變電設(shè)備檢修方式的現(xiàn)狀及改進(jìn)措施

鄭良根

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電力能源的需求也不斷增加，電力變壓器作為分配和輸送電能的主要元件，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮這日益重要的作用，電力變壓器的狀態(tài)檢修策略也日益重要。文章結(jié)合工作實(shí)踐，對(duì)比了傳統(tǒng)定期檢修與新型狀態(tài)檢修，闡述了進(jìn)行狀態(tài)檢修的必要性，并就電力變壓器的狀態(tài)檢修策略進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；狀態(tài)檢修；策略研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2013）20-0073-02

電力變壓器是電力系統(tǒng)中最為重要的一次設(shè)備之一，電力變壓器承擔(dān)著變換、輸送、分配電能的重任，與電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和人民生產(chǎn)生活有著密切關(guān)系。電力變壓器一旦發(fā)生故障，將給電力系統(tǒng)帶來(lái)的不容忽視的損失。在此背景下，積極探索和研究變壓器的檢修技術(shù)，具有極為重要的意義。

1 實(shí)施變壓器狀態(tài)檢修的必要性分析

隨著我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)也日益復(fù)雜，對(duì)電網(wǎng)中運(yùn)行的電氣設(shè)備的可靠性要求更高，電力變壓器作為系統(tǒng)中最重要的元件，其檢修技術(shù)也需要不斷提升。

1.1 傳統(tǒng)的計(jì)劃?rùn)z修方式具有一定的弊端

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)電力系統(tǒng)中檢修方式以計(jì)劃?rùn)z修為主，以定期檢修為主要方式。定期檢修方式的特點(diǎn)為：按照電力運(yùn)行規(guī)程，由管理部門(mén)制定檢修的項(xiàng)目、周期和內(nèi)容，在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行檢修，實(shí)施“到期必修”。定期檢修這種傳統(tǒng)的檢修方式在一定時(shí)間內(nèi)，有利于消除變壓器的事故隱患，對(duì)設(shè)備運(yùn)行起到了積極的作用。

然而，定期的計(jì)劃?rùn)z修具有以下弊端：

①缺少對(duì)事故的預(yù)見(jiàn)性。定期檢修相對(duì)被動(dòng)，無(wú)法提前預(yù)見(jiàn)事故，只能在事故發(fā)生后進(jìn)行停電檢修。導(dǎo)致停電搶修時(shí)，往往比較倉(cāng)促，事故的緊迫性給人員檢修和維護(hù)帶來(lái)很大壓力。

②具有一定的盲目性。電網(wǎng)的規(guī)模不斷增大，電氣設(shè)備也不斷增多，在定期檢修的情況下，設(shè)備的檢修具有一定的盲目性，一方面必須停電檢修，帶來(lái)不可避免的損失，另一方面，消耗大量的人力和物力，使檢修的性?xún)r(jià)比相對(duì)不高，不利于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高。

③存在引起其它設(shè)備事故的隱患。電力檢修工作人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)參差不齊，有些員工的工作態(tài)度和責(zé)任心也相對(duì)欠缺，在設(shè)備定期檢修過(guò)程中，可能因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)檢修條件不良或檢修工藝不佳，導(dǎo)致其它設(shè)備損壞，引起新的事故隱患。

1.2 狀態(tài)檢修方式的優(yōu)越性分析

隨著我國(guó)提出建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略規(guī)劃提出，電網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，檢修的觀(guān)念也不斷革新。電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和電網(wǎng)的智能化、自動(dòng)化、自愈化發(fā)展情況下，傳統(tǒng)的定期檢修方式已經(jīng)不再適用。

在此背景下，狀態(tài)檢修作為一種新型的檢修技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。狀態(tài)檢修是指對(duì)電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，根據(jù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行健康情況的監(jiān)測(cè)情況，結(jié)合歷史巡檢數(shù)據(jù)和歷史可靠性數(shù)據(jù)，來(lái)決定檢修的周期和內(nèi)容，用實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)代替了固定的檢修周期。

