110kV變壓器狀態(tài)檢修與故障問題分析

摘 要 文章首先從油質(zhì)和油位及油溫、內(nèi)部異響、繞組故障三個方面分析了110kV變壓器的故障問題，在此基礎(chǔ)上對電力110kV變壓器的狀態(tài)檢修進行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)ψ儔浩鬟\行穩(wěn)定性的提升有所幫助。

【關(guān)鍵詞】110kV變壓器 故障 狀態(tài)檢修

1 電力110kV變壓器的故障問題分析

在電力系統(tǒng)中，110kV變壓器是較為重要的組成部分之一，若是其發(fā)生故障，則會對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成影響。大體上可將110kV變壓器的故障問題歸納為以下幾個方面：

1.1 油質(zhì)和油位及油溫問題

1.1.1 變壓器油變質(zhì)

110kV變壓器在長時間運行的過程中，變壓器油若是更換的不及時，則會因為雨水、潮氣以及油溫過熱等原因?qū)е掠妥冑|(zhì)，一旦變壓器油出現(xiàn)變質(zhì)的情況，會使其絕緣性能大幅度下降，由此容易造成各種故障問題的發(fā)生。

1.1.2 油位異常

通常情況下，110kV變壓器處于穩(wěn)定運行時，油箱中的油位應(yīng)當(dāng)在油位計的1/3-1/4之間，如果油位超出這個范圍，可能引起溢油的現(xiàn)象，若是油位沒有達到這個范圍，極有可能引起瓦斯保護誤動作，嚴重時會使變壓器線圈從油中露出，進而導(dǎo)致絕緣擊穿。

1.1.3 油溫突增

造成110kV變壓器油溫突增的原因主要有以下幾個方面：冷卻裝置故障、變壓器長時間處于過負荷狀況下運行、內(nèi)部緊固件松動或是閃絡(luò)放電等。相關(guān)規(guī)范標準要求，變壓器上層油溫應(yīng)當(dāng)?shù)陀?5℃，正常油溫應(yīng)不超過80℃，若是油溫過高，必須及時查明故障原因。

1.2 變壓器內(nèi)部異響

處于正常運行狀態(tài)下的110kV變壓器所產(chǎn)生出來的電磁交流聲頻率相對比較穩(wěn)定，若是變壓器出現(xiàn)問題，則會產(chǎn)生異常的聲響。造成變壓器異響的原因主要有過載運行、零部件松動、內(nèi)部電壓過高、接觸不良、諧波等等。

1.3 變壓器繞組故障

繞組是110kV變壓器的重要組成部分之一，它的常見故障問題有繞組接地、匝間或相間短路、開焊、斷線等等，導(dǎo)致這些故障的原因如下：長期過載致使絕緣老化、制造工藝不良導(dǎo)致繞組變形、繞組受潮等等。

2 電力110kV變壓器的狀態(tài)檢修

狀態(tài)檢修是一種較為先進的電力設(shè)備檢修方式，簡稱CBM，也被稱之為預(yù)知性檢修，它以電力設(shè)備當(dāng)前所處的運行狀況作為主要依據(jù)，借助各種監(jiān)測技術(shù)手段，獲取設(shè)備的狀態(tài)信息，通過比較分析，進行預(yù)測、診斷，進而估計設(shè)備的使用壽命，在此基礎(chǔ)上確定最佳的維修時間、項目、頻次等內(nèi)容。CBM遵循的原則是該修必修、修必修好，它的運用可以有效減少定期檢修引起的浪費，有助于經(jīng)濟效益的提升。CBM包括三層含義，即狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備診斷和檢修決策，實踐證明，這種檢修方式能夠有效預(yù)防設(shè)備故障問題的發(fā)生。

2.1 變壓器狀態(tài)監(jiān)測

2.1.1 DGA

DGA是油中溶解氣體分析的簡稱，具體是指通過對溶解在變壓器油中的氣體含量進行檢測，分析其增減的變化規(guī)律，了解絕緣有無老化、油溫是否過高等情況。實踐表明，通過DGA能夠檢測出變壓器局部過熱、電弧放電等問題。

