电力变压器高压试验和故障处理分析

电力变压器高压试验和故障处理分析

摘要：随着社会经济的迅速发展，发电厂电力变压器常见故障成因较为复杂，故障表现也各不相同，增加了故障排查及处理的难度，应通过细致、全面的故障分析，以制定出有效的处理措施。电力变压器主要由铁芯、绕组线圈、保护装置等组成，并使用线路连接变压器内外部的电子元件或装置，整体结构精密复杂，在发电厂环境中长期的运行，具有发生故障的可能性，通过常见故障的分析及针对性处理措施的运用，以防患于未然，保障电力变压器长期安全可靠的运行。

关键词：电力变压器；高压试验；故障处理；分析

引言

电力变压器是电力系统中的重要组成部分，电力变压器的实际运行性能对电力系统的稳定性、安全性有着直接影响。在现阶段的电力工程中，需要充分重视电力变压器的高压试验，对变压器性能、功能等进行全面、高效的检查，确保能够满足电力工程正常运行的所有条件。目前，电力变压器高压试验包括绝缘电阻、泄漏电流和局部放电试验等，可以检测变压器的绝缘性、完整性等，进而分析变压器在后续运行期间的安全、稳定性。在整个试验期间，需要试验技术人员严格遵循规范，在确保人员安全的前提下，保证试验结果的可靠性、真实性和完整性。

1电力变压器结构

发电厂主要有主变压器，将发电机出口电压调整至500kV输出；高厂变、高公变，将电压降至10kV或6kV，以及还有启备变与励磁变等。发电厂采用的变压器种类较多，如单相变压器、三相变压器、干式变压器、油浸式变压器、变频变压器等。虽然变压器的类型较多，但基本结构类似，以油浸式变压器为例，具体结构如下，（1）铁芯，主要结构为铁芯柱和铁轭，位于变压器磁路部分，使用钢片叠装制作；（2）绕组线圈，通常是采用圆线绕成，或者是纸包的绝缘扁线绕成，设置在电路部分；（3）油箱，有上下两部分，主体材料为钢板，其中变压器油具有冷却及绝缘的作用。油箱上安装了冷却系统，进行变压器油箱冷却；（4）保护装置，发电机对于保护装置要求较高，主要有储油柜、吸湿器、压力释放装置、测温装置、气体继电器等；（5）分接开关，使用开关与不同接头连接达到调节电压的目的。

2电力变压器高压试验

2.1试验内容

在目前的发展中，针对线路开展放电试验，已经成为电力变压器高压试验中较为常用的方式，利用这一方式，能够对其中存在的异常进行精准定位。如此，可以对大范围的系统试验进行优化，提升故障排查效率，使故障能够在短时间内得到处理，为电力系统的稳定、安全运行进行提供良好保障。对电力变压器进行高压试验时，试验技术人员需要依据相关的试验内容对变压器的绝缘电阻、泄漏电流等进行试验。同时，还需要对局部放电进行检测。如此，可以掌握变压器的实际性能，进而对其存在的不足及时进行调整。

2.2试验条件

在开展电力变压器高压试验期间，为了确保试验结果的精准性、可靠性，需要在试验过程中充分控制试验条件。试验技术人员需要结合变压器的型号、规格等明确变压器的通电标准。变压器所用绝缘材料的性能和温度之间存在较大关联，对此，在进行试验时，需要严格控制变压器所处环境的温度、湿度等因素。一般情况下，温度越高，变压器绝缘材料的绝缘性能越差。此外，在试验期间，还需要控制环境中的粉尘、气体等物质，避免影响变压器绝缘性能，提升试验结果的精准性。技术人员在试验时需要选择综合性能较好的设备进行试验，避免变压器在断电后的试验反应对其他设备造成较大影响。

