運(yùn)行變壓器健康狀態(tài)綜合診斷平臺(tái)的建設(shè)與研究

張佳川

【摘 要】本文主要論述開展變壓器設(shè)備狀態(tài)評(píng)估研究是電網(wǎng)設(shè)備評(píng)估的主要任務(wù)之一。電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的輸變電設(shè)備之一，在電力系統(tǒng)中處于樞紐地位，其運(yùn)行的安全可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全，提高電力變壓器運(yùn)行的可靠性，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行具有十分重要的意義。

【關(guān)鍵詞】變壓器 狀態(tài) 評(píng)估

一、變壓器設(shè)備狀態(tài)評(píng)估研究技術(shù)概述

近年來(lái)，國(guó)網(wǎng)公司開始逐步推行狀態(tài)檢修工作，狀態(tài)檢修主要對(duì)監(jiān)測(cè)獲得的技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷，對(duì)設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)做出評(píng)價(jià)，對(duì)其工作狀態(tài)的可能發(fā)展做出預(yù)測(cè)，對(duì)明顯存在異常的設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的故障診斷，從而確定最佳檢修時(shí)間和檢修內(nèi)容，因此，確定變壓器運(yùn)行狀態(tài)是整個(gè)狀態(tài)檢修工作的基礎(chǔ)和核心。

二、變壓器健康狀態(tài)評(píng)估研究綜合診斷平臺(tái)介紹

美國(guó)道波公司（Doble）是全球知名的設(shè)備管理咨詢公司，積累了全球超過(guò)80年的變壓器試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在變壓器狀態(tài)評(píng)估方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的理念。為汲取國(guó)外先進(jìn)的設(shè)備管理經(jīng)驗(yàn)，提高河北省南網(wǎng)的變壓器設(shè)備狀態(tài)評(píng)估水平，本文主要介紹基于道波公司的變壓器DGA評(píng)分系統(tǒng)建立的變壓器健康狀態(tài)評(píng)估研究綜合診斷平臺(tái)。

（一）主要研究?jī)?nèi)容

綜上所述，變壓器健康狀態(tài)評(píng)估研究綜合診斷平臺(tái)主要完成以下內(nèi)容：

（1）引入道波公司的變壓器DGA評(píng)分系統(tǒng)，實(shí)施本土化改造，進(jìn)行漢化，并開發(fā)數(shù)據(jù)接口與省公司生產(chǎn)MIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)接，直接獲取變壓器基礎(chǔ)信息和油色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)，使之完成河北省電力公司變壓器的狀態(tài)評(píng)估工作。

（2）利用改造后的評(píng)分系統(tǒng)對(duì)河北南網(wǎng)220kV及以上電壓等級(jí)變壓器進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)評(píng)估結(jié)果異常的變壓器進(jìn)行深入分析，確保河北南部電網(wǎng)系統(tǒng)變壓器安全運(yùn)行。

（3）學(xué)習(xí)變壓器狀態(tài)管理和和試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理的理念和經(jīng)驗(yàn)，并用于完善河河北南部電網(wǎng)的變壓器狀態(tài)評(píng)估體系。

（二）道波（DOBLE）DGA評(píng)分系統(tǒng)簡(jiǎn)介

該系統(tǒng)是美國(guó)DOBLE公司開發(fā)的一套針對(duì)油色譜數(shù)據(jù)的變壓器狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的油色譜數(shù)據(jù)分析方法不同，該系統(tǒng)結(jié)合的特征氣體含量、產(chǎn)氣率、發(fā)展趨勢(shì)以及各種氣體所占比例等多種因素綜合分析變壓器DGA的數(shù)據(jù)。通過(guò)該系統(tǒng)可以篩選出異常結(jié)果，再結(jié)合其他方法，如電氣測(cè)試、局放測(cè)試、視覺(jué)檢查最終給變壓器的狀態(tài)下一個(gè)結(jié)論。

道波DGA評(píng)分系統(tǒng)基于其他特征氣體相對(duì)于甲烷氣體的加權(quán)平均，并用氫氣的相對(duì)含量區(qū)分繞組和鐵心的故障。得分算法采用的是氣體的“質(zhì)量”（由氣體的特征和相對(duì)比例而定）和“強(qiáng)度”（由氣體的絕對(duì)含量而定）兩個(gè)指標(biāo)確定，由此將油色譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)綜合得分反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)道波的DGA評(píng)分系統(tǒng)，正常的變壓器得分不應(yīng)該超過(guò)40分，如果得分超過(guò)60分，可能變壓器鐵芯中存在環(huán)流，如果得分超高100分，那么意味著變壓器存在著更為嚴(yán)重的問(wèn)題。

