變壓器類設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用分析

李曉綱 李予全 王 偉 鄭含博

（國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，河南 鄭州 450052）

隨著電力技術(shù)水平的進(jìn)步，電力系統(tǒng)運(yùn)維、檢修模式由過(guò)去的定期檢修、例行試驗(yàn)和事后檢修相結(jié)合的模式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)檢修模式。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)輸變電設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)和監(jiān)視，能夠提高設(shè)備的運(yùn)行可靠性，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，而狀態(tài)檢修的核心是及時(shí)準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)設(shè)備的狀態(tài)，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的結(jié)果安排檢修，進(jìn)而指導(dǎo)運(yùn)維單位的技改、大修計(jì)劃的制定。因此，設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)工作在整個(gè)運(yùn)維檢修體系中起到了至關(guān)重要的作用。狀態(tài)評(píng)價(jià)以定期評(píng)價(jià)和動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式開(kāi)展，以相關(guān)評(píng)價(jià)導(dǎo)則為依據(jù)。本文以某變電站變壓器狀態(tài)評(píng)價(jià)為例，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，詳細(xì)地闡述了變壓器狀態(tài)評(píng)價(jià)的方法及對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的應(yīng)用分析，為變壓器的運(yùn)行維護(hù)提供了指導(dǎo)和依據(jù)。

1 設(shè)備狀態(tài)量收集

按照相關(guān)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)導(dǎo)則和狀態(tài)檢修相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)變壓器進(jìn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)前，應(yīng)盡可能收集變壓器的所有狀態(tài)量，包括投運(yùn)前信息、運(yùn)行信息、檢修試驗(yàn)信息及其他信息等四類信息［1-3］。經(jīng)過(guò)對(duì)某變電站主變狀態(tài)量的收集，作者了解到如下信息。

主變臺(tái)賬、監(jiān)造報(bào)告、出廠試驗(yàn)報(bào)告、交接試驗(yàn)報(bào)告、安裝驗(yàn)收記錄、新擴(kuò)建工程有關(guān)圖紙；日常巡視、維護(hù)、運(yùn)行記錄、缺陷記錄、消缺記錄；例行試驗(yàn)報(bào)告、在線監(jiān)測(cè)和帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)以及經(jīng)歷不良工況信息等。

2 變壓器狀態(tài)評(píng)價(jià)的全過(guò)程

設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)采用動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)和定期評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，即每次獲得設(shè)備狀態(tài)量后，均應(yīng)根據(jù)狀態(tài)量對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)價(jià)，并保證對(duì)設(shè)備的總體評(píng)價(jià)每年至少一次，設(shè)備定期評(píng)價(jià)一般安排在年度檢修計(jì)劃制定之前［4-6］。圖1為變壓器狀態(tài)評(píng)價(jià)全過(guò)程。

變壓器的狀態(tài)評(píng)價(jià)以臺(tái)為單位，狀態(tài)評(píng)價(jià)即以評(píng)價(jià)導(dǎo)則為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每臺(tái)變壓器進(jìn)行評(píng)分的過(guò)程。從三組避雷器的投運(yùn)前的信息筆者可以掌握：花1#主變壓器為上海阿?，m變壓器有限公司生產(chǎn)，設(shè)備型號(hào)ODFS-250000/525，電壓變比525//230//36；花3#主變壓器為廣州西門(mén)子生產(chǎn)，設(shè)備型號(hào)ODFS10-250000/525，電壓變比525//230//36。

變壓器狀態(tài)評(píng)價(jià)按照設(shè)備部位分為：變壓器本體、變壓器套管、冷卻器系統(tǒng)、分接開(kāi)關(guān)、非電量保護(hù)［7-9］。

圖1 變壓器狀態(tài)評(píng)價(jià)全過(guò)程

按照狀態(tài)量類型分為：家族缺陷、試驗(yàn)、運(yùn)行巡檢三類信息。

2.1 家族缺陷

根據(jù)兩組主變的生產(chǎn)廠家以及出廠序號(hào)，另外查閱各分部件的出廠信息均不屬于已認(rèn)定家族型缺陷的設(shè)備，因此在該環(huán)節(jié)未出現(xiàn)扣分項(xiàng)。

