電力變壓器狀態(tài)檢修及故障診斷方法研究

李兆豐

（首鋼京唐公司，河北 唐山 063200）

1 電力變壓器故障診斷和維護的問題

目前各地關于變壓器的診斷和維護方法存在很多問題，對于不需要維修的電力變壓器，或只有一個小問題且變壓器內(nèi)部沒有故障可以正常工作的變壓器，維修人員仍然關閉電源進行維護。更有甚者對內(nèi)部部件進行隨機更換，這會產(chǎn)生大量的財務資源、資料和其他不必要的浪費。變壓器經(jīng)常修理就需要對變壓器進行多次拆卸，這增加了新設備出現(xiàn)故障的可能性。在維護期間，內(nèi)部部件暴露在空氣中，導致灰塵和濕氣與變壓器的絕緣芯接觸，進而降低變壓器的絕緣能力。對于真正需要檢查的電力變壓器，由于它們沒有達到所需的檢查日期，或者因為沒有及時修復，問題將變得日益嚴重，最終變壓器出現(xiàn)故障。這不僅增加變壓器供斷電時間的增加，造成供電系統(tǒng)不穩(wěn)定，還會對電力公司和社會產(chǎn)生嚴重影響，導致維護困難和維護、維修費用的增加。可以看出，傳統(tǒng)的變壓器故障診斷和維護方式已經(jīng)不能滿足電力公司的發(fā)展需求。改善變壓器的預測維護模式將是電力公司的主要著手事項。

2 常見故障和診斷

2.1 變壓器滲油

變壓器油泄漏不僅會給電力公司帶來巨大的經(jīng)濟損失、破壞環(huán)境，影響設備的正常運行，造成停電甚至損壞變壓器，給生產(chǎn)用戶造成經(jīng)濟損失，給居民的生活帶來不便。因此，有必要解決變壓器油的泄漏問題。油箱平面的漏油可以直接進行焊接修復。對于拐角及加強筋處的滲漏情況，其漏點一般很難發(fā)現(xiàn)，或者在維修后的焊接點質量較差再次泄漏。對于這種泄漏，鐵板可用于修復焊接。兩面連接處可以使用橢圓形鐵板可用于焊縫修復。在三面的交界處，鐵板可以轉換成三角形用于修復，或根據(jù)修理焊接的實際位置進行焊接。對于高壓套管升高座或進人孔法蘭滲油，這些部件主要是由于橡膠墊片不正確安裝造成的，可以使用密封膠對法蘭之間的縫隙進行密封：橡膠塞完全固化后，把螺釘移除，在螺釘孔處將密封膠注入法蘭之間的縫隙，直到法蘭螺釘?shù)拿芊鈩┍粩D出即可。低壓側套管滲漏的原因是，母線拉伸和低壓側引線引出偏短，膠珠壓在螺紋上受母線拉伸時，可以根據(jù)規(guī)定使用補償器將母線用伸縮節(jié)鏈接，即可解決滲油。

2.2 鐵芯接觸地面

變壓器的正常觸地點是鐵芯，只有1個接觸點。如果有2個以上的點，將形成多點觸地。而變壓器鐵芯的多點觸地會引起鐵芯觸地故障，這將會對變壓器的運行產(chǎn)生影響。遇到這種問題時需要及時消除直流電流的沖擊，并將鐵芯觸地線移除，在變壓器鐵芯和油箱之間，進行大電流沖擊3～5次。這樣可以燃燒掉鐵芯的多余觸地點。另外，如果變壓器蓋子上的定位銷翻轉和拆除導致了多點觸地，必須翻轉定位銷或者拆除損壞的夾件墊腳與鐵扼間的絕緣紙板。根據(jù)絕緣規(guī)范的要求，有必要更換一定厚度的新紙板。

2.3 連接器過熱

連接器接頭是變壓器本身及電力系統(tǒng)連接的重要部分。如果接頭處出現(xiàn)連接不良，就會造成短路發(fā)熱導致其熔斷，對變壓器的正常運行和電網(wǎng)的安全供電造成影響。所以出現(xiàn)接頭過熱的問題就要檢修。變壓器電纜的末端由銅制成，主要用在室外和潮濕的地方，鋁導線不能固定到銅端，當銅和鋁的接觸表面滲入含有溶解鹽的水分時（電解質），在電耦合作用下發(fā)生電解反應。鋁被強烈腐蝕，觸點迅速損壞，產(chǎn)生熱量并可能導致嚴重事故。為避免這種情況，當鋁導體和銅作為導線需要進行裝置的連接時，應采用一端由鋁制接頭和另一端由銅制成的特殊過渡接頭。

