馮全亮

【摘 要】 在電力系統(tǒng)中，電力變壓器是非常重要的輸變電設(shè)備之一，對(duì)其故障進(jìn)行診斷對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有著非常重要的意義。在變壓器出現(xiàn)故障的前期，會(huì)出現(xiàn)電脈沖、發(fā)熱、氣體分解等現(xiàn)象，通過對(duì)這些現(xiàn)象的量化與分析，對(duì)變壓器的故障與故障類型進(jìn)行判斷和識(shí)別。本文對(duì)變壓器故障診斷中的數(shù)據(jù)采集、分析及處理等內(nèi)容進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】 電力變壓器 ?故障診斷 ?油中氣體檢測 ?具備放電檢測

隨著我國用電量的不斷增大，變壓器的裝機(jī)容量及數(shù)量也得到了不斷的提升。電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，一方面滿足了不斷增加的用電需求，但是另一方面也對(duì)發(fā)電、輸電與配電的安全性帶來了更大的挑戰(zhàn)。電力故障具有較大的危害性，一旦出現(xiàn)將導(dǎo)致電力設(shè)備損壞、影響生產(chǎn)生活甚至火災(zāi)、人員傷亡等后果。因此，要對(duì)變壓器等電力設(shè)備實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測，對(duì)故障的特征、規(guī)律等進(jìn)行掌握，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行正確評(píng)估。

1 變壓器故障診斷的必要性

隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)供電可靠性提出了更高的要求。電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性受到了國家越來越多的關(guān)注與重視。當(dāng)前，我國的供電可靠性水平與發(fā)達(dá)國家相比還存在一定的差距。一旦出現(xiàn)電力故障，輕則出現(xiàn)設(shè)備損毀、生產(chǎn)生活受到影響，重則出現(xiàn)火災(zāi)、人員傷亡等情況，更為嚴(yán)重的可能導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)崩潰，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會(huì)的穩(wěn)定造成嚴(yán)重威脅。因此，對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測具有非常重要的意義。

在電力系統(tǒng)的輸配電過程中，變壓器發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。因此，變壓器的運(yùn)行狀況對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行存在著直接的影響，只有確保變壓器安全運(yùn)行，才能夠保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。雖然我國在電力系統(tǒng)安全運(yùn)行方面已經(jīng)取得了較為顯著的進(jìn)步，但是變壓器故障依舊存在。在對(duì)變壓器異常損壞及診斷錯(cuò)誤等問題方面，依舊缺乏較為有效的方法與手段。實(shí)現(xiàn)變壓器故障診斷技術(shù)的改進(jìn)，對(duì)于提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性與可靠性具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 變壓器油中氣體檢測故障診斷技術(shù)

油中溶解氣體的成分、濃度及變化趨勢(shì)的因素，與變壓器內(nèi)部故障之間都存在著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過油中氣體分析技術(shù)對(duì)變壓器油中溶解氣體的含量進(jìn)行分析，依據(jù)油中氣體組分的含量對(duì)變壓器的運(yùn)行狀況進(jìn)行判斷。如果確定變壓器出現(xiàn)了故障，則對(duì)故障的類型進(jìn)行判斷、對(duì)故障的大概位置進(jìn)行估計(jì)、對(duì)故障的嚴(yán)重程度進(jìn)行評(píng)估、對(duì)故障的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測。在《電力設(shè)備預(yù)防試驗(yàn)規(guī)程》與《變壓器油中溶解氣體分析與判斷導(dǎo)則》中都指出，在對(duì)變壓器安全運(yùn)行進(jìn)行測試的過程中，變壓器油中氣體分析是最為有效的措施之一，能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性提供強(qiáng)有力的保障。在長時(shí)間的工作實(shí)踐中，通過油中氣體分析技術(shù)能夠?qū)ψ儔浩鲀?nèi)部潛伏的各種故障進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，能夠?qū)ψ儔浩鞴收系念愋?、位置及?yán)重程度等進(jìn)行確定，在變壓器監(jiān)督中發(fā)揮著非常重要的作用。變壓器油中氣體分析技術(shù)的特點(diǎn)為，能夠?qū)σ话汶姎庠囼?yàn)中難以發(fā)現(xiàn)的前提潛伏性故障進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，是對(duì)變壓器早期故障進(jìn)行發(fā)現(xiàn)與識(shí)別的有效技術(shù)。

油中氣體檢測方式的常規(guī)方法主要包括特證氣體法、三比值法、四比值法等。其中，特征氣體法主要是通過油中的特征氣體含量的檢查來讀變壓器前期故障進(jìn)行診斷，油中特征氣體主要包括H2、C2H4、C2H6、C2H2等。特征氣體法主要是針對(duì)變壓器的故障性質(zhì)進(jìn)行分析，具有直觀、方便的特點(diǎn)，但是這種測試方法并不具備明確的度量標(biāo)準(zhǔn)。三比值法指的是以C2H6/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H2特征氣體的三組比值對(duì)故障的類型進(jìn)行確定，而四比值法是在三比值法的基礎(chǔ)上提出的。

3 變壓器局部放電檢測故障診斷技術(shù)

變壓器局部放電的過程中，會(huì)伴隨電脈沖、分解氣體、紅外輻射等多種物理現(xiàn)象，通過這些現(xiàn)象能夠?qū)邆浞烹娺M(jìn)行判斷。在檢測的過程中，檢測方法要依據(jù)物理對(duì)象的不同而進(jìn)行選擇，主要包括電測法與非電測法兩種方法。在對(duì)電信號(hào)進(jìn)行檢測的過程中主要應(yīng)用超高頻檢測法、脈沖電流法等方法。

超高頻檢測法主要是通過對(duì)變壓器局部放電所產(chǎn)生的超高頻信號(hào)進(jìn)行接收與處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)局部放電的檢查。通過研究發(fā)現(xiàn)，變壓器局部放電脈沖所持續(xù)的時(shí)間一般情況下為ns級(jí)，其中包含了非常豐富的頻率成分，通過對(duì)頻率成分中的超高頻分量進(jìn)行分析與處理之后能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變壓器局部放電的檢測。

超高頻局部放電檢測研究主要包括電磁干擾限制、局部放電模式識(shí)別。通過超高頻局部放電檢測，能夠?qū)ψ儔浩鞯膶?shí)際絕緣水平進(jìn)行有效的評(píng)估。但是在檢查的過程中，容易受到電磁干擾的影響，導(dǎo)致檢測的靈敏度與準(zhǔn)確度降低。在對(duì)變壓器局部放電進(jìn)行檢測的過程中，要注重電磁干擾的降低或消除。局部放電模式識(shí)別指的是通過計(jì)算機(jī)來對(duì)局部放電的類型進(jìn)行識(shí)別，具體的操作過程為：首先對(duì)局部放電信息進(jìn)行采集，其次從信息中提取有用特征成分，最后依據(jù)特征對(duì)局部放電類型進(jìn)行確定。

4 結(jié)語

變壓器是電力系統(tǒng)中最為重要的輸變電設(shè)備之一，對(duì)變壓器進(jìn)行故障診斷能夠?yàn)橄到y(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。本文對(duì)油中氣體分析和局部放電檢測兩種方式在變壓器故障診斷中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

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