電力變壓器故障診斷與狀態(tài)檢修方法

馬云剛

摘要：目前，我國的基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展迅速，傳統(tǒng)的電力變壓器結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)性好，在長期運(yùn)行實(shí)踐中發(fā)揮了重要的作用。但是，隨著分布式電源的大量接入以及智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用推廣，給傳統(tǒng)電力變壓器的應(yīng)用方面帶來挑戰(zhàn)。由于電力電子變壓器（PET）在電能質(zhì)量調(diào)節(jié)和諧波抑制等方面具有一定優(yōu)勢，PET的研究得到了大量關(guān)注。由于目前對(duì)PET的研究多是在配電網(wǎng)的場景中，文中也主要討論配電網(wǎng)PET相關(guān)技術(shù)。PET又稱固態(tài)變壓器（SST），具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）體積小、質(zhì)量輕。與傳統(tǒng)的電力變壓器相比，PET傳輸電能所需鐵心材料更少，減少了鐵、銅等有色金屬的用量。（2）供電穩(wěn)定性高。PET運(yùn)行時(shí)副邊電壓幅值不隨負(fù)載的變化而變化，其輸出提供更加穩(wěn)定的電能。（3）供電質(zhì)量有保證。PET在變壓、隔離、傳輸電能的同時(shí)可以消除網(wǎng)側(cè)電壓波動(dòng)、電壓波形失真等影響，可以保證原邊電壓電流和副邊電壓為正弦波。（4）方便交直流電氣設(shè)備的接入。PET變流環(huán)節(jié)提供方便的交直流接口，既可以滿足傳統(tǒng)交流元件的并網(wǎng)，又可以適應(yīng)光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和電動(dòng)汽車等交直流可控元件的接入。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;故障診斷;狀態(tài)檢修方法

引言

闡述變壓器運(yùn)行操作、異常故障檢查、巡視方式，變壓器異常故障處理的措施，包括主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的處理、勵(lì)磁變壓的故障處理，從而確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1變壓器的類型

（1） 相位數(shù)：單相變壓器：適用于單相負(fù)荷和三相變壓器組。三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的電壓升降。（2）：變壓器油中浸泡冷卻方式：利用油作為冷卻介質(zhì)、風(fēng)冷由浸油，油浸在水中，強(qiáng)制循環(huán)冷卻等。干式變壓器：通過空氣對(duì)流自然冷卻或通過風(fēng)扇增加冷卻。（3）根據(jù)線圈的形狀。雙繞組變壓器：用于將兩級(jí)電壓連接到電氣系統(tǒng)中。三圈變壓器：它們通常用于電力系統(tǒng)的區(qū)域變電站，并連接到三個(gè)電壓級(jí)別。開關(guān)變壓器：用于連接不同電壓下的電力系統(tǒng)，也可作為普通的過電壓或低壓變壓器。

2變壓器故障檢測與診斷方法

2.1油浸變壓器的外觀檢查

（1）漏油。當(dāng)看到變壓器表面出現(xiàn)黑色液體或發(fā)光的時(shí)候，應(yīng)該考慮變壓器是否出現(xiàn)漏油情況，通常情況下變壓器都裝有油位計(jì)，可以從油位計(jì)的數(shù)值上判斷是否出現(xiàn)漏油。（2）通過人體感官去查看變壓器的溫度。（3）呼吸器的吸濕劑嚴(yán)重變色。變壓器吸濕劑嚴(yán)重變色多數(shù)是因?yàn)槭艹?、墊圈損壞、呼吸器破損、倒油太多等。變壓器中送用的吸濕劑多為活性氧化鋁（Al2O2）類物質(zhì)，當(dāng)吸收一定量的濕氣（23%左右）之后會(huì)從原本的藍(lán)色變?yōu)榉凵?，?dāng)出現(xiàn)此類情況時(shí)需要進(jìn)行再生處理。

2.2機(jī)械類檢測裝置

2.2.1瓦斯氣體繼電器

瓦斯氣體繼電器多適用于帶油枕的變壓器，主要是因?yàn)橐韵聝牲c(diǎn)：該材料屬于中絕緣材料、觸點(diǎn)供輕，較適用于報(bào)警使用，當(dāng)變壓器內(nèi)的材料發(fā)生故障而產(chǎn)生熱分解時(shí)，產(chǎn)生的氣體會(huì)進(jìn)入繼電器的氣室，當(dāng)氣體積攢到一定數(shù)量時(shí)會(huì)觸動(dòng)瓦斯點(diǎn)而產(chǎn)生動(dòng)作;對(duì)觸點(diǎn)用于重故障，該情況多因變壓器內(nèi)部的絕緣擊穿、斷線等原因引起的，致使變壓器內(nèi)壓力增大，油急速流向油枕時(shí)繼電器重瓦斯觸點(diǎn)動(dòng)作。