2.4 絕緣事故

由于外部不利因素的干預，電力變壓器在工作過程中容易發(fā)生絕緣事故。電力變壓器的運行是在自然環(huán)境中進行的，它長時間暴露在風雨中，雨水會逐漸滲入至裝置內(nèi)部，使得電力變壓器內(nèi)的部件處于相對潮濕的狀態(tài)。在這種工作環(huán)境中運行，最終會發(fā)生電力變壓器絕緣的故障。此外，雷暴通常發(fā)生在夏季。如果電力變壓器的防雷效果不是很好，可能會引起雷擊事故，從而損壞電力變壓器的絕緣。

2.5 線路損壞

如果電源變壓器的負載過大或運行時間過長，則電源線容易形成老化損壞，影響電源變壓器的正常運行。線路損壞會對電力變壓器造成內(nèi)部線圈變形并且形成線路短路，導致電力變壓器的故障。

3 檢查、檢修、維護

3.1 日常檢查

堅持日常測試是確保變壓器正常運行的必要步驟。日常檢查內(nèi)容主要為檢查變壓器溫度是否正常，輔助設備是否正常工作，使用的油是否在標準范圍內(nèi)等。

3.2 定期檢查

因為此步驟很重要所以必須按照相關規(guī)定執(zhí)行。相關規(guī)則包含十幾個常規(guī)測試項目。根據(jù)目前的情況，仔細制定設備維護和檢修的日期和方法，需要注意的是，這一切操作必須按照規(guī)定進行。由于一些問題不是一次、兩次就能發(fā)現(xiàn)，因此有必要進行長期的定期檢查以保證能及時發(fā)現(xiàn)問題，做到在故障發(fā)生之前就能提前采取措施以避免事故。

3.3 在線監(jiān)測技術

（1）局部放電在線監(jiān)測技術（圖1）。局部放電機制可以用放電間隙和等效電路電容的組合來代替。當絕緣體放置在電極之間并施加交流電壓時，電極之間可觀察到局部放電。兩個或多個電容器放置在導體之間，其中一個具有火花放電。

圖1 變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)框圖

（2）油氣在線分析方法。技術原理主要基于比較所收集的氣體濃度值和假設油裂條件，檢測由CO和H2等氣體以及變壓器內(nèi)部油氣特性造成的絕緣損壞導致的故障。在線監(jiān)測變壓器本體油相色譜監(jiān)測（圖2）是評價變壓器內(nèi)部狀態(tài)的重要手段。

圖2 油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)原理

4 電力變壓器狀態(tài)維護的診斷方法

檢測電力變壓器的狀態(tài)是電力公司工作的關鍵部分。因此在采取診斷措施的過程中，電力公司必須根據(jù)自身的發(fā)展，做到以下幾點。

4.1 做好預防性檢查

不當?shù)臋z測和維護會增大電力變壓器的損耗，因此在運行過程中必須注意設備的定期維護。由于這項工作的發(fā)展，可以有效降低電力變壓器在使用過程中發(fā)生故障的可能性，保證電力的穩(wěn)定輸送，并可以建立良好的供電公司社會形象。

4.2 安裝控制系統(tǒng)。

對于電力變壓器，內(nèi)部監(jiān)控系統(tǒng)的安裝可以減少諸如短路和絕緣等問題。由于一些大功率變壓器的外形尺寸大和復雜的內(nèi)部結構，人員參與檢查較為困難。而監(jiān)控系統(tǒng)的安裝可以減少人員的工作量，進行直接的觀測可以減少變壓器故障發(fā)生幾率。

4.3 與變壓器制造商溝通。

電力變壓器運行時，人員必須進行檢查和數(shù)據(jù)記錄工作。當變壓器發(fā)生故障時，必須及時向制造商提供反饋。告知制造商有關變壓器運行狀態(tài)的詳細信息，并對電力變壓器進行維護工作。確保電力變壓器的正常運行，可以促進電力公司的穩(wěn)固發(fā)展。

4.4 提高檢修人員的綜合水平。

對于檢修人員來說，不僅要提高專業(yè)技能，而且還要培養(yǎng)良好的職業(yè)道德。只有這樣，我們才能最大限度地減少故障發(fā)生的幾率，并保證電力供應的質量。

5 結語

變壓器作為電力傳輸和轉換的重要設備，必須要降低故障發(fā)生率，提高運行穩(wěn)定性，并要做到早期檢測和故障診斷，對確保整個電力網(wǎng)絡系統(tǒng)的正常運行有重要的意義。