10kV變壓器狀態(tài)檢修與故障的研究

趙海波

摘要：在變壓器實(shí)際運(yùn)行過程中，雖然變壓器內(nèi)部具有較為全面的安全防護(hù)設(shè)施，但是由于變壓器內(nèi)部組成構(gòu)件復(fù)雜程度較高，再加上電網(wǎng)電能需求量的不斷調(diào)整，致使變壓器在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)頻率較高異?，F(xiàn)象。因此，為保證10kV變壓器穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)10kV變壓器狀態(tài)檢修作業(yè)進(jìn)行適當(dāng)分析具有非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：10kV;變壓器;狀態(tài)檢修;故障

一、電變壓器檢修的工藝要求及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1.1檢修內(nèi)容

（1）檢查繞組外觀，繞組表面是否清潔。繞組絕緣，油道有無阻塞現(xiàn)象，必要時(shí)可用軟毛刷或綢布輕輕擦拭;檢查引線及引線絕緣，引線接頭的焊接，引線對(duì)各部位的絕緣距離，引線的固定情況是否符合要求。檢查絕緣支架有無松動(dòng)、損壞和位移;檢查鐵芯的上下夾件/方鐵/繞組壓板的緊固程度和絕緣狀況，絕緣壓板有無爬電燒傷和放電痕跡，用扳手逐個(gè)緊固個(gè)部位的緊固螺栓。

（2）檢查鐵芯接地片的連接及絕緣狀況，測(cè)量鐵芯與上下夾件和鋼壓板與鐵芯間的絕緣電阻，清掃油箱內(nèi)部，清除積存在油箱底部的油污雜質(zhì);檢查油箱密封膠墊，接頭是否良好，接頭是否放在油箱的直檢查油箱_上的焊點(diǎn)、焊縫中存在的沙眼等滲漏點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)焊線部位。

（3）吸濕器安裝應(yīng)緊固，可固定在變壓器油箱上，將吸濕器從變壓器上卸下，倒出內(nèi)部吸附劑，檢查玻璃招應(yīng)完好，并進(jìn)行清掃。更換變色硅膠。吸濕器的連接口應(yīng)墊入橡膠墊，在吸濕器油封罩中加入適量的變壓器油，用合格的變壓器油沖洗儲(chǔ)油柜內(nèi)部，清掃油位計(jì)，儲(chǔ)油柜的油門要密封好，更換密封墊。有滲漏油的地方要進(jìn)行補(bǔ)焊。外部進(jìn)行清理，擦拭干凈，必要時(shí)進(jìn)行刷漆;氣體繼電器上有一箭頭，標(biāo)明指向儲(chǔ)油柜的方向，不得裝反。檢查氣體繼電器的安裝，檢查氣體繼電器本體水平及聯(lián)通管的升高坡度。

1.2工藝要求及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

（1）繞組應(yīng)清潔，表面無油垢，無變形，油道保持暢通，無油垢及其他雜物積存，外觀整齊清潔，引線絕緣包扎應(yīng)完好，無變形、變脆，引線無斷股卡傷情況。引線接頭表面應(yīng)平整、清潔，光滑無毛刺，并不得有其他雜質(zhì)。

（2）絕緣支架應(yīng)無破損、裂紋，變形及燒傷現(xiàn)象。鐵芯只允許--點(diǎn)接地，接地片其外露部分應(yīng)包扎絕緣，防止鐵芯短路。鐵芯與上下夾件、方鐵、壓板、底腳板間均應(yīng)保持良好絕緣。剛壓板與鐵芯間要有明顯的均勻間隙，絕緣壓板應(yīng)保持完整、無破損和裂紋并有適當(dāng)緊固度，鋼壓板不得構(gòu)成閉合回路，同時(shí)應(yīng)有一點(diǎn)接地。

（3）鐵芯應(yīng)平整，絕緣漆膜無脫落，疊片緊密，邊側(cè)的硅鋼片不應(yīng)翹起或成波浪狀，鐵芯各部表面應(yīng)無油垢和雜質(zhì)，片間無短路、搭接現(xiàn)象，接縫間隙符合要求絕緣電阻應(yīng)大于1000MQ（2500V兆歐表），全面消除滲漏點(diǎn)，油箱內(nèi)部潔凈、無銹蝕、漆膜完整;膠墊接頭粘合牢固，并放置在油箱直線部位，搭接面平放，搭接面長(zhǎng)度不小于膠墊寬度的2～3倍，膠墊壓縮量為其厚度的1/3左右（膠棒壓縮量為1/2左右）。

二、10kV變壓器常見故障

2.1 10kV變壓器外部故障

10kV變壓器外部故障主要發(fā)生于10kV變壓器表層。發(fā)生頻率較高的10kV變壓器外部故障主要有絕緣套管破裂等。

2.2 10kV變壓器內(nèi)部故障

10kV變壓器內(nèi)部故障主要包括繞組故障、變壓器鐵芯故障、變壓器瓦斯保護(hù)故障等。其中繞組故障主要為繞組匝間短路、繞組出頭接頭開焊、繞組斷線、繞組接地等故障。

三、10kV變壓器狀態(tài)檢修措施

3.1 案例概述

某變電站一號(hào)主變壓器在停電試驗(yàn)階段發(fā)現(xiàn)10kV套管出現(xiàn)高溫失靈情況。該變電站10kV主變壓器型號(hào)為SZ6-6500/36±3*3.5%，連接組別為Z，d13，短路阻抗為6.85%。在更換套管之后，采用色譜跟蹤法對(duì)絕緣油進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)變壓器油中總烴、氫氣含量明顯上升。

