電力變壓器的維護(hù)與檢修技術(shù)的分析

李建華

摘 要：作為一種交流電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，電力變壓器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛，其主要功能是實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)的轉(zhuǎn)換，屬于靜止的電氣設(shè)備。電力變壓器是否正常運(yùn)行對(duì)于電網(wǎng)而言意義重大。因此，在日常工作中，電力工人都要定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和檢修。該文首先對(duì)電力變壓器運(yùn)行中的故障表現(xiàn)進(jìn)行了梳理，對(duì)其損壞的原因進(jìn)行了分析，重點(diǎn)對(duì)電力變壓器維護(hù)和檢修的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了研究，最后就作業(yè)時(shí)應(yīng)注意的問題進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)，旨在給相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：電力變壓器 維護(hù) 檢修

中圖分類號(hào)：TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（c）-0059-02

在電力系統(tǒng)中，電力變壓器是關(guān)鍵設(shè)備之一，它同時(shí)也是電網(wǎng)輸送電能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。電力電變壓器是否安全可靠運(yùn)行直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。一旦電力變壓器運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)問題，將可能造成電網(wǎng)的大規(guī)模停電，給人們的生活造成困擾，直接造成經(jīng)濟(jì)損失。所以，提高電力變壓器的運(yùn)行維護(hù)和檢修技術(shù)水平，降低其運(yùn)行故障率是當(dāng)前急需解決的問題。當(dāng)前，我國電網(wǎng)正朝著大機(jī)組、大容量、高電壓及自動(dòng)化的方向邁進(jìn)，維護(hù)好電網(wǎng)中的運(yùn)行設(shè)備是電網(wǎng)管理的基礎(chǔ)，它同時(shí)也要求要提高設(shè)備的維修效率，減少維護(hù)檢修的成本。

1 我國變電設(shè)備檢修現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，我國的變電設(shè)備檢修已經(jīng)進(jìn)入狀態(tài)檢修模式，與傳統(tǒng)的計(jì)劃檢修相比進(jìn)步較大，但依然存在較多問題，如：檢修人員的狀態(tài)檢修水平參差不齊，不同的測(cè)試項(xiàng)目安排了不同的技術(shù)人員，而他們之間的溝通和交流較少；對(duì)于管理人員來說，他們依然沒有打破過去的管理模式，有些電力企業(yè)依然采用人工統(tǒng)計(jì)的舊方式。在變電設(shè)備狀態(tài)檢修中，沒有對(duì)整體的策略進(jìn)行研究，僅僅依據(jù)在線監(jiān)測(cè)裝置的狀態(tài)進(jìn)行片面的判斷。過于依賴在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，在檢修策略上缺乏實(shí)踐研究及技術(shù)推廣。以上這些問題都會(huì)增加電力企業(yè)的投入成本，甚至無法滿足設(shè)備檢修工作要求。

2 電力變壓器運(yùn)行故障外在表現(xiàn)

作為電能轉(zhuǎn)換的重要設(shè)備，電力變壓器的組成包括：器身、油箱、出線裝置、調(diào)壓裝置、冷卻裝置以及保護(hù)裝置等等。電力變壓器在運(yùn)行時(shí)各個(gè)部分相互配合協(xié)調(diào)運(yùn)作，共同實(shí)現(xiàn)相同頻率下不同電壓等級(jí)的轉(zhuǎn)換。由于其運(yùn)行環(huán)境十分復(fù)雜，常常會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障，阻礙其功能的實(shí)現(xiàn)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)際，該文總結(jié)了變壓器故障所表現(xiàn)出的現(xiàn)象，主要有以下幾點(diǎn)：（1）油溫不正常。電力變壓器在運(yùn)行過程中，正常情況下其內(nèi)部的鐵耗和銅耗會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃客ㄟ^油循環(huán)傳導(dǎo)出來，有些通過輻射傳導(dǎo)出來，這種情況下，變壓器的內(nèi)部溫度基本能夠保持穩(wěn)定，基本處于平衡狀態(tài)。工作人員一般是通過變壓器的上層油溫來監(jiān)視器內(nèi)部溫度變化的。當(dāng)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，其油溫會(huì)異常升高，甚至?xí)^其規(guī)定的最高允許值，此時(shí)應(yīng)該注意到可能是變壓器出現(xiàn)故障。（2）異常振動(dòng)及響聲。交流電在轉(zhuǎn)換過程中會(huì)通過變壓器的三相或單相繞組，在鐵芯中會(huì)有周期性交變的磁通產(chǎn)生，這樣一來，鐵芯片的磁滯會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象，磁力和電磁應(yīng)力的相互作用會(huì)引發(fā)鐵芯疊片的振動(dòng)，從而發(fā)出聲音，變壓器運(yùn)行時(shí)的這種連續(xù)聲響是正常的。但如果該聲音突然變大、變尖銳、伴隨有爆裂聲，則說明變壓器中存在故障。（3）油位出現(xiàn)異常。變壓器出現(xiàn)某些故障可以通過變壓器的油位進(jìn)行判斷，一般有假油位及油位過低兩種表現(xiàn)，前一種出現(xiàn)時(shí)，變壓器的油溫是正常的，不會(huì)出現(xiàn)較大變化，但管中的油標(biāo)油位不正常；后一種情況出現(xiàn)時(shí)，設(shè)備會(huì)受到損壞，可能會(huì)使變壓器的缺陷發(fā)展為故障。（4）部件顏色發(fā)生變化，氣味發(fā)生異常。在變壓器發(fā)生故障時(shí)，顏色及氣味的變化是普遍現(xiàn)象，這是由變壓器的某些部件過熱造成的。

