摘要：变压器在我国的电力行业有着极为广泛的应用，对于变压器故障诊断以及定位工作是我国电力行业所面临的一项艰巨任务，电力变压器的运行状态直接影响到电力系统整体的安全性，尽早的检测出故障可以使电力系统的安全运行得到很大的保障，在1997年时，开始执行电力系统的预示规程，并且把变压器的检测放在了首要位置，在传统的检测基础上，我国有对检测技术进行了一定程度的创新，但是一直难以满足当下变压器检测工作的需要，本文对于变压器故障的诊断以及定位做了一定的研究探讨，希望对电力企业起到一定的帮助。
关键词：变压器；故障诊断；定位研究
随着我国电力行业的不断发展，电力系统装机容量日益增长，变压器故障时有发生，此时，及时的发现并处理变压器的故障显得格外的重要。目前变压器已经成为电力行业分厂重要的运行设备，传统的电压器故障诊断方法存在一定的不足，经过近几年的发展与创新，我国目前的检测主要方法是利用超声波技术对变压器的故障进行诊断；这种方法取得了一定的效果，但即使如此，在实际来进行检测的过程中也还是会遇到很多的问题，并且这种方法缺乏一定的客观性[1]。
一、现阶段我国变压器的运行状况
以某大型电力工厂为例，某工厂的500kV的主变压器为进口产品，其额定功率为3×210MVA冷却方式为强迫油循环风冷，2006年出厂，2008年正式投入生产。使用四年后，设备进行了一次大修，首先进行了真空滤油，为了排除变压器本体之间的乙炔，各项检查均没有发现较为明显的问题。
2012年10月又对设备进行了一次大规模检修，在这次检修的过程中，对主变进行了诊断性的实验，实验内容包括对绝缘电阻以及变压器局部的放电实验。其中变压器局部放电由于当时实验条件等原因，将电压控制在平时的1.3倍，此时实验通过，试验完成之后，对放油人孔进行了检查，并重点对引线连接处以及磁屏蔽等部位进行了检查，并没有发现异常。
二、变压器的故障诊断
变压器绝缘击穿是故障的最严重形式,变压器有关保护,如轻重瓦斯、差动保护、压力释放装置都可能动作跳闸,严重时变压器油箱爆裂起火,对电网的安全运行威胁最大。
在对变压器的故障进行诊断的时候，高压试验是较为常用的手段，一般情况下，高压试验是指对绝缘电阻、绕组变形、直流电阻以及局放等进行的高压检测，其中局放电阻最容易发生事故。对于局放电阻一般可以从采用超声波定位法，其主要原理是根据局放电阻对于不同频率的声波所做出的反应从而判断故障发生的部位，其工作原理是利用超声波在传播过程中的介质的不同来进行检测工作，一般情况下，通过多个传感器检测多个不同信号源时，会有一定的延时，理论上这对于检测的结果并没有太大的影响。当电压升高到1.3倍正常电压之后，放电量将随试件的变化而变化，并且变化速度逐渐减慢，5分钟之后，电压会升到1.5倍正常电压，这时的放电量明显增加，在局放检测的过程中，同时用超声波对故障位置进行了定位，并且在高压出线端检测到了明显的信号，这说明高压出现端存在故障。由于考虑到在运行的过程中会产生一部分的乙炔，在现场监察的时候，导致现场环境恶劣，并且应该及时进行返厂检查。当工作人员已经初步确定设备存在问题时要将设备进行返厂处理，在返厂之前，要先做好相关准备工作，将故障变压器解体。当设备需要返厂检查的时候，证明工作人员在对设备进行检查的过程中已经发现了设备存在异常，而返厂检查的意义是要一方面发掘设备的具体故障点，一方面对设备进行科学的维修[2]。
三、定位研究
变压器是电力公司的核心设备，电力变压器产生局部放电时常伴有电脉冲、电磁辐射等现象，并且容易引起设备局部过热等化学现象以及物理现象，从设备运作的原理上来说这些现象都是可以被检测出来的。由于电力变压器局部放电研究的重要性，各个国家的相关学者以及专家已经对此展开了一定的研究，在中国，较为常用的定位方法就是光定位法、电气定位法、特高频定位法以及超声波定位法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（一）光定位法