2.2.2防爆裝置

變壓器內(nèi)部防爆裝置多用于氣壓升高時(shí)，當(dāng)變壓器內(nèi)部郵箱向外釋放壓力時(shí)用于保護(hù)郵箱和散熱器的裝置。

2.3電氣類檢測裝置

（1）差動(dòng)繼電器。該繼電器是通過在變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)安裝了電流互感器，在電流互感器的基礎(chǔ)上通過變壓器匝數(shù)和短路事故所出現(xiàn)的電流差值進(jìn)行工作，因此，差動(dòng)繼電器開始工作時(shí)，一般是變壓器匝間短路出現(xiàn)了故障。（2）過電流繼電器。該設(shè)備屬于繼電器保護(hù)設(shè)備，一般在出現(xiàn)短路或超負(fù)荷的情況下進(jìn)行工作。當(dāng)過流繼電器開始工作時(shí)，如果不是變壓器外部出現(xiàn)短路或負(fù)荷，就要查看是否是變壓器內(nèi)部出現(xiàn)短路問題。

2.4利用儀器儀表檢測

當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，首先檢測變壓器內(nèi)部的噴油程度與位置，然后結(jié)合變壓器的負(fù)電情況和電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀等采取措施保護(hù)繼電器動(dòng)作狀態(tài)。變壓器內(nèi)油中的含氣情況、絕緣情況、絕緣油情況等的分析都需要使用專業(yè)的儀器儀表進(jìn)行檢查診斷，再根據(jù)檢測信息作出故障判斷。

2.5變壓器的異常故障處理

輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作處理。檢查瓦斯繼電器內(nèi)是否有氣體，確定保護(hù)是否動(dòng)作。通知檢修人員取瓦斯氣體和油樣進(jìn)行分析;若由空氣引起的故障，放出空氣后可繼續(xù)運(yùn)行。如產(chǎn)生有色可燃性氣體或油色變化過甚或輕瓦斯頻繁動(dòng)作，應(yīng)及時(shí)報(bào)告、聯(lián)系潮州調(diào)控停用該變壓器。申請(qǐng)停電檢查，如調(diào)度不同意停電，按其命令執(zhí)行，但應(yīng)及時(shí)匯報(bào)分管領(lǐng)導(dǎo)。重瓦斯保護(hù)動(dòng)作的處理。重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，變壓器各側(cè)開關(guān)跳開，變壓器退出運(yùn)行。拉開變壓器一次、二次側(cè)隔離開關(guān)，收集瓦斯繼電器的氣體進(jìn)行鑒別并做出如下處理決定：若氣體是無色、無嗅和不可燃的，則將氣體排出后，重新將變壓器投入運(yùn)行。若氣體是白色、有強(qiáng)烈臭味，但不可燃的氣體，則說明絕緣材料損傷，將氣體排出后，可暫時(shí)投入運(yùn)行。若氣體是淡黃色、帶強(qiáng)烈氣味，說明了變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，則應(yīng)取油樣化驗(yàn)其閃點(diǎn);若其閃點(diǎn)較前次低于5℃以上時(shí)，應(yīng)停運(yùn)變壓器，并聯(lián)系檢修人員。主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的處理。進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)一次設(shè)備的外部檢查（變壓器、機(jī)組及母線）及內(nèi)部（套管、母線電纜頭等）有無明顯故障，若未發(fā)現(xiàn)明顯故障，則檢查變壓器油溫是否正常，瓦斯繼電器內(nèi)有無氣體，壓力釋放閥是否動(dòng)作，有無噴油和噴煙等現(xiàn)象。查明是否由于繼電器誤動(dòng)作引起。將已跳閘的變壓器斷路器的控制開關(guān)把手，切至跳閘后位置。若變壓器合閘時(shí)正常，只是在帶負(fù)荷時(shí)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，而儀表又無異常指示，則認(rèn)定是差動(dòng)保護(hù)回路故障。

結(jié)語

電力是人們賴以生存和發(fā)展的重要資源，其與人們生活息息相關(guān)。變壓器作為電力系統(tǒng)的重要輸變電設(shè)備，在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了關(guān)鍵性的作用。目前來說，由于電力變壓器易于受自身材質(zhì)、使用頻繁等因素的影響，從而導(dǎo)致故障時(shí)有發(fā)生，直接影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，為了提升電力企業(yè)的整體效益，確保人們的用量安全，應(yīng)做好變壓器的運(yùn)行維護(hù)及異常故障處理措施，以確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，推動(dòng)我國電力行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

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