電力變壓器檢修工作中的故障診斷與處理

李繼滿(mǎn)

摘 要：在變壓器故障檢修中，總結(jié)變壓器故障診斷與處理。我們常用試驗(yàn)或其它方法來(lái)診斷變壓器故障，分析確定是否需吊芯或吊罩處理。

關(guān)鍵詞：變壓器;檢修;故障診斷;試驗(yàn);處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.160

0 引言

運(yùn)行中的變壓器難免發(fā)生故障，檢修工作對(duì)變壓器故障消除尤為重要。通過(guò)直觀檢查發(fā)現(xiàn)故障后，需利用有效手段診斷分析。變壓器內(nèi)部故障檢修前，先要辨明保護(hù)動(dòng)作特點(diǎn)，取油、氣做試驗(yàn)分析，確定故障性質(zhì)，明確試驗(yàn)項(xiàng)目，確定故障點(diǎn)以便做出詳細(xì)檢修方案。

1 變壓器試驗(yàn)的類(lèi)型

變壓器試驗(yàn)主要有耐壓試驗(yàn)、操作波試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)等。變壓器出廠(chǎng)或投運(yùn)前，要對(duì)其進(jìn)行對(duì)應(yīng)場(chǎng)合的相應(yīng)試驗(yàn)，如出廠(chǎng)試驗(yàn) ，投運(yùn)前的交接試驗(yàn)等。在本文中我們主要概述變壓器故障后用哪項(xiàng)試驗(yàn)來(lái)診斷故障及處理。

2 繞組變形檢測(cè)

當(dāng)變壓器遭受短路電流沖擊時(shí)，會(huì)因強(qiáng)大電動(dòng)力作用導(dǎo)致繞組變形，嚴(yán)重時(shí)將直接造成突發(fā)性損壞事故。繞組發(fā)生局部變形也不可忽視，即使沒(méi)有立即損壞，也有可能留下嚴(yán)重的故障隱患，如：絕緣間距發(fā)生變化，固體絕緣被損傷導(dǎo)致局部放電，當(dāng)過(guò)電壓作用時(shí)可能發(fā)生匝間、層間擊穿，導(dǎo)致突發(fā)性絕緣事故，甚至在正常運(yùn)行電壓下，因局部放電的長(zhǎng)期作用發(fā)生絕緣擊穿;還會(huì)使繞組機(jī)械性能下降，抗短路能力降低等。故如何判斷變壓器繞組完好尤為重要。變壓器在遭受短路電流沖擊后，常用油中溶解氣體分析、繞組直流電阻、短路阻抗，繞組的頻率響應(yīng)分析、空載電流和損耗等法來(lái)診斷繞組有無(wú)變形，確定繞組發(fā)生嚴(yán)重變形后，應(yīng)對(duì)變壓器進(jìn)行吊芯或吊罩檢查后處理。

3 絕緣電阻檢測(cè)

測(cè)量繞組連同套管的絕緣電阻及吸收比或極化指數(shù)能有效地檢查出變壓器絕緣整體受潮、部分表面受潮或臟污、以及貫串性的集中缺陷，同時(shí)可以為耐壓試驗(yàn)的可行性作參考，測(cè)量結(jié)果應(yīng)換算至同一溫度下進(jìn)行比較，要綜合判斷，相互比較，在安裝時(shí)絕緣電阻不應(yīng)低于出廠(chǎng)試驗(yàn)時(shí)絕緣電阻測(cè)量值的70%。

鐵芯、夾件、穿芯螺絲等部件絕緣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，絕緣介質(zhì)單一，測(cè)量這些部件的絕緣電阻能更有效地檢出相應(yīng)部件絕緣缺陷。35kV及以上變壓器，應(yīng)測(cè)吸收比。吸收比與出廠(chǎng)值相比應(yīng)無(wú)明顯差別，在常溫下應(yīng)不小于1.3;吸收比偏低時(shí)可以測(cè)量極化指數(shù)，不應(yīng)低于1.5。絕緣電阻大于10000MΩ時(shí)，吸收比不應(yīng)低于1.1或極化指數(shù)不低于1.3。

4 直流電阻測(cè)試

測(cè)量繞組直流電阻是考查變壓器縱絕緣的主要手段之一，有時(shí)甚至是判斷電流回路連接狀況的唯一方法。它能判斷出分接開(kāi)關(guān)各分接位置接觸是否良好、指示是否正確;引出線(xiàn)有無(wú)斷裂;繞組引出線(xiàn)與導(dǎo)電桿接觸情況;多股導(dǎo)線(xiàn)并繞的繞組是否有斷股情況;變壓器繞組接頭焊接不良，變壓器繞組匝間、層間短路等。測(cè)量變壓器直流電阻時(shí)電流選擇要恰當(dāng)，測(cè)量中不得切換無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)，避免電弧導(dǎo)致油質(zhì)裂化甚至損壞變壓器。1600kV·A及以下容量的三相變壓器，各相測(cè)得值的相互差值應(yīng)小于平均值的4%，線(xiàn)間測(cè)得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%;1600kV·A以上三相變壓器，各相測(cè)得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%，線(xiàn)間測(cè)得值的相互差值應(yīng)小于平均值的1%; 變壓器的直流電阻與同溫下出廠(chǎng)值比較，相應(yīng)變化不應(yīng)大于2%; 如電阻相間差在出廠(chǎng)時(shí)超過(guò)規(guī)定，廠(chǎng)家已說(shuō)明了這種偏差的原因，則與以前相同部位測(cè)得值比較，其變化不應(yīng)大于2%。

