110 kV 變壓器狀態(tài)檢修及常見故障

唐堅(jiān)峰

（富川瑤族自治縣水利電業(yè)有限公司，廣西賀州 542700）

0 引言

變壓器是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，其狀態(tài)好壞與電力系統(tǒng)的安全可靠性關(guān)系密切?？紤]到變壓器自身特性，維護(hù)時(shí)通常采用定期檢修的方式，具有檢修周期長(zhǎng)的特點(diǎn)[1]。變壓器在長(zhǎng)期運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生一定的潛在安全隱患，如果未能對(duì)潛在的故障因素及時(shí)進(jìn)行排除，將會(huì)造成變壓器的運(yùn)行壽命縮短，甚至?xí)?duì)作業(yè)人員的生命安全形成威脅，進(jìn)而造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在對(duì)變壓器進(jìn)行定期檢修時(shí)，應(yīng)按照其平時(shí)的運(yùn)行參數(shù)及根據(jù)值班員對(duì)運(yùn)行中變壓器的觀察、巡視中發(fā)現(xiàn)的相關(guān)問題進(jìn)行故障分析及檢修[2-4]。以狀態(tài)檢修取代定期檢修，根據(jù)相關(guān)狀態(tài)開展相應(yīng)的檢修工作，并密切監(jiān)視變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。

對(duì)110 kV 變壓器常見故障問題進(jìn)行研究分析，對(duì)預(yù)防變壓器故障的發(fā)生具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，并為發(fā)生的故障問題制定一定的解決措施，從而達(dá)到保證人身安全，減少經(jīng)濟(jì)損失的目的，還能夠保證變壓器在運(yùn)行過程中的安全可靠性，提升電網(wǎng)系統(tǒng)的供電質(zhì)量。

1 110 kV 變壓器狀態(tài)檢修分析

1.1 狀態(tài)檢修的具體情況

隨著電力系統(tǒng)的逐漸發(fā)展完善，110 kV 變壓器的檢修方式也在發(fā)生變化，由過去常常采用的定期檢修方式向狀態(tài)檢修方式轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生這種變化的原因主要有以下兩點(diǎn)。

（1）由于110 kV 變壓器主要是縣城居民供電的樞紐，是針對(duì)居民電提供保障的主要電源輸出，仍采用定期檢修方式難免造成停電時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)用戶的供電得不到有效保障等問題，同時(shí)會(huì)造成人力、財(cái)力的浪費(fèi)。而狀態(tài)檢修方式，視狀態(tài)情況進(jìn)行檢修，在節(jié)約人力的同時(shí)，能夠保證檢修之后變壓器的運(yùn)行質(zhì)量。

（2）采用定期檢修方式進(jìn)行檢修時(shí)，存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)：就是在計(jì)劃周期內(nèi)進(jìn)行檢修過程中對(duì)部分狀態(tài)良好的的變壓器也進(jìn)行檢修，做了無(wú)謂的檢修工作，但是對(duì)于不在計(jì)劃?rùn)z修周期內(nèi)存在安全隱患的變壓器卻不能夠及時(shí)進(jìn)行檢修處理。因而采用狀態(tài)檢修的方式，可以有效地對(duì)110 kV 變壓器進(jìn)行檢修，從而保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

1.2 設(shè)備狀態(tài)檢修的重要性

對(duì)于110 kV 變壓器設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢修是非常必要的，它能夠合理科學(xué)地對(duì)變壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)檢修，并且能夠保障檢修之后的運(yùn)行質(zhì)量，減緩變壓器的損壞速度，進(jìn)而使得變壓器的運(yùn)行壽命延長(zhǎng)，在保證電網(wǎng)供電可靠性的同時(shí)，節(jié)約大量的人力及財(cái)力。

1.3 設(shè)備的狀態(tài)檢修操作

在進(jìn)行110 kV 變壓器設(shè)備的狀態(tài)檢修工作操作時(shí)，在采集相關(guān)數(shù)據(jù)及信息過程中應(yīng)具有針對(duì)性，對(duì)重要數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確記錄。之后根據(jù)采集到的變壓器設(shè)備相關(guān)信息進(jìn)行綜合研究分析，進(jìn)而了解110 kV 變壓器設(shè)備的狀態(tài)，再依據(jù)相關(guān)法規(guī)文件確定是否需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)，得出110 kV 變壓器設(shè)備的檢修結(jié)論。最后確定出檢修方案，依照具體變壓器設(shè)備狀態(tài)開展檢修工作。

1.4 狀態(tài)的檢修工作監(jiān)測(cè)技術(shù)

110 kV 變壓器狀態(tài)的檢修工作監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)在線局部放電、研究分析變壓器設(shè)備的振動(dòng)頻率及運(yùn)用紅外探測(cè)儀全面檢測(cè)其溫度3 個(gè)方面的內(nèi)容。

（1）當(dāng)變壓器設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，變壓器設(shè)備局部會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。此時(shí)狀態(tài)檢修的檢修人員就能根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的在線局部放電情況，確定110 kV 變壓器設(shè)備故障問題。

（2）當(dāng)110 kV 變壓器設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)作時(shí)，變壓器設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)將會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，因此在發(fā)生故障時(shí)，可采用紅外探測(cè)儀來進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，之后根據(jù)形成的紅外熱像示意圖進(jìn)行故障分析。

