大型電力變壓器的檢修與運行維護

劉斌斌

（國家能源集團內(nèi)蒙古呼倫貝爾發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000）

隨著我國電力事業(yè)的不斷發(fā)展，供應(yīng)規(guī)模和電站建設(shè)數(shù)量都有明顯提升，而許多電力設(shè)備和變壓器在長時間運行過程中會逐步出現(xiàn)老化、損壞等問題。必須要重視日常巡檢和排障工作的開展來規(guī)避電力事故和經(jīng)濟損失，不斷提升電力資源行業(yè)的服務(wù)水平和質(zhì)量保障。

1 大型電力變壓器的運行故障概述

1.1 繞組絕緣損毀

在電力系統(tǒng)運行過程中，變壓器的繞組是實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)的重要環(huán)節(jié)，繞組外側(cè)包裹絕緣橡膠層可有效避免線圈之間產(chǎn)生電磁干擾等問題。在高壓運行負(fù)荷的影響之下，有些絕緣層存在著的擊穿風(fēng)險，特別是老化、損壞的部位更容易出現(xiàn)擊穿，甚至可能引發(fā)爆炸和火災(zāi)等安全事故，這是一種很危險的運行問題。大型變壓器內(nèi)的繞組線圈間隔位置十分緊密，一旦出現(xiàn)內(nèi)部損毀會在高壓電路的影響之下產(chǎn)生電弧，而這些放電電弧的溫度極高，可達到3000℃，極易造成變電站內(nèi)的火災(zāi)事故［1］。

1.2 管套閃絡(luò)故障

閃絡(luò)故障主要發(fā)生在變電器的套管內(nèi)，由于外層套管的密封性不嚴(yán)而造成的滲水引發(fā)爆炸事故。套管的連接處很容易出現(xiàn)滲漏和破裂的問題，也是變電器故障當(dāng)中較為常見的事故之一。在長時間運行中，內(nèi)部的油紙或油液會受到高溫環(huán)境而出現(xiàn)碳化和積垢的問題，在遇到電火花后會造成電閃和爆炸。這類閃絡(luò)故障經(jīng)常發(fā)生在電容式的套管構(gòu)件中，特別是在長時間使用過程當(dāng)中，套管的絕緣效果出現(xiàn)了退化問題，一些小的電磁和火花都可能會出現(xiàn)絕緣套管擊穿問題，是造成變電器起火事故的重要原因之一。部分套管的生產(chǎn)質(zhì)量存在一定隱患，在安裝過程當(dāng)中沒有及時進行質(zhì)檢，也可能會導(dǎo)致運行過程當(dāng)中的潛在故障。

1.3 系統(tǒng)過熱故障

由于大型變電站內(nèi)使用到的變壓器需要承載的電力系統(tǒng)負(fù)荷較大，在長時間運行的過程當(dāng)中很容易出現(xiàn)系統(tǒng)過熱的問題，并由此帶來一系列的潛在故障和隱患。電線過熱會造成線路當(dāng)中的渦流和環(huán)流問題，這對于保障高負(fù)荷的電力資源穩(wěn)定輸出會產(chǎn)生一定的限制影響，用戶接收到的交流電轉(zhuǎn)換也可能會存在質(zhì)量下降的問題。在線圈和電線的內(nèi)部有金屬材料完成導(dǎo)電，但在高溫環(huán)境下這些材料的物理性能可能會出現(xiàn)一定的變化，造成線路阻值上升的問題，在高壓和遠距離傳輸?shù)倪^程當(dāng)中會有許多電力損耗發(fā)生在線路上，造成了電力企業(yè)系統(tǒng)運行成本上升的現(xiàn)象［2］。

2 變壓器故障檢修技術(shù)分析

2.1 在線運行檢測

在不斷打造智能電站的大背景之下，對于監(jiān)測和集控系統(tǒng)的有效運行，能夠更好地幫助技術(shù)人員分析變電氣運行過程當(dāng)中的部分潛在故障，充分結(jié)合運行數(shù)據(jù)信息進行高效的分析判斷，實現(xiàn)更加精確的故障定位和及時排除。這些傳感探測設(shè)備在進行電網(wǎng)安裝時需要進行同步建設(shè)和測試，確保變壓器內(nèi)的零件和設(shè)備信息能夠精確有效地通過通信系統(tǒng)傳回到中控平臺內(nèi)，不斷提升電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化建設(shè)水平。在智能電站系統(tǒng)的建立當(dāng)中還應(yīng)用了軟件分析的方式對這些回傳數(shù)據(jù)進行自動化的對比和校驗，針對一些超出預(yù)設(shè)的安全閾值參數(shù)會進行預(yù)警和標(biāo)紅，確保技術(shù)人員能夠快速掌握變壓器的故障問題并做好應(yīng)對和處理，變壓器在線檢測系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 變壓器在線檢測系統(tǒng)

