高壓油浸式變壓器的故障及處理策略

摘要：油浸式變壓器是一種交換變壓的靜止電器，運(yùn)用電磁感應(yīng)原理，把某種頻率的電壓變換為同種頻率的另一種或多種數(shù)值不等電壓的功率傳輸裝置。油浸式變壓器在運(yùn)行過程中會(huì)受到一些因素的影響而出現(xiàn)運(yùn)行故障。本文結(jié)合實(shí)際，運(yùn)用文獻(xiàn)法、調(diào)查法等對(duì)油浸式變壓器的常見故障及處置措施展開分析，提出幾項(xiàng)建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：高壓油浸式變壓器；故障；處置

一、高壓油浸式變壓器的組成

高壓油浸式變壓器是供配電系統(tǒng)的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。它將10（6）kV或35kV網(wǎng)絡(luò)電壓降至用戶使用的230/400V母線電壓。油浸式變壓器由繞組、鐵芯、油箱、分接開關(guān)、絕緣套管、油枕及氣體繼電器等組成。繞組與鐵芯是變壓器中的核心元件，同時(shí)是容易出現(xiàn)故障的元件。與其他類型的變壓器相比，油浸式變壓器的機(jī)械強(qiáng)度高、抗短路性能好，整體可靠穩(wěn)定，但在運(yùn)行過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些故障。下面對(duì)油浸式變壓器常見故障進(jìn)行具體分析。

二、高壓油浸式變壓器的常見故障及故障原因

（一）繞組故障

油浸式變壓器在運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)繞組故障，繞組故障的主要表現(xiàn)為接頭開焊、相間短路、繞組接地及匝間短路等。變壓器繞組故障是由多種原因引起，如變壓器絕緣老化會(huì)引起變壓器繞組故障；在制造或檢修期間，由于一些不規(guī)范的操作，造成絕緣局部損壞，在運(yùn)行過程中出現(xiàn)繞組故障的概率加大；因散熱不良或長期過載，溫度長期過高，絕緣老化速度加快，繞組故障也更容易產(chǎn)生；由于運(yùn)行環(huán)境比較潮濕復(fù)雜，導(dǎo)致繞組受潮，并進(jìn)一步引起絕緣膨脹使油道受到堵塞，最終引發(fā)絕緣故障。

（二）套管故障

套管故障也是油浸式變壓器的常見故障之一。油浸式變壓器在運(yùn)行一段時(shí)間后，套管變臟變舊，套管上積累下較多污垢，容易引起污閃，污閃問題又會(huì)引發(fā)變壓器相間短路或高壓側(cè)單相接地。

（三）滲漏故障

油浸式變壓器滲漏故障會(huì)給整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響，滲漏故障與變壓器的密封性有關(guān)，變壓器密封件失效或焊縫開裂，導(dǎo)致密封性大大下降，出現(xiàn)滲漏故障。在變壓器運(yùn)行過程中，工作人員觀察發(fā)現(xiàn)變壓器油液從破損處不斷外溢出或油計(jì)已看不到油位，漏油情況如圖2所示，應(yīng)立即停用變壓器并開展補(bǔ)漏與加油處理，使故障盡快消除。

（四）過電壓故障

運(yùn)行中的變壓器受到雷擊時(shí)，如果雷電的電位過高，會(huì)造成外部過電壓，由此給正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響。另外，如果電力系統(tǒng)的某些參數(shù)發(fā)生變化，在電磁振蕩的影響下，也會(huì)引起內(nèi)部過電壓，造成變壓器故障。

（五）外殼帶電

運(yùn)行中的高壓油浸式變壓器有時(shí)會(huì)出現(xiàn)外殼帶電的情況。有可能是內(nèi)部漏電引起，也有可能是變壓器套管瓷瓶不良，或引線與變壓器外殼接觸引起。

三、高壓油浸式變壓器的故障處理策略

變壓器密封性差容易出現(xiàn)故障。因此在將油浸式變壓器應(yīng)用于供配電系統(tǒng)之前，要對(duì)變壓器做嚴(yán)格的密封實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)更換，從而降低故障發(fā)生率。工作人員要定期檢查變壓器，尤其是雷雨天過后，查看內(nèi)部是否有受潮現(xiàn)象，要及時(shí)更換以免供配電系統(tǒng)的運(yùn)行受到影響。對(duì)于有輕微受潮現(xiàn)象的變壓器也要及時(shí)處理，以防發(fā)生運(yùn)行故障。在變壓器運(yùn)行過程中，可使用測(cè)試儀對(duì)變壓器進(jìn)行定期預(yù)防性測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果掌握運(yùn)行狀況，并進(jìn)行科學(xué)有效的維護(hù)。