光定位法是变压器故障定位时较为常用的方法，经过长时间的实践积累经验，目前，我国该项技术已经达到了一定的水平。光定位法是根据部分电超声信号传递到光纤上以此来检测局部放电，采用这种方法测量的优点就是光信号不会受到任何磁场的干扰，从而使检测结果较为精准。与此同时，该方法也存在着一定的缺陷，电力变压器的结构相对复杂，光纤的反复利用会导致光纤的分辨率在很大程度上降低[3]。
（二）电气定位法
一般情况下，电气定位法是指根据局部放电所产生的脉冲传播到测量端的特性来判断放电源的具体空间位置，从而确定局部放电的位置。当变压器内部的某一点发生局部放电时，将会立即在这一点产生脉冲，并且向两端传播，一般情况下，会从各个绕组出线套管的末端开始接地线，由于变压器可以近似看成是一个梯形的电容网，所以在实际检测的时候放电开始的瞬间绕组的两端会出现局部放电脉冲的现象，通过对其的测量可以大体了解两个电容分量与绕组上位置的一一对应关系，从而确定局部放电的关系。经过早期的研究结果表明，通常情况下，变压器绕组普遍存在着三个频率范围，并且每个频率范围的传输特性也各不相同。
（三）特高频定位法
特高频定位法是较为常见的定位方法之一，并且在实际操作的过程中也有较为理想的效果，特高频定位法是指通过检测变压器的局部放电的特高频率电磁波来获得局部的放电信息，在对特高频率信息进行获得的时候会受到一定程度的信号干扰，一般情况下，现场干扰的信号相对较强，一般不小于300MHz，并且由于是在空气中传播，所以导致衰弱较大，若进行局部检测的时候可以将特高频放至100MHz以上，那么就会很好的避免电晕等干扰，并且提高一定的信噪比。从2003年到今天，各种技术手段被不断的应用到变压器的检测定位当中，对采用超宽带射频检测的方法进行了技术的创新，通过理论和实践对变压器的铁芯进行了技术层面的创新，经过研究发现铁芯的尺寸以及内部的障碍物对于局部放电频率的影响很大，要想减少传输过程中的损失就要对铁芯的尺寸进行改进并且对其内部障碍物进行清理[4]。
（四）超声波定位法
超声波定位技术在变压器故障检测方面有较为突出的表现，超声波定位技术主要是利用超声波在对于不同的传播介质中（绕组、隔板以及油纸等）的表现来进行定位，固定在变压器油箱壁上的传感器通过多方面对于声波的采集以及分析，经过对检测信号延迟时间的计算，可以做到从理论上对其进行物理定位，该项技术在实际应用中取得了较为理想的效果。
结束语
由上文的叙述可以看出，我国在变压器的故障检测以及定位上还存在着一定的技术不足[5]。本文较为详细的介绍了变压器局部放电的定位技术，其定位方法主要包括光定位法、电气定位法、特高频电磁定位法以及超声波定位法，通过对比分析可以看出特高频电磁波和超声波定位法更适合现场应用，并且本文详细介绍了特高频电磁波以及超声波技术的应用，还阐述了这两种方法的布置方式和存在的问题。我国在变压器的故障检测与定位的研究还存在一定的不足，还要积极向国外的行业先进技术进行学习，已达到不断提升自身企业专业素养的目的。本文对于变压器的故障检测与定位的研究希望对电力行业的工作展开有一定的帮助。
参考文献：
[1]王鹏皓,俞华,王天正.超声定位技术在变压器故障诊断中的应用[J].山西电力,2014,14(05):5-7.
[2]黄良,赵立进,吕黔苏,曾华荣,刘君.声发射检测技术在变压器局放故障诊断中的带电检测定位探讨[J].贵州电力技术,2015,18(05):43-44.
[3]施竹君. 变压器故障诊断与定位研究[D].南京理工大学,2017.
[4]隋卓. 基于振动能量法的电力变压器故障诊断与初步定位研究[D].华北电力大学,2015.
[5]李卓昕. 基于行波的变压器绕组匝间短路故障定位[D].湖南大学,2016.
论文作者:庞政
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/5
标签：变压器论文; 局部论文; 故障论文; 超声波论文; 绕组论文; 设备论文; 进行了论文; 《基层建设》2018年第9期论文;