2.2 設(shè)備狀態(tài)檢測

在進行變壓器設(shè)備的狀態(tài)檢測時，主要依靠傳感器、變送器和開關(guān)量三方共同作用確保信息的有效采集和傳輸。傳感設(shè)備的檢測內(nèi)容較多，需要根據(jù)需求靈活分布在變壓器和電路系統(tǒng)當(dāng)中，并自帶定位回傳的功能確保技術(shù)人員在中控平臺內(nèi)能夠有效檢測到不同設(shè)備的回傳數(shù)據(jù)。在大型電力變壓器的運行當(dāng)中需要多路轉(zhuǎn)換來避免采樣信息出現(xiàn)信號變形等問題，并利用模數(shù)轉(zhuǎn)換的方式對其進行有效處理，能夠以最簡潔的方式使數(shù)據(jù)信息，通過CPU和接口進行通信發(fā)射。在整個運行過程當(dāng)中傳感器能夠精確探測到變壓器的運行溫度、電力參數(shù)、絕緣性能等多方面的數(shù)據(jù)信息，配合色相頻譜分析的方式對變壓器內(nèi)的油液進行有效分析，更好地保障了技術(shù)人員獲取變壓器狀態(tài)參數(shù)的全面性和精確性，設(shè)備狀態(tài)檢測流程如圖2所示［3］。

圖2 設(shè)備狀態(tài)檢測流程

2.3 停電維修檢測

在停機檢修之前，要求技術(shù)人員制定科學(xué)的工作方案，明確停機的具體時間段?？山Y(jié)合前期采集到的設(shè)備運行信息進行故障范圍的預(yù)判，確保能夠及時發(fā)布停電通知和影響范圍，不斷提升變壓器的維修檢查效率［4］。變壓器的運行環(huán)境也會對其壽命、檢修周期等造成一定的影響，在確定監(jiān)測間隔、內(nèi)容等過程中必須要保證因地制宜，如在潮濕、炎熱的環(huán)境下就需要適當(dāng)縮短周期，確保滿足變壓器的運行需求。同時根據(jù)油樣分析和運行狀態(tài)情況，進行變壓器油濾油工作，提高變壓器油質(zhì)量，同時配合停機檢修試驗來查找變壓器可能出現(xiàn)的運行故障，及時發(fā)現(xiàn)、及時消除運行隱患和可能出現(xiàn)的故障。

2.4 日常巡視檢查

在巡視檢驗當(dāng)中，技術(shù)人員要先通過觀察的方式查看變壓器和其他元件設(shè)備是否存在異常振動、升溫和指示燈報警的情況，可通過紅外儀、溫度計等進行有效探測。這些故障類型較小且極易發(fā)現(xiàn)，但需要技術(shù)人員更加耐心細(xì)致避免有遺漏情況。部分設(shè)備運行故障的檢驗測試周期較長，技術(shù)人員需要詳細(xì)進行每次巡檢到工作記錄并進行簽字確認(rèn)，便于在故障出現(xiàn)時能夠按照時間階段進行有效查看，對快速定位和及時排障具有積極意義。變電器的巡視檢查工作類別較多，要求設(shè)計檢修登記表來進行逐項排查和確認(rèn)，能夠更好地規(guī)避部分附屬設(shè)備檢修遺漏等問題。同時做好變壓器的定期工作，包括定期測量鐵芯接地電流、中性點接地電流、定期取油樣進行分析、定期測量溫度、振動等工作。