2.2 試驗(yàn)狀態(tài)量

首先查閱兩組主變的出廠試驗(yàn)報(bào)告，兩組主變的出廠試驗(yàn)報(bào)告及技術(shù)文件均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；檢查兩組主變的交接試驗(yàn)報(bào)告也未發(fā)現(xiàn)異常情況；例行試驗(yàn)數(shù)據(jù)也屬于正常范圍。因此按照Q/GDW 169-2008《油浸式變壓器（電抗器）狀態(tài)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》，變壓器狀態(tài)評(píng)價(jià)試驗(yàn)部分沒(méi)有出現(xiàn)扣分項(xiàng)。

在評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)花#3主變?cè)?jīng)經(jīng)歷過(guò)出口短路故障，通過(guò)查閱其出廠資料中的抗短路能力計(jì)算報(bào)告書(shū)，發(fā)現(xiàn)此次短路電流超過(guò)其允許最大短路電流的90%，應(yīng)按照評(píng)價(jià)導(dǎo)則扣分：基本扣分×權(quán)重系數(shù)=10分。但根據(jù)要求在次變壓器經(jīng)歷短路故障后進(jìn)行了色譜、頻率響應(yīng)、短路阻抗、繞組電容量等診斷性試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)異常，因此在本次評(píng)價(jià)中試驗(yàn)項(xiàng)目不進(jìn)行扣分，且上述所扣10分也予以清除。

2.3 運(yùn)行巡檢狀態(tài)量

變壓器設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)針對(duì)運(yùn)行巡檢環(huán)節(jié)需要按照設(shè)備各部位有針對(duì)性地進(jìn)行，并配合巡視記錄、檢修記錄及主控室相關(guān)數(shù)據(jù)綜合對(duì)比，完成狀態(tài)評(píng)價(jià)工作。

2.3.1 變壓器本體

對(duì)某變電站兩組主變進(jìn)行運(yùn)行巡檢的狀態(tài)量評(píng)價(jià)時(shí)，按照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)打分表進(jìn)行相關(guān)狀態(tài)量確認(rèn)。評(píng)價(jià)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)花#1主變A、C兩相呼吸器存在滲油現(xiàn)象，標(biāo)準(zhǔn)描述為呼吸器油封異常，屬于II級(jí)劣化，如圖2所示，應(yīng)按照評(píng)價(jià)導(dǎo)則扣分：基本扣分×權(quán)重系數(shù)=8分。

圖2 500kV花#1主變A相呼吸器油封滲油情況

評(píng)價(jià)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)花#1主變B相呼吸器存在硅膠變色的情況，正常情況下帶有水分的空氣從變壓器（電抗器）呼吸器下部進(jìn)入，經(jīng)硅膠干燥后進(jìn)入油枕，因此，呼吸器內(nèi)下部的硅膠先吸濕變色。當(dāng)呼吸器上部或其與油枕間的連管密封不良時(shí)，帶有水分的空氣將不經(jīng)過(guò)呼吸器而直接進(jìn)入油枕，水分僅使呼吸器內(nèi)上部的少量硅膠變色。此時(shí)，呼吸器的干燥作用也將失去。因此，在評(píng)價(jià)導(dǎo)則中規(guī)定扣分情形為：硅膠潮解變色部分超過(guò)總量的2／3或硅膠自上而下變色。對(duì)于此臺(tái)主變應(yīng)按照評(píng)價(jià)導(dǎo)則扣分：基本扣分×權(quán)重系數(shù)=8分?，F(xiàn)場(chǎng)記錄照片如圖3所示。

圖3 花#1主變B相呼吸器硅膠變色情況

2.3.2 變壓器套管

變壓器套管運(yùn)行巡檢所需確認(rèn)的狀態(tài)量主要為：外絕緣是否滿足要求、外觀是否完整、油位異常狀況［10］。

根據(jù)該變電站所處污穢等級(jí)分布圖情況，該處污穢等級(jí)為d級(jí)，查閱變壓器套管絕緣爬距為3.1cm/kV，滿足外絕緣要求；現(xiàn)場(chǎng)觀察套管完整性和油位情況，均未出現(xiàn)異?？鄯智闆r。