道波（DOBLE）DGA評(píng)分系統(tǒng)的操作步驟為：

1.用戶登錄；2.選擇數(shù)據(jù)庫(kù)。選擇系統(tǒng)將要載入的數(shù)據(jù)庫(kù)，本系統(tǒng)目前只包含油色譜數(shù)據(jù)庫(kù)。項(xiàng)目組從省公司生產(chǎn)MIS中導(dǎo)出了所有220kV以上變壓器的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、油色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)和油質(zhì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)；3.選擇查詢統(tǒng)計(jì)的項(xiàng)目；4.得出評(píng)分結(jié)果。

三、220kV及以上變壓器評(píng)估分析

為驗(yàn)證該系統(tǒng)的實(shí)用性和正確性，項(xiàng)目組用DOBLE公司的油色譜分析系統(tǒng)共對(duì)河北南網(wǎng)220kV及以上電壓等級(jí)共計(jì)332臺(tái)變壓器進(jìn)行了評(píng)估，評(píng)估使用的油色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)均來(lái)自于河北省電力公司生產(chǎn)MIS系統(tǒng)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)截止到2011年4月。評(píng)估結(jié)果顯示，其中有16臺(tái)變壓器（占總數(shù)的5%）得分高于80分，需要對(duì)變壓器的絕緣狀況進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)查；50臺(tái)變壓器（占總數(shù)的50%）得分高于80分，需要對(duì)變壓器的絕緣狀況加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)查；266臺(tái)變壓器（占總數(shù)的80%）得分低于40分，運(yùn)行正常。

1998年5月8日，齊村#2變大修吊檢（吊檢前總烴3189μL/L）發(fā)現(xiàn)，鐵芯存在局部短路缺陷，鐵軛下方有一塊約3cm2的三角形硅鋼片，上面附有1mm厚的游離碳并有放電痕跡，分析總烴升高原因?yàn)殍F芯第二極上兩點(diǎn)連通形成渦流所致，現(xiàn)場(chǎng)取出硅鋼片并對(duì)損壞鐵芯處進(jìn)行修復(fù)并對(duì)受污染絕緣油進(jìn)行過(guò)濾。目前該變壓器油色譜總烴偏高，主要原因是1998年吊檢時(shí)僅對(duì)受污染的絕緣油進(jìn)行了過(guò)濾，但變壓器器身上所吸附氣體受現(xiàn)場(chǎng)條件所限無(wú)法徹底脫出，從而導(dǎo)致主變運(yùn)行后器身吸附的氣體再次溶入絕緣油中，造成總烴超標(biāo)。目前一直加強(qiáng)監(jiān)視，總烴變化趨勢(shì)穩(wěn)定，變壓器運(yùn)行正常。

四、結(jié)論

項(xiàng)目組通過(guò)DOBLE公司的DGA評(píng)分系統(tǒng)對(duì)河北南部電網(wǎng)220kV及以上電壓等級(jí)變壓器進(jìn)行評(píng)估，并結(jié)合變壓器實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行深入分析，得出以下結(jié)論：

（一）美國(guó)DOBLE公司的設(shè)備管理和試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理的方面具有先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和理念，需要借鑒和學(xué)習(xí)：

對(duì)變壓器狀態(tài)的診斷不僅僅依靠對(duì)變壓器個(gè)體數(shù)據(jù)的分析，需要結(jié)合變壓器群體規(guī)律進(jìn)行深入判斷。

重視變壓器固體絕緣老化的診斷，英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司油中糠醛含量測(cè)試作為例行試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，通過(guò)其歷史發(fā)展趨勢(shì)的變化能較為有效的反映變壓器老化情況，僅看單次試驗(yàn)有效性較差。

對(duì)于油色譜的診斷不僅限于的數(shù)據(jù)異常油色譜的的分析，更多的在于的油色譜數(shù)據(jù)變壓器的診斷，通過(guò)分析變壓器絕緣狀況的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)預(yù)測(cè)變壓器運(yùn)行狀態(tài)。

（二）通過(guò)分析，河北南部電網(wǎng)在運(yùn)220kV及以上變壓器的運(yùn)行狀況較為穩(wěn)定，運(yùn)行單位完全掌握個(gè)別存有問(wèn)題的變壓器的運(yùn)行狀況，并采取了積極的防控措施和檢修策略，保證變壓器的安全運(yùn)行。

（三）通過(guò)應(yīng)用情況來(lái)看，該套系統(tǒng)不能完全滿足河北省電力公司的實(shí)際情況，主要是在判別標(biāo)準(zhǔn)方面有所區(qū)別，主要有以下幾個(gè)方面造成：歐美電網(wǎng)公司與中國(guó)變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、絕緣油來(lái)源和型號(hào)、試驗(yàn)設(shè)備和方法的不同。

（四）綜上所述，河北南部電網(wǎng)應(yīng)該汲取DOBLE評(píng)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，開發(fā)一套適合河北南部電網(wǎng)的油色譜評(píng)估系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]改善變壓器箱體內(nèi)表面涂裝質(zhì)量的應(yīng)用比較，謝翠玲；變壓器；2011年10期.

[2]220kV變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地仿真，梁繼云 康積濤 郝艷妮；變壓器；2011年10期.