3 變壓器運維診斷的重要對策

3.1 漏油故障診斷

變壓器內(nèi)有絕緣油，一旦出現(xiàn)滲漏或揮發(fā)時極易產(chǎn)生火災(zāi)和爆炸事故，必須要做好漏油故障的診斷和定位，避免不安全事故的發(fā)生。油箱周圍是出現(xiàn)漏油點的高發(fā)區(qū)域，技術(shù)人員需要著重關(guān)注油箱的接口和周圍，明確滲漏點并及時進行補焊處理，確保經(jīng)過密封測試后可再次投入使用。在變壓器油循環(huán)的過程當(dāng)中經(jīng)過防爆管，在管道中也有可能會出現(xiàn)滲漏問題［5］，在處理漏油時需要將管道進出閥門關(guān)掉再進行拆除，確保管道壓力正常無滲漏，可有效控制油液滲漏問題。在變壓器的運行過程當(dāng)中，油液的滲漏是一項較為常見的污染缺陷，嚴(yán)重時存在著火和爆炸不安全事故，必須要引起技術(shù)人員的重視［5］。

3.2 接地故障診斷

接地系統(tǒng)能夠更好地維護變壓器設(shè)備在高壓運行的狀態(tài)之下保證電力參數(shù)的穩(wěn)定，更好的提升變壓器運行效率，是在運維診斷過程當(dāng)中需要著重關(guān)注的環(huán)節(jié)。變壓器處得接地設(shè)計主要依靠鐵芯實現(xiàn)多級接地，在線路連接時要注意區(qū)分接電線的回路情況，避免隨意剪切后造成接地線連接故障或隱患問題。技術(shù)人員可以將供電線直接連接在鐵芯處，在電力回路的沖擊之下能夠?qū)⒍嘤嗟牡鼐€燒毀，有效避免了隨意剪切或多處接地情況下造成的一些安全隱患問題。在變壓器地接地處理當(dāng)中要注意對技術(shù)人員的安全予以有效保護，在嚴(yán)格斷電的情況下對電路回路進行檢驗和診斷，并確保在佩戴合規(guī)的絕緣裝備后才能夠進入到變壓器的電力線路系統(tǒng)當(dāng)中。

3.3 升溫故障診斷

由于變壓器的升溫故障而造成的安全影響很大。在進行運維診斷時要著重關(guān)注變壓器的接頭連接處是否存在異常升溫，應(yīng)避免銅或鋁質(zhì)材料在高溫環(huán)境下出現(xiàn)電解或其他問題。技術(shù)人員在變壓器的線路連接檢修時可使用專業(yè)的工具對接頭線路進行剪切處理，確保剪切后的電線平面干凈整潔，將導(dǎo)電膏涂覆在線路上后進行重新通電測試，一般可正?；謴?fù)線路連接［6］。在變壓器周圍要安裝對應(yīng)的散熱裝置來避免高壓線路和繞組線圈出現(xiàn)局部升溫問題，在定檢巡視時技術(shù)人員也要關(guān)注這些散熱裝置的運行狀態(tài)，確保整個變壓調(diào)控系統(tǒng)都能夠穩(wěn)定安全的運［7］。在變壓器的升溫故障診斷當(dāng)中要使用專業(yè)且精確的溫度探測儀器來進行檢驗，包括了溫度計和紅外探測儀等，線路和設(shè)備中不同區(qū)域的溫度都需要進行詳細(xì)記錄，以確保故障診斷的有效性。

3.4 優(yōu)化隊伍建設(shè)

變壓器的故障檢驗和巡視排查是一項較為復(fù)雜且專業(yè)程度偏高的工作，電力企業(yè)也要重視內(nèi)部工作團隊的有效建設(shè)，確保日常檢驗工作開展的效率和質(zhì)量。維修人員在工作前，必須要明確變壓器的輸配負(fù)荷情況，從參數(shù)統(tǒng)籌的角度出發(fā)確定變壓器的日常運行數(shù)據(jù)范圍，使智能化電站監(jiān)測系統(tǒng)的分析結(jié)果更具有參考價值，有效減輕技術(shù)人員日常的工作量。

4 結(jié)論

總之，電力資源供應(yīng)的穩(wěn)定與安全能夠更好地維護居民日常生活和企業(yè)生產(chǎn)需求，在電力系統(tǒng)的運行過程當(dāng)中必須要重視變壓器等重要設(shè)備的檢修和運維，以扎實的工作記錄和專業(yè)技術(shù)來保障事故預(yù)防的有效性，盡量減少火災(zāi)爆炸等負(fù)面事故的發(fā)生。