2.3注意事项

在开展电力变压器试验前，试验技术人员需要做好相关的准备工作，根据实际试验的环境，准备试验需要的相关设备、仪器等。同时，需要做好现场的安全防护工作，并安排专人进行巡视，控制意外事故发生的概率。此外，还需要检查试验所需仪表的量程、容量、开关、插头等，及时更换损坏部件。在一切准备工作就绪后，才能够开展试验。为了提升试验作业的安全性，保证试验效果，在试验正式开展前，需要对参与试验的人员进行专业性、系统化的培训，使其具备较高的安全意识，并掌握规范性操作流程，最大限度地保证试验的可靠性。同时，需要在作业正式开展前由专业人员进行实地考察，对试验的隐性危险因素进行综合分析，检测试验方案的科学性、可行性。

3基于神经网络的配电变压器故障检测

3.1配电变压器故障状态变量挖掘

变压器的内部故障主要分为绝缘受潮、绕组故障、火花放电、局部放电、电弧放电和铁芯故障等。影响变压器运行的变量很多，故障特征表现出较强的非线性，利用适当的数据挖掘，找到相关变量类型和具体表现，有助于进行神经网络节点设计，提高诊断效果。变压器的运行变量主要分为动态变量、准动态变量和静态变量。

3.2BP神经网络及自构形学习算法

误差反向传播BP感知器模型神经网络是典型的多层网络，分为输入层、中间层（隐层）和输出层，每层根据网络学习和训练需要，设计多个节点。各层之间多采用全连接方式，按有导师学习方式进行训练。BP网络通过对网络权值修正与阈值修正，使误差函数沿负梯度下降。神经网络具有很强的自学习功能，通过网络参数调整找到配电变压器故障与诊断结论之间的非线性关系。在实际应用中，BP算法存在易形成局部极小而得不到整体最优、隐层节点选择缺乏理论指导不足的问题。因此，在配电变压器故障诊断系统中，采用自构形学习算法，克服隐层节点难以确定的突出问题。

4电力变压器运行维护的有效措施

4.1日常维护

相关人员在针对电力变压器实施日常维护过程中，需要采取巡视的方式对电力变压器及其附属设备实施检查。第一，检查油箱的颜色、温度、油位是否处在标准状态下；第二，检查电力变压器主设备、附属设备的外壳接地情况，看是否达到规定要求；第三，检查套管内部，看是否存在热现象、引线接头是否有破损、是否有打火放电或者裂纹；第四，检查冷却系统，分接开关安装位置与电压要求是否保持一致，载调压装置运行稳定性；第五，检查气体继电器在满油状态下，电力变压器外壳是否存在气侧、油侧故障，着重检查保管裂纹的完整程度。以上为电力变压器日常巡视检查的主要内容。与此同时，当发现系统运行故障或者因极端天气引发的突发问题时，需要针对问题类型立即启动应急处置方案，以便于及时扼制安全隐患，避免故障问题扩大化。

4.2预防维护

预防维护强调采取预防措施以此来提前防范电力变压器运行阶段可能出现的故障问题，确保电力变压器始终保持稳健运行状态，在无形中化解风险隐患，切实提升运行质效。具体到实践中，从电力变压器的设计层面入手，通过合理控制运行负荷的方式降低负荷故障问题的发生概率。同时尽量选择适合安装在户外的变压器，并对安装好的变压器采取一定的保护措施，防止其遭受到雷击或者外壳受损。细致分析电力变压器的无功损耗具体情况，依次安装配套的无功补偿装置。通过上述一系列预防性维护手段，不仅可以最大程度规避故障问题，同时也能确保变压器电能的输出质量，增强电压电源的可靠性。

4电力变压器故障处理

4.1渗漏油故障

渗漏油故障与成因。变压器渗漏油可以说是最为常见的故障，发电厂几乎所有的电力变压器在长时间的运行过程中，均有可能出现渗漏油故障。渗漏油故障可大可小，如果维修处理不及时，变压器渗漏油逐渐严重，致使分接开关暴露在空气中，变压器油失去绝缘作用，一旦引发内部闪络，将危及变压器的运行安全。通过长期的现场维修发现，引起该故障的主要原因是密封胶垫密封不严所导致。（1）密封胶垫为橡胶材质，胶圈、胶垫长时间运行逐渐老化或被腐蚀，以及密封胶垫本身质量不过关也会引起该故障；（2）密封胶垫达到使用寿命而未及时换新；（3）变压器在制造阶段存在质量问题，如放油阀门质量存在瑕疵，不能完全关闭，也可能是密封胶垫受力不均，降低其密封性，进而产生了渗漏油现象。 4.2自动跳闸故障