5 泄漏電流試驗(yàn)

測(cè)量泄漏電流的原理和測(cè)量絕緣電阻的原理本質(zhì)上是相同的，能檢出缺陷的性質(zhì)也大致相同。測(cè)量前應(yīng)避免設(shè)備外表潮濕、臟污、環(huán)境溫度等因素對(duì)體積泄露電流的影響。它與絕緣電阻相比有試驗(yàn)電壓高且可調(diào)，易使絕緣本身弱點(diǎn)暴露出來(lái);還可以根據(jù)泄漏電流測(cè)量值換算出絕緣電阻值，可用泄漏電流和外加電壓關(guān)系曲線(xiàn)測(cè)量吸收比來(lái)判斷絕緣缺陷等。

6 介質(zhì)損耗因數(shù)試驗(yàn)

當(dāng)懷疑變壓器整體受潮，油劣化，繞組上附著油泥及嚴(yán)重的局部缺陷時(shí)可用測(cè)試變壓器介質(zhì)損耗因數(shù)的方法進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)電容較小的設(shè)備測(cè)介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ能有效地發(fā)現(xiàn)局部集中性和整體分布性缺陷，但對(duì)電容量較大的設(shè)備，只能發(fā)現(xiàn)絕緣的整體分布性缺陷。tgδ測(cè)量結(jié)果受表面泄漏、試驗(yàn)接線(xiàn)、溫度及外界條件影響，應(yīng)采取措施減小和消除。測(cè)量結(jié)果應(yīng)換算到同一溫度時(shí)的數(shù)值進(jìn)行比較，20℃時(shí)500kV不大于0.6%，110～220kV不大于0.8%，35kV不大于1.5%。

7 變壓比及接線(xiàn)組別測(cè)試

變壓器變比試驗(yàn)可以檢查出變壓器繞組匝數(shù)比是否正確，檢測(cè)分接開(kāi)關(guān)的位置、接線(xiàn)是否正確，測(cè)試匝間是否短路，判斷變壓器并列運(yùn)行的可行性，所有分接頭的電壓比與廠(chǎng)家銘牌參數(shù)比較應(yīng)無(wú)顯著差別，且應(yīng)符合電壓比的規(guī)律;電壓等級(jí)在220kV及以上電力變壓器，其電壓比在額定分接頭位置時(shí)允許偏差為±0.5%。電壓在35kV以下，電壓比小于3的變壓器電壓比允許偏差為士1%; 其他所有變壓器額定分接下電壓比允許偏差為士0.5%;其他分接的電壓比應(yīng)在變壓器阻抗電壓值的1∕10以?xún)?nèi)，但不得超過(guò)±1%。

當(dāng)需判斷變壓器能否并列運(yùn)行時(shí)，測(cè)量其接線(xiàn)組別相同是其項(xiàng)目之一，若參加并列的變壓器接線(xiàn)組別不一致，將出現(xiàn)不能允許的環(huán)流。因此，變壓器在出廠(chǎng)、交接和大修后都要測(cè)量繞組的接線(xiàn)組別。

8 耐壓試驗(yàn)

電力設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)在運(yùn)行中會(huì)受到工頻工作電壓、暫時(shí)過(guò)電壓、操作過(guò)電壓、雷電過(guò)電壓的作用，為了保證絕緣結(jié)構(gòu)能耐受過(guò)電壓作用，絕緣結(jié)構(gòu)須經(jīng)沖擊波耐壓試驗(yàn)和工頻耐壓試驗(yàn)，并有足夠裕度。對(duì)于全絕緣變壓器常用單臺(tái)高壓試驗(yàn)變壓器、串級(jí)試驗(yàn)變壓器、串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振及串并諧振耐壓來(lái)檢測(cè)其主絕緣性能，對(duì)于半絕緣變壓器利用感應(yīng)耐壓來(lái)檢測(cè)縱絕緣和主絕緣。

9 結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步，新方法的研究也在不斷開(kāi)展，如改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SVM變壓器故障診斷新方法的研究與運(yùn)用。在進(jìn)行變壓器故障診斷時(shí)，往往會(huì)遇到各種難題，在排除試驗(yàn)方法、接線(xiàn)、人員及儀器等因素后，經(jīng)多次試驗(yàn)和幾種試驗(yàn)方法得出的結(jié)果與歷年試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，若所得出的數(shù)據(jù)都有問(wèn)題，則說(shuō)明被試設(shè)備有問(wèn)題;經(jīng)過(guò)綜合分析、對(duì)比、判斷、論證，確定設(shè)備問(wèn)題后，應(yīng)制定詳細(xì)的檢修方案進(jìn)行處理。總之，變壓器故障分析首先檢查外觀來(lái)直觀判斷，然后看保護(hù)動(dòng)作情況，取油做試驗(yàn)分析，判斷故障性質(zhì)，再?zèng)Q定試驗(yàn)項(xiàng)目，得出結(jié)論后再?zèng)Q定是否吊芯或吊罩處理，處理完畢試驗(yàn)及驗(yàn)收合格后，方可投入運(yùn)行。