與定期檢修相比，狀態(tài)檢修方式具有以下優(yōu)越性：

①以可靠性和預(yù)防性為中心。狀態(tài)檢修基于對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的掌握，可以做到該修必修，增強(qiáng)了對(duì)事故的預(yù)防性，從而有利于節(jié)約人力和物力，盡可能的降低停電檢修時(shí)間和因此帶來(lái)的損失，為電網(wǎng)的效益提升作出貢獻(xiàn)。

②降低了因檢修引發(fā)其它故障的可能性。由于狀態(tài)檢修提高了對(duì)事故的預(yù)見(jiàn)性，降低了對(duì)電力變壓器盲目停電檢修帶來(lái)的損失，也降低了停電檢修時(shí)，引發(fā)其它故障的可能性，從而更加有利于系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行變壓器的壽命和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

2 電力變壓器狀態(tài)檢修的策略

根據(jù)狀態(tài)檢修的策略，可以將其分為以下幾個(gè)要點(diǎn)：首先是對(duì)設(shè)備狀態(tài)評(píng)估，包括對(duì)設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，結(jié)合設(shè)備出廠(chǎng)資料、建造數(shù)據(jù)、歷史巡檢結(jié)果等資料在內(nèi)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估，這是進(jìn)行狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)和前提；其次是根據(jù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的結(jié)果，展開(kāi)的故障診斷和分析，用來(lái)分析和識(shí)別電力變壓器的各類(lèi)故障；最后是根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的結(jié)果，制定維修策略，決定狀態(tài)檢修的措施。

2.1 狀態(tài)檢修的狀態(tài)評(píng)估

由于氣和油是變壓器內(nèi)的主要兩個(gè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，變壓器內(nèi)各種故障都能夠通過(guò)氣、油系統(tǒng)反映出來(lái)。所以，變壓器的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要集中在對(duì)油氣量的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。表1為變壓器不同故障類(lèi)型產(chǎn)生的氣體。

2.1.1 對(duì)油中溶解氣體的在線(xiàn)檢測(cè)

變壓器油的老化程度可以反映變壓器的絕緣和老化情況，對(duì)變壓器絕緣油中溶解的氣體進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，就是通過(guò)對(duì)油中溶解出來(lái)的低分子氣體進(jìn)行分類(lèi)和定量監(jiān)測(cè)，來(lái)判斷變壓器的絕緣和老化程度。

目前，一般采用色譜分析法來(lái)進(jìn)行油中溶解氣體與內(nèi)部故障的分析，首先，根據(jù)特征氣體（H2和烴類(lèi)）的比較值或氣速率來(lái)判斷是否發(fā)生故障，然后，可以使用特征氣體法或比值法，結(jié)合單項(xiàng)氣體超標(biāo)法、碳氧化合物含量等方法來(lái)進(jìn)行故障類(lèi)別的判別，目前，常用的比值法為三比值法。

2.1.2 變壓器電氣量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

除了對(duì)油氣量的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)外，變壓器的電氣量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)也是對(duì)狀態(tài)檢修的有力補(bǔ)充。目前，狀態(tài)檢修中使用最多的是局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

局部放電可以采用脈沖電流法、超聲波局部放電測(cè)量法、超高頻監(jiān)測(cè)法等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)變壓器局部放電伴隨聲音、光化學(xué)反應(yīng)和電磁輻射等特征現(xiàn)象，來(lái)進(jìn)行故障的判斷。

繞組變形在線(xiàn)監(jiān)測(cè)是利用監(jiān)測(cè)繞組變形來(lái)反映變壓器的故障，基于電磁感應(yīng)原理的變壓器中，繞組是最重要也是故障率最高的部件，繞組的故障約占整個(gè)變壓器故障的60%～70%，當(dāng)變壓器繞組發(fā)生故障時(shí)，短路電流和短路扭矩的沖擊，往往會(huì)導(dǎo)致繞組變形，包括：斷線(xiàn)、匝間短路、位移等，目前，多采用低壓脈沖法、頻率響應(yīng)法、短路電抗法等來(lái)進(jìn)行繞組變形的監(jiān)測(cè)。