3.2 10kV變壓器狀態(tài)檢修流程

首先，借鑒絕緣油色譜分析理論，變壓器維修人員應(yīng)對(duì)主變壓器鐵芯接地電流進(jìn)行測(cè)量。測(cè)得鐵芯接地電流為90.0mA，在正常值上限以下。在獲得鐵芯接地電流數(shù)據(jù)之后，組織開展停電試驗(yàn)。測(cè)得10kV直流電阻測(cè)試三相不平衡度為55%。

其次，綜合采用色譜分析、紅外測(cè)溫等技術(shù)，對(duì)變壓器油進(jìn)行色譜分析，確定該10kV變壓器中主要成分為乙烯。且后期10kV變壓器內(nèi)部溫度遠(yuǎn)超正常數(shù)值。

再次，對(duì)10kV主變壓器側(cè)端調(diào)壓開關(guān)、10kV主變壓器出線連接點(diǎn)、導(dǎo)電桿連接點(diǎn)進(jìn)行逐一測(cè)試。并在10kV主變壓器油放出后，對(duì)10kV主變壓器側(cè)調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行測(cè)量。發(fā)現(xiàn)10kV主變壓器三相觸頭位置均出現(xiàn)不同程度的燒灼情況。

最后，通過對(duì)一號(hào)10kV主變壓器鐵芯接地直流電阻、絕緣電阻數(shù)值分析，可首先排除該10KV主變壓器接地短路風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)流風(fēng)險(xiǎn)。隨后對(duì)直流電阻進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試，確定該10kV主變壓器存在高溫過熱故障。即高溫繞組接頭接觸不良。

通過對(duì)10kV主變壓器故障位置進(jìn)一步分析，確定該10kV主變壓器故障位置為低壓相接頭連接位置。結(jié)合紅外線測(cè)溫圖像分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)繞組接頭位置為主要熱力故障源頭。即由于10kV主變壓器繞組接頭長(zhǎng)時(shí)間處于箱體油浸內(nèi)。再加上絕緣油良好的散熱性及導(dǎo)電桿良好的熱傳導(dǎo)性，促使整體變壓器熱量向上部套管傳遞，最終致使整體套管出現(xiàn)高壓套組故障。

在確定變壓器故障原因及變壓器故障部位之后，依據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)GB1094的相關(guān)規(guī)定，10kV主變壓器維修人員可對(duì)變壓器吊芯低壓相進(jìn)行解體整修。在10kV主變壓器解體整修過程中，發(fā)現(xiàn)該10kV主變壓器低壓相繞組軟連接位置、導(dǎo)電桿連接螺栓位置均出現(xiàn)不同程度的松動(dòng)情況。且導(dǎo)電桿連接螺栓位置無備帽。隨后在10kV主變壓器低壓相接頭位置緊固處理后，測(cè)得三相直流電阻測(cè)試結(jié)果為58.98mΩ、55.96mΩ、52.10mΩ，低于標(biāo)準(zhǔn)值限度。同時(shí)考慮到10kV主變壓器吊芯整修費(fèi)用、設(shè)備運(yùn)行要求，在整體套管位置主要采用了微創(chuàng)型修復(fù)模式，10kV主變壓器恢復(fù)正常運(yùn)行。

3.3 10kV變壓器狀態(tài)檢修要點(diǎn)

一方面，基于10kV變壓器電壓適應(yīng)范圍廣、電流適應(yīng)頻譜寬的特點(diǎn)，在實(shí)際10kV變壓器狀態(tài)檢修過程中，10kV變壓器狀態(tài)檢修人員可以10kV變壓器油位、電流為檢測(cè)要點(diǎn)，利用色譜頻譜分析技術(shù)、油箱頻譜分析技術(shù)，對(duì)10kV變壓器各模塊技術(shù)參數(shù)進(jìn)行全方位在線監(jiān)測(cè)。如在油氣監(jiān)測(cè)色譜法應(yīng)用過程中，可對(duì)油中溶解的一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷等氣體進(jìn)行檢測(cè)。隨后采用溫水傳感器對(duì)油中微水進(jìn)行測(cè)量。結(jié)合專門進(jìn)水、回油管路的應(yīng)用，可以在變壓器正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行維護(hù)管理。

另一方面，在10kV變壓器狀態(tài)檢測(cè)過程中，10kV變壓器檢測(cè)干擾信號(hào)為檢測(cè)主要影響因素。因此，在10KV變壓器狀態(tài)檢測(cè)過程中，相關(guān)檢測(cè)人員可以利用局部放電檢測(cè)技術(shù)，減弱變壓器檢測(cè)階段產(chǎn)生的異常電流干擾信號(hào)。如利用自適應(yīng)濾波技術(shù)可以對(duì)單一放電脈沖時(shí)域、時(shí)頻、頻域進(jìn)行逐一分析。結(jié)合指紋圖譜，自動(dòng)識(shí)別聲聲多放電源定位及三維空間構(gòu)型。

四、結(jié)束語

綜上所述，相較于傳統(tǒng)定期檢修模式而言，10kV變壓器狀態(tài)維修可以全天候不間斷開展監(jiān)控維修作業(yè)，在保證每項(xiàng)檢測(cè)工作穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，也可以降低人力資源及物資資源損耗。因此，在10kV變壓器運(yùn)行過程中，10kV變壓器維修人員可依據(jù)具體10kV變壓器故障因素，合理采用紅外測(cè)溫技術(shù)、鐵芯接地測(cè)試技術(shù)、色譜分析技術(shù)等狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)。結(jié)合對(duì)應(yīng)檢修方案的合理規(guī)劃，可有效提高10kV變壓器檢修效率。

參考文獻(xiàn)：

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