但在進(jìn)行紅外測(cè)溫時(shí)，紅外圖譜如圖4所示。發(fā)現(xiàn)花#1主變C相套管頭出現(xiàn)過(guò)熱情況，其中套管接頭最高溫度達(dá)到42.7℃，而此時(shí)環(huán)境溫度為3℃，按照DL/T 664-2008《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》的規(guī)定，計(jì)算相對(duì)溫差為80%，對(duì)照電流致熱型設(shè)備缺陷診斷判據(jù)，此缺陷為嚴(yán)重缺陷。

參照評(píng)價(jià)導(dǎo)則的規(guī)定，該相變壓器套管處于IV類劣化程度，標(biāo)準(zhǔn)描述為：接頭發(fā)熱或套管本體溫度分布異常，對(duì)于此臺(tái)主變應(yīng)按照評(píng)價(jià)導(dǎo)則扣分：基本扣分×權(quán)重系數(shù)=30分。

圖4 #1主變紅外測(cè)溫

表1 紅外測(cè)溫計(jì)算表

2.3.3 冷卻（散熱）器系統(tǒng)

變壓器設(shè)備冷卻系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)價(jià)主要關(guān)注三方面內(nèi)容：電機(jī)運(yùn)行、控制系統(tǒng)和滲漏油情況。風(fēng)機(jī)、油泵、水泵狀態(tài)必須保持良好，才能保證冷卻系統(tǒng)的順利工作；控制系統(tǒng)作為冷卻系統(tǒng)的核心，為保證冷卻裝置的可靠運(yùn)行，需要為冷卻系統(tǒng)配備兩套獨(dú)立的電源裝置和控制系統(tǒng)，并定期切換，保證兩套電源均處于正常狀態(tài)；滲漏油情況主要檢查潛油泵的負(fù)壓區(qū)，由于油泵負(fù)壓區(qū)氣壓較低，若出現(xiàn)滲漏油情況，在日常運(yùn)行中外圍潮氣易進(jìn)入油循環(huán)系統(tǒng)，因此，負(fù)壓區(qū)的滲漏油必須引起注意。

對(duì)該變電站主變壓器進(jìn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)過(guò)程中未出現(xiàn)冷卻器系統(tǒng)的扣分情況。

2.3.4 分接開(kāi)關(guān)

分接開(kāi)關(guān)在狀態(tài)評(píng)價(jià)導(dǎo)則內(nèi)分為：有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)和無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓開(kāi)關(guān)兩類不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［11］。該500kV變電站主變壓器為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓方式，主要關(guān)注檔位指示情況是否清晰；而針對(duì)站內(nèi)35kV站用變系統(tǒng)，為有載調(diào)壓方式，按照評(píng)價(jià)導(dǎo)則對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，關(guān)注有載分接開(kāi)關(guān)油位、滲漏油、呼吸器等外觀檢查，另外還應(yīng)對(duì)照檢修試驗(yàn)記錄和運(yùn)行記錄，檢查變壓器分接開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)是否超過(guò)廠家規(guī)定次數(shù)。該變電站35kV站用變狀態(tài)評(píng)價(jià)中主要發(fā)現(xiàn)有載分接開(kāi)關(guān)呼吸器硅膠變色和滲漏油情況，動(dòng)作次數(shù)未超標(biāo)。對(duì)于此臺(tái)主變應(yīng)按照評(píng)價(jià)導(dǎo)則扣分：基本扣分×權(quán)重系數(shù)=8分。

2.3.5 非電量保護(hù)狀態(tài)量

圖5 歷史最高溫度指針失靈

圖6 繞溫讀數(shù)低于油溫讀數(shù)

