简谈在线电力变压器常见故障与在线检测技术查抄袭率

摘要： 随着国民经济的发展，电力事业迅速增长，装机容量和电网规模日益增大，人们对电力系统中设备的运行可靠性的要求不断提高，在现代电力设备的运行和维护中，电力变压器不仅属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之列，而且是导致电力系统事故最多的设备之一，它的故障可能对电力系统和用户造成重大的危害和影响。因此国内外一直把电力变压器在线检测与诊断技术作为重要的科研攻关项目。
关键词： 变压器；在线检测；故障
：A
近些年来，电力变压器事故时常出现，这些事故会直接影响到电网的安全运行。变压器的稳定运行是保证工农业生产各种设备正常运转的基础条件。经过对故障类型进行深入地分析，适时准确地检测出故障因素并及时的采取有效措施，是保证电网和电力设施安全的一项十分重要的工作。
1常见故障及原因
变压器的常见故障主要存在短路故障、放电故障、绝缘故障、局部发热故障、声音异常故障等。以下对其中几项进行分析、探讨：

1.1短路故障

变压器的短路故障一般是发生在变压器的出口电路。若发生短路故障，变压器绕组可能通过额定电流数十倍的短路电流Ist，短路电流会在绕组上产生大量的热及电动力，从而使绕组变形甚至绝缘损坏，还会使其内部的压紧装置、引线、套管和油箱发生变形、位移等损伤，更甚者还会产生火灾。

1.2放电故障

变压器的放电故障主要是分为局部放电以及火花放电和高能量放电三种类型。在变压器正常工作过程中，绝缘层内的气隙、油膜发生放电的现象称为局部放电。火花放电主要是油中掺入了杂质。电弧放电是高能量放电，常出现在绕组匝间层绝缘击穿后。

1.3绝缘故障

变压器绝缘是变压器在正常工作、运行的基本条件。电力变压器绝缘有主绝缘和绕组纵绝缘，主绝缘一般是指辐向主绝缘（即绕组与铁心间，高、低压绕组间以及高压绕组的相间）和绕组端部主绝缘（绕组端部至接地体间和两绕组之间的端部）以及引线至接地体和其相对应部分的绝缘等，绕组纵向绝缘是指满足变压器运行中沿线段间及匝间电位梯度而采取的绝缘措施。电力变压器通常采用矿物油作为绝缘和散热的媒质，采用绝缘纸及纸板来绝缘。在长时间运行中，这些化合物由于受电场，水分、温度、机械力的作用，会逐渐劣化，引起故障，并最终导致变压器寿命的终结。
2变压器在线监测技术

2.1油中溶解性气体在线检测技术

变压器发生不同的故障生成不同的特征气体。一般认为，变压器发生故障时，生成的特征气体主要有H2（氢）、Co（一氧化碳）、C02（二氧化碳）、CH4（甲烷）、C2H6（丙烯）、C2H4（乙烯）和C2H2（乙块）。溶解气体的检测技术也正是针对这几种气体来展开的，所以要求检测仪器不但能定性分析，还要可以定量测定。目前，油中的检测技术有气相色谱、红外光谱、光声光谱等。
2.1.1 气相色谱仪具有便捷、高效、灵敏、可靠的特点，并且能够提供油中溶解的各种气体浓度，广泛应用在变压器故障的检测上。气相色谱在线检测技术的关键是油气分离，是用高分子膜来分离油气，因为高分子膜可以有选择的透过油中溶解的气体，并且可以避免用真空抽样法、鼓泡法、振动脱气、动态顶空脱气法抽气时需要抽一部分油的繁琐过程。气相色谱在线检测的另一个关键技术就是气体检测。检测油中气体分为单组分和多组分气体的在线检测，单组分气体的检测主要是指对氢气的检测，因为变压器内部大部分故障出现时都有氢气的产生，所以很多时候检测变压器首先检测的就是氢气，对氢气的检测大部分用的都是钯栅极场效应管和催化燃烧型传感器，另外还有电化学H2传感器等。对于多组分气体的检测主要用的是热导式传感器、氢焰离子化传感器、半导体传导器等。
2.1.2红外光谱技术应用光谱分析直接确定气体的类型和含量，具有检测速度快、准确