3 電力變壓器損壞原因分析

相比與其他的電氣設(shè)備，電力變壓器出現(xiàn)故障的概率較低，但一旦其發(fā)生故障，帶來的損失將是巨大的。為了保證其運(yùn)行正常，設(shè)備維護(hù)人員和檢修人員要做好相關(guān)工作，及時(shí)消除缺陷。下面對(duì)電力變壓器損壞的常見原因進(jìn)行分析。（1）絕緣老化。當(dāng)電力變壓器運(yùn)行年限過久，接近大修年份時(shí)，一些絕緣部件的外皮出現(xiàn)變黑和變焦的現(xiàn)象，有的設(shè)置還會(huì)脫落。在外力振蕩的作用下，絕緣部件也會(huì)受到不同程度的損壞。當(dāng)絕緣部件的絕緣受到破壞后，與導(dǎo)體接觸將會(huì)造成變壓器短路，從而出現(xiàn)故障；（2）過負(fù)荷運(yùn)行。有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)變壓器在運(yùn)行年限內(nèi)，也按時(shí)進(jìn)行了維護(hù)和檢修但依然出現(xiàn)了故障的現(xiàn)象，這主要是因?yàn)樽儔浩鏖L時(shí)間運(yùn)行于過負(fù)荷狀態(tài)；（3）絕緣油的絕緣性能下降。絕緣油在運(yùn)行過程中會(huì)與空氣接觸，長期運(yùn)行時(shí)會(huì)吸收空氣中的水分，其絕緣性能會(huì)不斷下降，最終有可能出現(xiàn)擊穿事故；（4）電壓過高。變壓器遭受雷擊后，過高的電壓有可能會(huì)改變變壓器的某些參數(shù)，造成變壓器的損壞。

4 電力變壓器的維護(hù)分析

對(duì)電力變壓器的日常維護(hù)工作進(jìn)行分析，首先要按照規(guī)定進(jìn)行每天至少一次的例行巡視，每周至少開展一次夜間巡視。如果存在暴風(fēng)暴雨和雪霧等惡劣天氣，應(yīng)該適當(dāng)增加巡視的次數(shù)。對(duì)特殊供電要求的電力變壓器每2h巡視一次。在具體維護(hù)過程中要做到以下幾點(diǎn)：（1）對(duì)變壓器的聲響進(jìn)行檢查，查聽是否存在異常響聲，查看是否存在滲油和漏油的現(xiàn)象，變壓器的外殼是否存在破損現(xiàn)象；（2）對(duì)氣體繼電器進(jìn)行檢查，對(duì)其中的氣體異常情況進(jìn)行檢查，通過紅外測(cè)溫檢查變壓器的引接線頭是否存在發(fā)熱的現(xiàn)象；（3）對(duì)吸濕器進(jìn)行檢查，查看是否存在阻塞的現(xiàn)象，對(duì)安全氣道的防爆膜進(jìn)行檢查，查看其是否存在缺損；（4）對(duì)變壓器的散熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢查，查看散熱器的溫度是否存在異常，變壓器的上層油溫是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。對(duì)于室內(nèi)的變壓器，要查看室內(nèi)是否存在漏雨現(xiàn)象，門窗是否完好，照明是否正常。（5）對(duì)瓷導(dǎo)管的外觀進(jìn)行檢查，保證其無塵土和油垢；（6）對(duì)電力變壓器的儲(chǔ)油柜及繼電器的油位進(jìn)行檢查，對(duì)干燥的硅膠進(jìn)行檢查。