（3）在電力系統(tǒng)中電源短路、斷路以及線路老化等狀況下，變壓器設(shè)備內(nèi)部的線路具體位置將發(fā)生偏移現(xiàn)象，從而產(chǎn)生振動(dòng)，因此可通過分析變壓器設(shè)備的振動(dòng)頻率來研究分析變壓器設(shè)備故障。

2 110 kV 變壓器常見故障

110 kV 變壓器常見故障包括短路故障及絕緣故障兩大類[5]。

（1）短路故障是110 kV 變壓器的主要故障之一。當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，變壓器設(shè)備內(nèi)部的絕緣部分會(huì)因過熱而融化損壞，還會(huì)引發(fā)繞組變形，進(jìn)而損壞變壓器設(shè)備。

（2）絕緣故障是110 kV 變壓器發(fā)生故障的另一主要因素。當(dāng)絕緣油相對(duì)的溫度及濕度發(fā)生變化時(shí)，絕緣油的絕緣性也將發(fā)生變化，長(zhǎng)期運(yùn)行難免會(huì)損壞變壓器設(shè)備。與此同時(shí)，應(yīng)注意檢測(cè)變壓器內(nèi)固有絕緣體距離的變化，研究表明，當(dāng)變壓器內(nèi)固有絕緣體距離發(fā)生變化時(shí)，變壓器也將發(fā)生故障。

3 變壓器狀態(tài)評(píng)估內(nèi)容和方法

3.1 變壓器狀態(tài)評(píng)估的內(nèi)容

變壓器狀態(tài)評(píng)估包括故障預(yù)測(cè)和故障診斷兩方面的內(nèi)容（圖1）。

圖1 變壓器狀態(tài)評(píng)估流程

3.2 變壓器狀態(tài)評(píng)估方法

根據(jù)部件和整體不同的狀態(tài)量評(píng)定的分為部件評(píng)價(jià)和整體評(píng)價(jià)（圖2）。

圖2 變壓器部件及其狀態(tài)量

3.2.1 狀態(tài)量的構(gòu)成

狀態(tài)量涉及到設(shè)備的原始資料、運(yùn)行及檢修情況資料與其他資料等。例如銘牌、相關(guān)試驗(yàn)報(bào)告等屬于設(shè)備的原始資料；而設(shè)備巡視記錄、歷史異常記錄等屬于設(shè)備的運(yùn)行資料；設(shè)備的檢修情況包括檢修報(bào)告及設(shè)備技改情況等；其他資料包括同類型設(shè)備的相關(guān)情況、設(shè)備運(yùn)行方式及運(yùn)行環(huán)境的變化等。

3.2.2 狀態(tài)等級(jí)分類

變壓器狀態(tài)等級(jí)分為正常狀態(tài)、注意狀態(tài)、異常狀態(tài)和嚴(yán)重狀態(tài)4 個(gè)等級(jí)（圖3）。所謂正常狀態(tài)就是指設(shè)備能夠正常運(yùn)行，設(shè)備的各種狀態(tài)量穩(wěn)定。如果設(shè)備某一狀態(tài)量不大于標(biāo)準(zhǔn)限值，此時(shí)為注意狀態(tài)，注意加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視。如果設(shè)備某一單項(xiàng)狀態(tài)量大于標(biāo)準(zhǔn)限值，設(shè)備就處于異常狀態(tài)，在監(jiān)視運(yùn)行的同時(shí)安排好停電檢修工作。如果設(shè)備某一單項(xiàng)狀態(tài)量遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)限值，設(shè)備為嚴(yán)重狀態(tài)，應(yīng)立即停電安排檢修工作。

圖3 設(shè)備狀態(tài)的級(jí)別分類及特征

3.2.3 狀態(tài)量權(quán)重和扣分值

對(duì)于設(shè)備狀態(tài)的評(píng)價(jià)通常采用扣分評(píng)價(jià)的方式，以各狀態(tài)量扣分值來定義設(shè)備狀態(tài)。狀態(tài)量的權(quán)重劣化程度及對(duì)應(yīng)扣分情況如表1 所示。此時(shí)，狀態(tài)量應(yīng)扣分值=基本分值×權(quán)重。其中，狀態(tài)量分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ級(jí)4 個(gè)級(jí)別；狀態(tài)量不重要?jiǎng)t權(quán)重較低，狀態(tài)量越重要?jiǎng)t權(quán)重越高，即一般狀態(tài)量權(quán)重定為1、2，重要狀態(tài)量的權(quán)重定為3、4。

3.2.4 狀態(tài)等級(jí)的評(píng)定

任一狀態(tài)量單項(xiàng)扣分和部件合計(jì)扣分范圍所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)等級(jí)。而設(shè)備的整體評(píng)價(jià)就是將部件的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合。

4 結(jié)語(yǔ)

表1 狀態(tài)量的權(quán)重劣化程度及對(duì)應(yīng)扣分情況

在對(duì)110 kV 變壓器狀態(tài)檢修及常見故障問題進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，研究分析了變壓器的狀態(tài)評(píng)估方法，為電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修提供一定的依據(jù)，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。運(yùn)用專業(yè)知識(shí)并與工作結(jié)合起來，以更好地保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。