變壓器的運(yùn)行維護(hù)與故障檢測分析

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們在生產(chǎn)和生活中的用電量不斷攀升，我國的電網(wǎng)建設(shè)也得到空前的發(fā)展。電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行離不開各種電力設(shè)備的正常維護(hù)和檢測工作，尤其是在礦山大型采掘設(shè)備中，在電能輸送方面起著非常重要的作用，筆者將就大型采掘設(shè)備中的變壓器的運(yùn)行維護(hù)和故障檢測問題展開相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞 變壓器；運(yùn)行維護(hù)；故障檢測

中圖分類號 TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)052-0117-01

變壓器是礦山大型采掘設(shè)備的核心運(yùn)行設(shè)備，其主要的工作是通過自身結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電力的相應(yīng)電壓等級轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)電力的輸送。與其強(qiáng)大的功能相匹配的是其造價高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和電力負(fù)荷重的設(shè)備特點(diǎn)，這些特點(diǎn)也給主變壓器的日常維護(hù)和故障處理工作帶來了難題。所以，要求變壓器維護(hù)人員除了要做好相關(guān)的日常巡視和養(yǎng)護(hù)外，還要同現(xiàn)場運(yùn)行人員一起采用紅外熱像儀與氣相色譜分析等新技術(shù)，加強(qiáng)對于變壓器的內(nèi)外部的運(yùn)行狀態(tài)的檢測，以全面確保設(shè)備的正常運(yùn)行，下文中筆者將結(jié)合這兩種新型的檢測和維護(hù)技術(shù)，對變壓器的運(yùn)行維護(hù)做相關(guān)探討。

1 變壓器的運(yùn)行維護(hù)

之所以要對變壓器的運(yùn)行做好定期的巡視工作，是為了監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行情況，以便在設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常的第一時間內(nèi)對其進(jìn)行處理，降低不安全因素產(chǎn)生的危害。所以，變壓器的定期巡檢工作是預(yù)防電能轉(zhuǎn)換事故發(fā)生，確保安全供電的一個重要的環(huán)節(jié)。要求我們的運(yùn)行人員要嚴(yán)格的按照國家的相關(guān)規(guī)定，做好變壓器的定期日常巡視工作。并根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀況，定期做好設(shè)備的維護(hù)。

1.1 變壓器日常巡視的內(nèi)容

1）檢查油溫、溫度計(jì)的指示是否正常，儲油柜的油位與溫度是否對應(yīng)。檢查變壓器上層油溫：其標(biāo)準(zhǔn)為油浸自冷低于八十五攝氏度，風(fēng)冷低于七十五攝氏度，另外要檢查變壓器的各個部位是否滲油或者漏油。

2）檢查套管的油位是否正常，以及套管表面是否完好，另外查看周圍是否存在油污和放電痕跡。

3）檢查變壓器的音響是否正常，并且在變壓器正常運(yùn)行的狀況下是否會發(fā)出均勻有規(guī)律的電磁聲。

4）檢查冷卻器的溫度與手溫是否相近，以及風(fēng)扇是否正常開啟。

5）檢查本體瓦斯以及繼電器的內(nèi)部是否存在積氣的現(xiàn)象。

6）檢查變壓器引線接頭和電纜溫度是否異常，以及是否存在蒸氣或者發(fā)紅的現(xiàn)象。

7）檢查變壓器的外殼與地面的接觸是否良好。

8）檢查控制箱與端子箱是否密封，有無受潮現(xiàn)象。

9）檢查壓力釋放閥的狀況是否良好，有無破損。

1.2 變壓器的特殊巡視項(xiàng)目

1）在變壓器過流過壓時，還要檢查此時的三相電壓和電流是否處于平衡狀態(tài)，以及頂層油溫與線圈溫度的溫度是否異常，必要時要檢查冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