此外，對(duì)變壓器電氣量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)還包括：套管介質(zhì)損耗在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，主要用來(lái)發(fā)現(xiàn)變壓器套管處的運(yùn)行故障，如：絕緣破壞、受潮、放電等，目前我國(guó)對(duì)套管介質(zhì)損耗在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的技術(shù)相對(duì)還不夠成熟，在電網(wǎng)中的應(yīng)用也不多。

2.1.3 其它狀態(tài)評(píng)估方法

為了提升變壓器狀態(tài)評(píng)估的準(zhǔn)確性，預(yù)防因在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障而帶來(lái)的狀態(tài)評(píng)估數(shù)據(jù)異常，對(duì)變壓器的狀態(tài)評(píng)估還有歷史數(shù)據(jù)資料收集、帶電檢測(cè)例如紅外測(cè)溫等、缺陷評(píng)價(jià)等方法。

其中，帶電紅外測(cè)溫也是應(yīng)用較為廣泛的方法之一，它在帶電狀態(tài)下，通過(guò)紅外技術(shù)來(lái)進(jìn)行設(shè)備測(cè)溫，根據(jù)溫度分布異常情況來(lái)進(jìn)行故障的診斷，還可以配以熱像遙視監(jiān)控系統(tǒng)和可見(jiàn)光攝像機(jī)等組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有便攜、直觀(guān)、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 狀態(tài)檢修的故障診斷和檢修策略制定

電力變壓器的狀態(tài)檢修是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及到信息、調(diào)度、生技、安監(jiān)、運(yùn)行、維護(hù)等過(guò)個(gè)部門(mén)的工作，以及生產(chǎn)MIS、調(diào)度SCADA系統(tǒng)等多個(gè)功能模塊，變壓器的檢修和故障診斷，包括策略制定，已經(jīng)成為電力系統(tǒng)的重要內(nèi)容。

目前，對(duì)電力變壓器的故障診斷結(jié)合了油氣量分析和電氣量分析兩種方法，油氣量分析技術(shù)比較成熟，但反應(yīng)不夠靈敏，需要時(shí)間較長(zhǎng)，電氣量分析則速度較快，且能夠部分定位，兩者互相配合，優(yōu)缺互補(bǔ)，結(jié)合故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的使用，能夠定位大部分電力變壓器的故障并加以排除。

基于專(zhuān)家系統(tǒng)的變壓器故障診斷依靠先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，通過(guò)對(duì)故障的推理和解釋機(jī)制，在專(zhuān)家系統(tǒng)中存儲(chǔ)的模塊數(shù)據(jù)庫(kù)、變壓器特征參數(shù)庫(kù)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行推理，結(jié)合模糊處理方法，來(lái)進(jìn)行于故障樹(shù)的維修決策。

最后，結(jié)合故障分析的結(jié)果，進(jìn)行故障模式、故障影響和故障的危害性分析，進(jìn)行故障策略的制定。狀態(tài)檢修的結(jié)果可以分為正常狀態(tài)、注意狀態(tài)、異常狀態(tài)、嚴(yán)重狀態(tài)四個(gè)級(jí)別，針對(duì)不同的危險(xiǎn)級(jí)別分別采取不同的措施，如：加強(qiáng)巡檢、定期檢查、限期檢查、緊急停運(yùn)等。

3 結(jié) 語(yǔ)

隨著我國(guó)建設(shè)智能電網(wǎng)進(jìn)程的加快，狀態(tài)檢修已經(jīng)日漸取代定期檢修，成為電力變壓器的主流檢修方式。目前，我國(guó)電力變壓器狀態(tài)檢修的分析和研究還處于發(fā)展階段，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、油譜分析技術(shù)、故障診斷技術(shù)的發(fā)展，狀態(tài)檢修技術(shù)將日漸成熟。

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