5 電力變壓器的檢修

電力變壓器的檢修是電力一線工作者的重要工作之一，下面對(duì)檢修具體內(nèi)容進(jìn)行分析。

5.1 鐵芯的檢修

要保證鐵芯的表面是干凈和平整的，絕緣漆要保證完好無損，不存在任何的殘缺和燒壞現(xiàn)象，鐵芯接縫處的疊片要保證沒有彎曲和變形的現(xiàn)象。如果在鐵芯的表面發(fā)現(xiàn)有雜亂物質(zhì)，需要采用特定的工具如：特制毛刷對(duì)其進(jìn)行沖洗。如果鐵芯的疊片發(fā)生過熱的現(xiàn)象，要立即進(jìn)行更換，采用質(zhì)量好的疊片，也可以對(duì)出現(xiàn)問題的疊片進(jìn)行重新涂漆。此外，還應(yīng)該全面檢查接地銅片，對(duì)其是否可靠接地進(jìn)行檢查。

5.2 吊心的檢修

在進(jìn)行吊心的檢修時(shí)，首先要按照要求進(jìn)行設(shè)備的拆卸，然后才能將變壓器的鐵芯和繞組吊出。吊心檢修是電力變壓器日常檢修中的重要內(nèi)容，其檢修周期在五年左右，工作人員要高度重視變壓器的吊心檢修工作；如果其繞組發(fā)生短路故障，也需要進(jìn)行吊心檢修。該項(xiàng)工作應(yīng)該選擇晴朗的天氣且現(xiàn)場(chǎng)空氣濕度不大于75%的條件下進(jìn)行，不能在陰雨天氣進(jìn)行，因?yàn)檫@樣很容易導(dǎo)致鐵芯和變壓器的繞組受潮。如果遇上陰雨天氣，而檢修期又不能延期，則應(yīng)該將變壓器轉(zhuǎn)移到干燥的地方開展此項(xiàng)工作。

5.3 分接開關(guān)的檢修

在分接開關(guān)的檢修中，主要檢修內(nèi)容是進(jìn)行分接開關(guān)觸頭表面的檢查和分接開關(guān)實(shí)際接觸情況的檢查。對(duì)于前者，要注意不能出現(xiàn)灼痕，如果出現(xiàn)則應(yīng)該采取相應(yīng)的更換措施。如果觸頭的表面存在污垢，要用汽油將其擦拭干凈。此外，還應(yīng)該檢查手柄的指示位置，對(duì)其是否與觸點(diǎn)的接觸相符合進(jìn)行檢查，保證分接開關(guān)的正常使用。

5.4 繞組線圈的檢修

繞組線圈檢修的主要內(nèi)容包括：線圈的絕緣是否存在破損及老化。對(duì)此，工作人員應(yīng)該對(duì)線圈的表面進(jìn)行檢查，用手指進(jìn)行絕緣材料的按壓，對(duì)其實(shí)際的變化進(jìn)行密切關(guān)注，如果絕緣材料在按壓的作用下沒有發(fā)生變形及破損，并且具有較好的彈性，則說明線圈是良好的，不需要進(jìn)行檢修。反之，則說明絕緣材料已經(jīng)發(fā)生變質(zhì)，對(duì)此，工作人員應(yīng)該根據(jù)線圈實(shí)際的變形情況判斷其故障類型，有針對(duì)性的采取應(yīng)對(duì)措施。如果繞組線圈是分段式的，則只需要將已經(jīng)損壞的部分進(jìn)行更換即可。如果繞組的銅線沒有發(fā)生變質(zhì)，截面良好，則只需要進(jìn)行絕緣材料的重新包裝，防止材料的浪費(fèi)；如果線圈繞組的銅線已經(jīng)發(fā)生融化，并且其截面也發(fā)生了較為嚴(yán)重的變形，則應(yīng)該采取相應(yīng)的措施進(jìn)行更換。

5.5 絕緣油的檢修

在進(jìn)行吊心檢修過程中，應(yīng)該同時(shí)進(jìn)行絕緣油的檢測(cè)，絕緣油需要通過絕緣試驗(yàn)檢測(cè)才能使用，如果其質(zhì)量出現(xiàn)問題，不能繼續(xù)使用，則應(yīng)該更換新的絕緣油。如果絕緣油中的含水量超標(biāo)，應(yīng)該采取相應(yīng)措施將其中的水分除掉。