2）遇到大風(fēng)天氣，還要檢查變壓器的引線擺動，并確保其頂蓋和套管引線處沒有雜物。

3）雷雨天氣過后，要第一時間檢查變壓器的套管與瓷瓶是否閃絡(luò)，以及避雷器的計(jì)數(shù)器的運(yùn)行狀況。

4）如遇大霧天氣，要檢查變壓器的套管和瓷瓶是否放電或者電暈。

1.3 變壓器的定期維護(hù)項(xiàng)目

1）變壓器的硅膠的大部分出現(xiàn)變色時，要馬上進(jìn)行更換。若變壓器的上半段硅膠發(fā)紅，應(yīng)及時檢查和修補(bǔ)漏氣部位；

2）變壓器斷電后，要對其外殼、散熱器和套管等裝置做好清掃，并適當(dāng)給風(fēng)扇和軸承添加潤滑油。

3）檢查控制箱內(nèi)的加熱器和燈泡是否完好，如果損壞要及時的更換。

4）定期檢測變壓器的鐵芯絕緣是否良好。

5）做好變壓器的定期油樣化驗(yàn)，記錄好變壓器的氣體成分，化驗(yàn)的大致周期為：①變壓器投運(yùn)后的四天、十天、三十天各一次；②變壓器投運(yùn)后第二月至第五月內(nèi)，每月一次，若檢測結(jié)果顯示正常，則直接轉(zhuǎn)為定期檢測；③定期檢測，即每六個月一次。

2 紅外熱像儀在變壓器運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用

2.1 紅外熱像儀的工作原理與使用特點(diǎn)

紅外熱像儀是一種采用紅外線手段對運(yùn)行中的電力設(shè)備進(jìn)行熱輻射狀況的檢測，從而判斷其運(yùn)行狀況是否正常的儀器。電力設(shè)備在運(yùn)行過程中，都會產(chǎn)生一定的熱量，即熱輻射。紅外熱像儀就是參照正常情況下的設(shè)備放熱現(xiàn)象，對比發(fā)現(xiàn)設(shè)備中是否存在異常放熱的部位，因?yàn)橐坏┠承┎课坏臒彷椛錉顩r異常，就說明該處可能存在線路的接觸不良或者電阻不斷的現(xiàn)象。

紅外熱像儀的基本的作用原理和過程是利用物鏡來接收電力設(shè)備表面所輻射的紅外線，然后經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)會聚，使接收的紅外能落在系統(tǒng)的焦點(diǎn)上，再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換，將電力設(shè)備的紅外能轉(zhuǎn)變成電能，后通過一系列的電信號處理，在取景器上最終形成該電力設(shè)備的熱圖像。我們看到，在整個的檢測過程中紅外熱像儀實(shí)現(xiàn)了在無接觸的情況下對電力設(shè)備表面進(jìn)行測溫，這是其相對于傳統(tǒng)的測溫方法最大的使用特點(diǎn)和優(yōu)勢。

2.2 紅外熱像儀的應(yīng)用實(shí)例

現(xiàn)以某臺大型6 kV用電設(shè)備中的變壓器檢測實(shí)例進(jìn)行分析，該設(shè)備的運(yùn)行人員在定期的月度紅外測溫過程中，發(fā)現(xiàn)#1主變壓器變高A相套管局部發(fā)熱，并且發(fā)熱區(qū)域呈環(huán)狀，根據(jù)紅外儀的測溫原理初步判定為該套管存在局部積污。向上級匯報(bào)后，領(lǐng)導(dǎo)迅速批示對該設(shè)備進(jìn)行停電和故障處理。

對設(shè)備進(jìn)行停電檢查后，發(fā)現(xiàn)確為積污導(dǎo)致局部過熱?，F(xiàn)場工作人員立即對該套管進(jìn)行了清掃，并對該變壓器本體變高、變中、變低套管噴涂了PRTV防污閃涂料，從而順利消除故障。