在电力变压器试验过程中，若存在自动跳闸故障，需要技术人员及时探查引发故障的原因。若是由人员的操作失误引起，只需要重新调整仪器设备即可继续进行后续试验。若不是人为因素引起的跳闸，就需要试验技术人员对线路和变压器内部进行全面、细致地检查，以避免变压器自身原因引起的事故，确保变压器的使用安全。在变压器使用期间，一旦周围发生火灾事故，变压器系统应该及时采取自我保护措施，切断线路，保护相关的电气设备。若在发生火灾事故时变压器系统没有自动切断线路，试验技术人员就需要迅速以手动方式切断线路，避免火势蔓延，减少对其他电气设备的损害，为灭火救灾提供安全环境。

4.3运转声音异常

电力变压器在运行过程中，当交流电经过绕组时会导致铁芯发生交变磁通变化，这种变化发会让铁芯出现有规律地震动，发出“嗡嗡”的声音。在检修过程中，如果发现变压器的声音异常，那么仅根据声音便可判断是否存在故障问题。如果异常声音持续时间比较短，很大程度上是由于大动力设备启动所导致，或者系统出现短路情况，使得电力变压器内部的电流过大，虽然异响时间短，但为了安全起见，依然需要对变压器展开全方位检查。若变压器内部异常响声连续不断，那么就有可能是因为硅钢片的端部位置出现了震动，这时候要密切注意变压器的运行状况、异常响声的变化，如果杂音越来越多，就必须即刻停止变电器运行，对内部实施细致检查。

4.4瓦斯保护装置故障

瓦斯保护装置是电力变压器的重要组成部分，起到以信号形式提示变压器故障的作用。因此，要求技术人员密切留意瓦斯信号，在发现信号之后，第一时间检查电力变压器，根据瓦斯保护动作查明诱发故障的因素，识别故障具体类型。当瓦斯动作保护为跳闸时，在未完成故障处理之前，不得继续使用电力变压器，需要综合考虑以下几项因素：二次回路是否处于正常状态下，进行电气试验、变压器外观是否存在明显故障性质，气体继电器内是否存有可燃气体，是否存在排气不畅现象，变压器及继电保护装置动作等，这样才能精准找出跳闸因素。 4.5冷却装置故障处理措施

在变压器冷却装置故障处理中，需根据风扇或油泵故障的实际表现进行处理。若是一组风扇或油泵停转，故障具体表现是电源故障、熔断器熔断、控制继电器损坏、热继电器动作等，在故障处理中立即启用备用风扇和油泵，再进行故障排查及针对性的处理；若是风扇和油泵全部停转，一般是总电源出现了问题，首先检查备用电源状态，确定总电源是否进行切换，如果未自动启动、则手动开启，再进行故障查找。针对熔断器熔断故障，选择符合冷却装置规格容量的熔断器。针对三相电源故障，第一步检查电源接线线路，确定是否有断路，如果有进行修复或接线处理，并检查电源插头有无老化、损坏问题，有则更换新插头。确定三相电源无问题后，冷却装置如果仍然无法正常运行，应检查热继电器状态，避免因其未复归导致风扇或油泵无法启动问题。在完成故障处理后，注意分步、分组启动，防止同时启动引起冷却装置电路欠压、电压不稳等现象。

结语

目前，随着科学技术的不断进步，电力变压器高压试验对技术的要求也越来越高，电力变压器的实际使用性能越来越完善，相关试验的程序也更加复杂。为了保证试验结果的精准性、真实性和可靠性，需要由专业的技术人员进行试验，并在整个过程中严格遵守相关的流程与规范，并及时处理出现的各种故障。

参考文献

[1]刘文凤,郑雪梅,张子琦,等.高压电力变压器用NBR密封圈极端低温老化研究[J].绝缘材料,2022,55(8):72-75.

[2]杨宇豪,李泉.电力变压器的高压试验与故障处理[J].光源与照明,2021(5):86-87.