前配網(wǎng)線路的實(shí)際情況和我國的具體國情，研發(fā)出配網(wǎng)設(shè)備和線路的故障定位系統(tǒng)有重要的意義。

　　變壓器放電性故障是變壓器內(nèi)部產(chǎn)生電效應(yīng)（即放電）從而導(dǎo)致變壓器的絕緣性能惡化。按照產(chǎn)生電效應(yīng)的強(qiáng)弱可分為高能放電（電弧放電）、低能量放電（火花放電）和局部放電三種。

　　根據(jù)具體的變壓器故障，針對變壓器的故障定位方法進(jìn)行介紹，并給出相關(guān)的技術(shù)方案。

　　1 變壓器保護(hù)動(dòng)作的故障定位

　　首先根據(jù)變壓器的保護(hù)動(dòng)作信息，判斷故障的類型和大致故障區(qū)域：（1）內(nèi)部故障：差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作、輕重瓦斯動(dòng)作、壓力釋放閥動(dòng)作或油流繼電器動(dòng)作。（2）出口故障：差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。（3）近區(qū)故障：后備保護(hù)動(dòng)作。

　　外觀檢查，根據(jù)繼電保護(hù)動(dòng)作情況，按大致故障分析現(xiàn)場察看定位：（1）內(nèi)部故障：變壓器瓦斯內(nèi)有氣體，量較多且顏色不純或變壓器噴油。（2）出口故障：變壓器樁頭至相應(yīng)進(jìn)線柜間套管、避雷器、支柱絕緣子閃絡(luò)或炸裂，電纜冒煙或起火。（3）近區(qū)故障：進(jìn)線柜后開關(guān)柜爆炸，套管、避雷器、支柱絕緣子、線路絕緣子閃絡(luò)或炸裂，電纜冒煙或起火。

　　優(yōu)化選型的要求。對于型號(hào)的選擇應(yīng)該選用那些能夠順利地通過短路試驗(yàn)的變壓器并且能夠合理地確定變壓器的容量，能夠合理地選擇變壓器的短路阻抗。

　　優(yōu)化運(yùn)行的條件。對變壓器出線樁頭要采取防護(hù)措施，要在變壓器周圍設(shè)置護(hù)欄或護(hù)網(wǎng)；也要提高電路的絕緣水平，尤其要提高變壓器絕緣水平，并且提高線路安全走廊和安全距離要求的標(biāo)準(zhǔn)，減少對近區(qū)的故障影響和危害，這其中包括對電纜的安裝檢修質(zhì)量（因?yàn)殡娎|頭的爆炸基本上相當(dāng)于母線短路）的重視；對于那些重要變電站的中、低壓母線，則需要考慮進(jìn)行全封閉，預(yù)防一些小動(dòng)物的侵害；也要加強(qiáng)對開關(guān)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，防止突然發(fā)生拒分等情況。

　　優(yōu)化運(yùn)行的方式。確定運(yùn)行的方式需要短路電流進(jìn)行核算，并且限制電流短路造成的危害。比如采取裝備用電源自投裝置后進(jìn)行開環(huán)運(yùn)行，來減少短路時(shí)的電流、簡化保護(hù)配置；而對于一些故障率比較高的非重要出線，可以適當(dāng)考慮取消重合閘保護(hù)；增加速切保護(hù)性能，降低保護(hù)時(shí)間；220kV及以上的電壓等級的變壓器則最好不要直接帶10kV等級的電力負(fù)荷等。

　　提高運(yùn)行的管理水平。對于管理，我們首先要防止人為錯(cuò)誤的操作而造成短路沖擊，要提高對變壓器的監(jiān)測率和檢修率，以便能夠及時(shí)快速地發(fā)現(xiàn)變壓器的變形強(qiáng)度，保證所用的變壓器的能夠安全有效的運(yùn)行；其次要強(qiáng)化積淀保護(hù)的管理和校驗(yàn)，防止保護(hù)定值不當(dāng)和保護(hù)拒動(dòng)。

　　2 變壓器油中溶解氣體檢測技術(shù)

　　如今的狀態(tài)檢測手段中對于變壓器油中氣體的監(jiān)測已經(jīng)成為最重要也是最有效的一種手段，并且在我們的實(shí)際生活中得到了比較廣泛的推廣和應(yīng)用。變壓器油氣在線監(jiān)測裝置可以對變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線的監(jiān)測，通過對油中特征氣體濃度的分析，可以隨時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而以最快的速度發(fā)現(xiàn)和診斷設(shè)備內(nèi)部存在的故障。這一技術(shù)彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室油氣分析方法中不能及時(shí)快速進(jìn)行監(jiān)測的遺憾，為實(shí)時(shí)了解并掌握變壓器的運(yùn)行狀態(tài)提供了非常有價(jià)值的數(shù)據(jù)，提高了企業(yè)對于設(shè)備的管理水平，因此這項(xiàng)技術(shù)為變壓器和電網(wǎng)系統(tǒng)安全有效的運(yùn)行提供了重要保障。

　　普遍應(yīng)用的油氣分析法，就是把變壓器油在實(shí)驗(yàn)室用色譜儀進(jìn)行觀察分析，這種方法雖有可以防止現(xiàn)場電磁的干擾和及時(shí)發(fā)現(xiàn)局部放熱等問題的應(yīng)用優(yōu)勢，但是仍存在很多不足，例如脫氣中存在較大的人為誤差，尤其是人工修正監(jiān)測曲線；從提取變壓器油樣本到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀察分析，這一過程的作業(yè)程序比較復(fù)雜繁瑣，并且需要花費(fèi)比較多的時(shí)間和費(fèi)用支出，與技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面和電力系統(tǒng)長期發(fā)展的需要并不相適應(yīng)；另外檢測周期太長，運(yùn)行人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些隱性故障并對其發(fā)展趨勢不能進(jìn)行有效的跟蹤。因?yàn)樵O(shè)備費(fèi)用的短缺和技術(shù)力量上的不足，無法保證每個(gè)變電站都配備色譜分析儀，從而導(dǎo)致運(yùn)行人員無法實(shí)時(shí)掌握和監(jiān)視本站變壓器的運(yùn)行狀況，結(jié)果反而會(huì)加大事故的發(fā)生率。