圖7 主控室和現(xiàn)場(chǎng)油溫計(jì)讀數(shù)不一致

關(guān)于變壓器設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)非電量保護(hù)狀態(tài)量主要包括：溫度指示情況、油位指示情況、壓力釋放閥、油流繼電器、遠(yuǎn)方就地指示一致性情況。在對(duì)該變電站變壓器進(jìn)行評(píng)價(jià)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)#1主變存在繞溫表、油溫表以及遠(yuǎn)方就地指示一致性存在缺陷，其中油溫表出現(xiàn)歷史最高溫度指針失靈、繞溫讀數(shù)低于油溫讀數(shù)、主控室溫度與現(xiàn)場(chǎng)指示不一致等情況。具體情況如圖7所示。

3 狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果及檢修策略制定

3.1 狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)變壓器評(píng)價(jià)導(dǎo)則相關(guān)規(guī)定，各部位評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 各部位評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

以#1主變C相為例填寫(xiě)狀態(tài)評(píng)價(jià)表如下所示。

評(píng)價(jià)指標(biāo)狀態(tài)定級(jí)合計(jì)扣分/單項(xiàng)扣分本體正常狀態(tài)8/8套管?chē)?yán)重狀態(tài)30/30冷卻系統(tǒng)正常狀態(tài)0/0分接開(kāi)關(guān)正常狀態(tài)0/0非電量保護(hù)正常狀態(tài)0/0

其他變壓器分別對(duì)照評(píng)價(jià)導(dǎo)則進(jìn)行狀態(tài)定級(jí)。

3.2 檢修策略制定

狀態(tài)評(píng)價(jià)工作的最終目的是利用狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果指導(dǎo)狀態(tài)檢修策略，方便運(yùn)維單位科學(xué)合理的安排檢修［12］。根據(jù)該變電站變壓器設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)綜合情況，提出合適的狀態(tài)檢修策略。由于該變電站變壓器設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果除#1主變C相套管出現(xiàn)嚴(yán)重狀態(tài)外，其余設(shè)備均為正常狀態(tài)，因此針對(duì)其他設(shè)備提出C類檢修建議。

3.2.1 呼吸器問(wèn)題

針對(duì)呼吸器滲漏油問(wèn)題，檢查滲漏油原因，對(duì)存在缺陷呼吸器油杯進(jìn)行更換；硅膠變色情況嚴(yán)重的應(yīng)及時(shí)更換硅膠，自上而下變色的呼吸器初步判斷存在上部漏氣情況，應(yīng)安排檢修更換。

3.2.2 油溫指示問(wèn)題

針對(duì)部分油溫表讀數(shù)不準(zhǔn)確，需進(jìn)行更換；針對(duì)主控室與現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)不一致問(wèn)題，應(yīng)檢查信號(hào)傳輸及數(shù)據(jù)顯示問(wèn)題，保證信號(hào)傳輸可靠準(zhǔn)確。

關(guān)于處于嚴(yán)重狀態(tài)的#1主變C相套管，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)紅外測(cè)溫以及歷史檢修記錄判斷為套管接頭與引下線之間接觸不良造成過(guò)熱，由于當(dāng)時(shí)處于冬季，用電負(fù)荷沒(méi)有達(dá)到很高水平，建議運(yùn)維單位在夏季用電負(fù)荷到來(lái)前進(jìn)行停電加固，保證迎峰度夏期間變壓器設(shè)備的安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

變壓器作為電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠供電有著極其重要的作用，在日常運(yùn)行維護(hù)中充分利用各種方法掌握變壓器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)，是消除變壓器安全隱患和保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要手段，為實(shí)現(xiàn)變壓器狀態(tài)檢修工作提供了科學(xué)的指導(dǎo)。應(yīng)將變壓器設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)工作逐漸規(guī)范化、常態(tài)化，培養(yǎng)專業(yè)人才，深入分析評(píng)價(jià)結(jié)果，保證變壓器設(shè)備的全壽命周期管理，為制定科學(xué)合理的技改大修計(jì)劃提供支撐。

［1］Q/GDW 169-2008，油浸式變壓器（電抗器）狀態(tài)評(píng)價(jià)導(dǎo)則［S］.

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