2.1.2 在線監(jiān)測

對110kV變壓器的在線監(jiān)測主要包括以下幾個方面：

（1）油中氣體含量在線監(jiān)測。當(dāng)變壓器出現(xiàn)過熱或是放電故障時，都會產(chǎn)生出一定的H2，通過在線檢測H2的含量，能夠判斷出變壓器是否發(fā)生過熱或是放電故障。

（2）局部放電在線檢測。IEC推薦的局部放電量測量方法有脈沖電流法、無線電干擾電壓法等等，這些方法全部歸屬于電測量法的范疇，而超聲測量法、色譜分析法以及光測量法則屬于非電測量法。上述方法均能夠?qū)ψ儔浩鞯木植糠烹妴栴}進行在線監(jiān)測。

（3）變壓器漏油在線監(jiān)測。對于變壓器而言，漏油是較難有效解決的一個問題，一旦變壓器漏油則會造成絕緣擊穿。通過在線監(jiān)測系統(tǒng)，可對變壓器的漏油狀況進行即時監(jiān)測跟蹤，由此使得漏油問題得到了解決。

2.2 變壓器故障診斷

通常情況下，110kV變壓器的故障會在外部應(yīng)力的作用下逐步顯現(xiàn)出來，并隨著時間的推移發(fā)展至一個相對顯著的水平，此時故障問題才會被發(fā)現(xiàn)。鑒于變壓器故障的這一特征，可以采用一些能表征應(yīng)力對絕緣及內(nèi)部構(gòu)件作用效應(yīng)的參數(shù)對其故障現(xiàn)象進行描述，這個過程就是故障診斷。變壓器的故障診斷只能對發(fā)展緩慢的故障問題起到預(yù)防作用，無法應(yīng)付快速發(fā)展或突發(fā)的故障。

2.2.1 AI

AI即人工智能，該技術(shù)的出現(xiàn)為電力設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展提供了一個全新的途徑，通過AI技術(shù)，能夠?qū)⒕S護人員關(guān)于電力設(shè)備故障診斷的經(jīng)驗與知識進行系統(tǒng)化，從而形成一個相對完善的知識庫，這對于故障診斷知識的積累與擴大非常有利。在變壓器故障診斷中較為常用的AI技術(shù)有模糊邏輯、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等等。

2.2.2 推理技術(shù)

目前在110kV變壓器中應(yīng)用的主要推理方法有以下幾種：

（1）閥值比較法。該方法具體是指將測得的參數(shù)與預(yù)先設(shè)定好的標準值進行比較，若是高出或低于標準值，便可判斷被檢測設(shè)備存在故障。

（2）模式識別法。閥值比較法只能對單一的值進行比較，對于氣體含量這種具有復(fù)雜內(nèi)在聯(lián)系的值，判斷效果會大打折扣。此時可以借助模式識別法進行故障判斷，如灰色理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等等。

（3）綜合診斷法。由于變壓器的故障之間均存在一定的聯(lián)系，故障征兆所提供的狀態(tài)信息中可能同時支持或否定某種故障，基于故障信息的特點，可以運用綜合診斷模型進行判斷，由此可在故障信息并不完備的前提下，得出合理的診斷結(jié)果。

3 結(jié)論

綜上所述，110kV變壓器作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，一旦其出現(xiàn)問題，將會對整個系統(tǒng)的運行造成影響。為了最大限度地降低變壓器故障問題的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)合理運用狀態(tài)檢修技術(shù)，由此不但能夠預(yù)防變壓器故障，而且還能延長變壓器的使用壽命，有助于電力企業(yè)經(jīng)濟效益的提升。

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作者簡介

孫博群（1987-），男，江蘇省淮安市人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為江蘇省淮沭新河管理處助理工程師。主要研究方向為泵站管理。

作者單位

江蘇省淮沭新河管理處 江蘇省淮安市 223005