值得注意的是，采用紅外熱像儀對變壓器進(jìn)行紅外測溫時，應(yīng)特別注意套管、引線接頭、冷卻器上端等故障多發(fā)區(qū)，因?yàn)檫@些部位容易積淤。

通過對該案例的分析，我們看到紅外熱像儀在測溫的過程中可以彌補(bǔ)肉眼的不足，使運(yùn)行人員準(zhǔn)確地判斷設(shè)備發(fā)熱的部位及原因，并及時消除隱患，為保證大型采掘設(shè)備的安全運(yùn)行提供了保障。

3 色譜分析試驗(yàn)的應(yīng)用

電力變壓器的預(yù)防性試驗(yàn)是保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要手段之一，變壓器油中溶解氣體色譜分析是其中重要的一環(huán)，每半年，就要對運(yùn)行中的變壓器取一次油樣做色譜分析試驗(yàn)。

變壓器大多采用油紙復(fù)合絕緣。變壓器內(nèi)的絕緣油和有機(jī)絕緣材料隨著運(yùn)行時間的增加，在熱和電的長期作用下會逐漸老化和分解，并產(chǎn)生極少量氫氣、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、一氧化碳和二氧化碳等氣體，并溶解于油中。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障的時候，氣體含量將會劇烈增加。隨著故障的發(fā)展，當(dāng)產(chǎn)氣量大于溶解量時，便有一部分氣體以游離氣體的形態(tài)釋放出來。

實(shí)踐證明，絕大多數(shù)的變壓器故障都會出現(xiàn)早期跡象。因此，測量分析溶解于油中的氣體含量就能預(yù)知變壓器內(nèi)部故障。在電氣試驗(yàn)中，通過氣相色譜分析絕緣油中溶解氣體，從而發(fā)現(xiàn)充油電氣設(shè)備內(nèi)部存在的潛伏性故障，是絕緣監(jiān)督的一種重要手段。這一檢測技術(shù)可以在設(shè)備不停電的情況下進(jìn)行，而且不受外界因素的影響，可定期對運(yùn)行設(shè)備內(nèi)部絕緣狀況進(jìn)行監(jiān)測，確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

變壓器內(nèi)部放電性故障產(chǎn)生的特征氣體主要是乙炔。正常的變壓器油中不含這種氣體，如果變壓器油中這種氣體增長很快，說明該變壓器存在嚴(yán)重的放電性故障，應(yīng)立即停電進(jìn)行檢修

處理。

運(yùn)行設(shè)備的油中H與烴類氣體含量（體積分?jǐn)?shù)）超過下列任何一項(xiàng)值時應(yīng)引起注意：

總烴含量＞150×10-6；

H2的含量＞150×10-6；

C2H2的含量＞5×10-6 。

油中溶解氣體分析的目的是用來檢測變壓器內(nèi)部是否出現(xiàn)了潛伏性故障，對變壓器進(jìn)行絕緣監(jiān)督，并預(yù)測其未來的運(yùn)行狀態(tài)。但造成油中溶解氣體增長的原因是多種多樣的。當(dāng)根據(jù)油中氣體分析認(rèn)為可能存在內(nèi)部故障時，還應(yīng)結(jié)合電氣、化學(xué)試驗(yàn)結(jié)果和設(shè)備的試驗(yàn)檢修記錄來進(jìn)行綜合判斷。

4 總結(jié)

綜上所述，變壓器在大型礦山采掘設(shè)備中發(fā)揮著非常重要的作用。在日常的電力生產(chǎn)工作中，運(yùn)行人員應(yīng)特別注意變壓器的運(yùn)行條件以及當(dāng)前負(fù)荷情況，做好變壓器的巡視和維護(hù)工作，并積極發(fā)揮紅外熱像儀與氣相色譜分析兩項(xiàng)技術(shù)的作用，做好變壓器的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測以及故障預(yù)測，以便發(fā)現(xiàn)存在的潛伏性故障并及時消缺，確保設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

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