除以上論述外，在進(jìn)行電力變壓器的維護(hù)與檢修工作時(shí)，首先要保證工作人員的人身安全。具體而言，應(yīng)該依據(jù)檢修任務(wù)進(jìn)行人員的合理安排，對(duì)時(shí)間和檢修進(jìn)度進(jìn)行合理規(guī)劃，保證人員安全。由于變壓器的大修幾年才進(jìn)行一次，一些絕緣材料在蒙上灰塵、油垢等之后會(huì)變成導(dǎo)體，再加上變壓器周圍的空間十分狹窄，檢修工作十分危險(xiǎn)。如果是在雨雪天或是晚上進(jìn)行搶修，檢修人員則更應(yīng)該注意人身安全，此時(shí)應(yīng)該安排有經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行搶修，經(jīng)驗(yàn)不足常常會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生；因此，工作之前要做好準(zhǔn)備工作，做好保證安全的安全措施和技術(shù)措施。工作人員一定要重視工作前的準(zhǔn)備工作，在平時(shí)也要提高安全意識(shí)，積極總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，從根本上杜絕安全隱患。檢修過程中要小心謹(jǐn)慎，膽大心細(xì)，防止瓷瓶套管進(jìn)入雜質(zhì)，由于該部分很容易破碎，工作中要防止對(duì)其的碰撞。

6 繼電保護(hù)二次調(diào)試管理分析

對(duì)于電網(wǎng)中的電氣設(shè)備及元件而言，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠通過相應(yīng)的動(dòng)作將故障與電網(wǎng)分離，從而切除故障，最終將設(shè)備的損壞程度降到最低。故障被繼電保護(hù)裝置切除后，通過自動(dòng)啟動(dòng)裝置的作用，備份電源可以投入到電網(wǎng)中，這樣一來，電力系統(tǒng)依然能夠正常運(yùn)行。要想保證電網(wǎng)的正常和安全運(yùn)行，關(guān)鍵在于科學(xué)實(shí)施和運(yùn)用繼電保護(hù)裝置及其技術(shù)，只有保證繼電保護(hù)裝置是完善和健全的，電網(wǎng)才能安全，這也是電網(wǎng)高效運(yùn)行的前提。在繼電保護(hù)的二次調(diào)試管理中，就繼電保護(hù)裝置的靈敏度而言，首先是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠準(zhǔn)確定位故障部分，將就近的斷路器有選擇的斷開，同時(shí)不會(huì)對(duì)其他的運(yùn)行設(shè)備造成影響；在保護(hù)動(dòng)作過程中，切斷故障的速度要快，動(dòng)作要迅速，這樣才能將對(duì)電氣設(shè)備造成的破壞降到最低。在供電恢復(fù)中，應(yīng)該加快恢復(fù)速度，促進(jìn)自動(dòng)再啟動(dòng)的運(yùn)行，從而提高并列運(yùn)行過程的穩(wěn)定性。進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的追蹤能夠有效消除電網(wǎng)運(yùn)行中的缺陷，可靠掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的電網(wǎng)管理。

7 結(jié)語

總之，在電力系統(tǒng)中，電力變壓器是極為重要的構(gòu)成部分之一，一旦發(fā)生電力變壓器故障，都會(huì)不同程度的影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，工作人員應(yīng)該重視電力變壓器的維護(hù)檢修工作。在開展電力變壓器維護(hù)與檢修工作時(shí)，工作人員應(yīng)該充分掌握和了解工作對(duì)象的實(shí)際運(yùn)行情況，工作中嚴(yán)格依照相應(yīng)的規(guī)范和安全規(guī)章制度進(jìn)行，既保證維護(hù)檢修的效果，也能保證工作人員的人身安全。該文對(duì)電力變壓器運(yùn)行中的故障表現(xiàn)進(jìn)行了梳理，對(duì)其損壞的原因進(jìn)行了分析，對(duì)電力變壓器維護(hù)和檢修的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了研究。總之，相關(guān)工作人員應(yīng)該不斷提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，強(qiáng)化專業(yè)技能。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋道勛.論電力變壓器的狀態(tài)檢修[J].廣東科技，2011（6）：12.

[2] 張啟清.電力變壓器故障診斷專家系統(tǒng)的研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2012（9）：32.

[3] 王志紅.變壓器常見故障處理及日常維護(hù)[J].科學(xué)之友（B版），2012（9）：17.

[4] 許進(jìn)華，吳玉紅.防止運(yùn)行中變壓器異常狀況及事故發(fā)生的對(duì)策[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010，20（15）：189-190.

[5] 廖瑞金，桑福敏，劉剛，等.變壓器不同油紙絕緣組合加速老化時(shí)油中水分和酸值含量研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2010，30（4）：125-131.