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度高、非接触性检测及容易维护等特点。HW-500红外气体分析仪是利用双关路薄膜电容检测器，该检测器对热效应极其敏感，可以通过被检测气体前后的能量变化即可对气体做定量分析。
2.1.3光声光谱是基于光声效应的一种检测技术，测量的是光声室内气体吸收光能的能力。实验检测时需要确定每种气体特定的分子吸收光谱特征和确定气体吸收能量后退激产生的压力波强度与气体浓度间的比例关系。所以选取适当的波长，既可以对气体进行定性分析也可以定量检测。比气相色谱精密度和稳定性高，跟红外检测仪比起来可以检测H2而且受反射、散射光的干扰也少。

2.2局部放电在线监测技术

变压器在内部出现故障或运行条件恶劣时，会由于局部场强过高而产生局部放电（PD）。PD水平及其增长速率的明显变化，能够指示变压器内部正在发生的变化或反映绝缘中由于某些缺陷状态而产生的固体绝缘的空洞、金属粒子和气泡等。

2.3振动分析法

振动分析法就是一种广泛用于监测这种变压器故障的有效方法。通过对变压器振动信号的监测和分析，从而达到对变压器状态监测的目的。

2.4红外测温技术

红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号，经放大处理，转换成标准视频信号，然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、过负荷运行等情况时都会引起导电回路局部过热，铁芯多点接地也会引起铁芯过热。

2.5频率响应分析法

频率响应分析法是一种用于判断变压器绕组或引线结构是否偏移的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变，而频率响应法正是通过测量这种细微的改变来达到监测变压器绕组状态的目的。

2.6绕组温度指示

绕组温度指示器就是用于监测变压器绕组的温度，给出越限报警，并在需要时启动保护跳闸。目前已开发出一种用于大型变压器绕组温度监测的新技术，即将一条光纤嵌入变压器绕组以便直接测量绕组的实时温度，从而改进变压器的预测建模技术，并达到实时监测变压器绕组温度状态的目的。
3变压器在线监测研究发展趋势及研究方向
3.1仪器上：发展了光学器件如分红气体分析器，红外气体分析器的特点是能测量多种气体含量。测量范围宽，灵敏度高精度高，响应快，选择性良好可靠性高，寿命长，可以实现连续分析和自动控制。红外气体分析器的工作原理基于吸光度定律（I.amhert-Beer定律），从物理特征上可以划分为不分光型、分光型、傅立叶红外（FTIR，FourierTranormInfraRed）型以及基于微机电系统（MEMicro-Electro-MechanicalSystem）技术的微型红外气体分析器。分光型红外气体分析器是利用分光系统从光源发出的连续红外谱中分出单色光，使通过介质层的红外线波长与被测组分的特征吸收光谱相吻合而进行测定的。不分光型红外气体分析器（NDIR）指光源发出的连续红外谱全部通过固定厚度的含有被测混合气体的气体层。由于被测气体的含量不同，吸收固定红外线的能量就不同。
3.2理论工具上：模糊理论，人工神经网络，专家系统及灰色理论在DGA的分析中都有应用。
结语
变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。但由于变压器长期运行，故障和事故总不可能完全避免，且引发故障和事故又出于众多方面的原因。如外力的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。同时，部分工作人员业务素质不高、技术水平不够或违章作业等，都会造成事故或导致事故的扩大。
参考文献
中华人民共和国能源部.进网作业电工培训教材.沈阳：辽宁科学技术出版社，1993.
王晓莺.变压器故障与监测.2004.
[3]徐树铨.电力变压器运行.1993.