　　關(guān)于油中氣體在線校準(zhǔn)的研究，國內(nèi)外已經(jīng)做過許多的基礎(chǔ)研究工作，產(chǎn)生了多種監(jiān)測方法，找到最為可靠的監(jiān)測方法和監(jiān)測手段，并在此基礎(chǔ)上對各個(gè)技術(shù)進(jìn)行合理的選擇和推廣。其中，實(shí)驗(yàn)室油氣分析法與在線監(jiān)測法都是對油氣的濃度及組分進(jìn)行分析，它們在本質(zhì)上是一樣的，都和變壓器的運(yùn)行狀態(tài)有著緊密聯(lián)系，因此應(yīng)該對故障診斷的方法制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前，國際上通用的基本是以國際電工委員會(huì)（IEC）的三比值法為基礎(chǔ)。

　　變壓器固體絕緣在正常運(yùn)行的老化過程中，產(chǎn)生的氣體主要是CO和CO2。在油紙絕緣中存在局部放電時(shí)，油裂解產(chǎn)生的氣體主要是H2和CH4。當(dāng)變壓器的故障溫度高于正常油溫的程度不高時(shí)，產(chǎn)生的氣體主要是CH?4。隨著故障油溫的升高，C2H4和C2H6逐漸增多。在油溫高于1000℃時(shí)，在電弧道（油溫3000℃以上）的作用下，油裂解出的氣體中含有較多的C2H2。如果故障涉及到固體絕緣材料時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較多的CO和CO2氣體。

　　3 對于變壓器鐵心過熱的原因分析及解決方法

　　變壓器鐵心過熱的最主要原因是因?yàn)殍F心多點(diǎn)接地以及鐵心片之間絕緣性能不佳造成鐵耗增加所致，所以可以對變壓器鐵心多點(diǎn)接地進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)檢測從而確定變壓器故障的具體位置。 　　3.1 故障的定位方法

　　3.1.1 交流法。交流法就是對變壓器進(jìn)行二次（低壓）繞組并輸入220～380V的交流電壓，這樣鐵心中間將出現(xiàn)磁通現(xiàn)象。打開鐵心和夾件的連接片，并使用萬用表的毫安檔進(jìn)行檢測，當(dāng)兩個(gè)表筆逐級檢測各級的鐵軛時(shí)，正常接地的時(shí)候表中就會(huì)有指示，如果觸接到某級上指示為零的話，則表示該處沒有電流通過，即該處疊片為接地點(diǎn)。

　　3.1.2 直流法。打開鐵心與夾件之間的連接，并在鐵軛兩側(cè)的硅鋼片上輸入6V的直流電壓，然后使用萬用表測量直流電源電壓的一檔，按照規(guī)定能夠的順序來測量每一級的貼心以及疊片之間的電壓。假如出現(xiàn)了指針依舊指示讀數(shù)為零或者是指針向反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，就表示所測量的點(diǎn)為故障發(fā)生點(diǎn)。

　　3.1.3 電流表法。假如變壓器的某個(gè)局部出現(xiàn)了過熱的情況時(shí)，就要考慮鐵心是不是有多個(gè)地點(diǎn)接地，這時(shí)就可以采用電流表法對所接地線路的電流進(jìn)行測量，從而確定故障，由于鐵心與地面相接的導(dǎo)線是與外部接地的導(dǎo)管相互連接的，那么就可以在外引接地套管，然后接上電流表，如果檢測出電流的存在，就表示鐵心有很多個(gè)接地處；如果僅有一點(diǎn)是正常接地的，則在測量的時(shí)候電流表是沒有電流值或者僅有一點(diǎn)點(diǎn)的電流值。

　　3.2 故障預(yù)防的措施

　　當(dāng)需要更換鐵心時(shí)，我們首先要選好材質(zhì)；裁剪時(shí)，千萬不能壓壞疊片兩側(cè)的絕緣層，裁剪的毛刺一定要??；還要保持疊片處的干凈，不能有污物、金屬粉粒留在疊片上，疊壓要合理，接地片和鐵心一定要搭接牢固，跟地線一定要焊接牢固。接地片和鐵軛、旁柱的距離要符合相關(guān)規(guī)定，這樣可以防止器身不小心受潮導(dǎo)致鐵心銹蝕。在對變壓器進(jìn)行總裝的時(shí)候，鐵心和外殼或者油箱之間的距離也要保證符合相關(guān)規(guī)定；對于其他的金屬組部件，千萬不能夠觸碰到鐵心，以防止過載的運(yùn)行，如果出現(xiàn)有多點(diǎn)接地的情況應(yīng)該及時(shí)快速地排除。

　　4 結(jié)語

　　我國在在線監(jiān)測和診斷技術(shù)上面有著非常美好的前景。通過使用、總結(jié)和改善后，可以廣泛應(yīng)用于配網(wǎng)變壓器的故障定位，從而使得對鐵芯電流和污穢電流的監(jiān)測、溫度和濕度的監(jiān)測以及對局部放電的監(jiān)測逐漸代替離線人工監(jiān)測。

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