做好運(yùn)維養(yǎng)護(hù)，通過及時(shí)、有效的運(yùn)維養(yǎng)護(hù)提高油浸式變壓器性能，延長設(shè)備壽命，降低故障發(fā)生率。在日常的檢查與運(yùn)維工作中，要仔細(xì)檢查外觀，查看是否有閃絡(luò)與損壞及時(shí)處理，以免引發(fā)更大的故障。定期檢查并清理套管，防止套管積污，確保變壓器的正常穩(wěn)定運(yùn)行。工作人員也要對(duì)變壓器的漏電流值進(jìn)行復(fù)制，將復(fù)制的數(shù)值與初始值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷運(yùn)行狀況。一般情況下，當(dāng)復(fù)制值遠(yuǎn)大于初始值時(shí)，就說明變壓器出現(xiàn)了較大缺陷，需及時(shí)上報(bào)并處理。

四、高壓油浸式變壓器故障的智能診斷與維修管理

（一）高壓油浸式樣變壓器故障智能診斷

在當(dāng)前技術(shù)背景下，充分運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)等構(gòu)建變壓器智能診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的智能監(jiān)測(cè)、離線狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障智能診斷，提高變壓器故障診斷與處置速度，降低故障損失。在建立起故障智能診斷系統(tǒng)后，工作人員可通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)各參數(shù)相對(duì)正常運(yùn)行區(qū)間的偏離度，并運(yùn)用專家知識(shí)庫，有效推理變壓器故障類型、故障原因等，得到診斷結(jié)果，為后續(xù)的精準(zhǔn)運(yùn)維提供參考依據(jù)。在構(gòu)建起故障智能診斷系統(tǒng)后，由系統(tǒng)中的先進(jìn)技術(shù)與智能裝置，動(dòng)態(tài)采集變壓器本體、套管中的油中溶解氣體，然后將采集到的數(shù)據(jù)信息與專家?guī)熘械湫凸收习咐M(jìn)行對(duì)比匹配，判斷變壓器是否出現(xiàn)運(yùn)行故障及出現(xiàn)何種類型的故障。在初步診斷的基礎(chǔ)上，再通過預(yù)防性試驗(yàn)與局部放電試驗(yàn)，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，運(yùn)用SVM、聚類等方法，對(duì)變壓器各部件的運(yùn)行狀態(tài)與故障類型作出進(jìn)一步判斷，變壓器故障智能診斷算法如圖3所示。

（二）變壓器維修管理

根據(jù)變壓器日常運(yùn)行狀態(tài)及故障智能診斷結(jié)果，制訂科學(xué)可行的維修管理方案，落實(shí)預(yù)防性維修等工作，從而提高維修管理水平，維護(hù)變壓器的正常穩(wěn)定運(yùn)行。變壓器運(yùn)行期間，可根據(jù)智能診斷結(jié)果進(jìn)行分級(jí)，對(duì)故障風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別較高的設(shè)備，直接采用糾正性維修；對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較低的部件，平時(shí)做好監(jiān)測(cè)，必要時(shí)采用糾正性維修；對(duì)存在明顯老化機(jī)理的設(shè)備，采用預(yù)防性維修策略，對(duì)設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)，對(duì)老化嚴(yán)重的設(shè)備及時(shí)更換，以免出現(xiàn)重大故障。對(duì)高壓油浸式變壓器做到定期檢視，根據(jù)變壓器的工作環(huán)境、具體故障部位等科學(xué)制定檢查項(xiàng)目周期，定期安排專業(yè)人員檢查保養(yǎng)，以此延長設(shè)備使用年限，降低故障發(fā)生率。對(duì)變壓器電源部分每月進(jìn)行一次檢查，按照技術(shù)規(guī)定規(guī)范測(cè)量電源實(shí)際輸入電壓是否與變壓器匹配，測(cè)量主板開關(guān)電源輸出電壓是否符合規(guī)范，檢查變壓器接地是否良好，有無故障隱患，并根據(jù)測(cè)量與檢查結(jié)果做好記錄、上報(bào)及保養(yǎng)維修等工作。

高壓油浸式變壓器運(yùn)行期間，由了解高壓油浸式變壓器知識(shí)、掌握設(shè)備與線路運(yùn)維技能、有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)電工負(fù)責(zé)，其他工作人員不得介入。生產(chǎn)期間，工作人員如果發(fā)現(xiàn)高壓油浸式變壓器故障，需及時(shí)記錄并上報(bào)專業(yè)電工，不得擅自拆卸檢修。所有新購高壓油浸式變壓器，未經(jīng)測(cè)試不得投入生產(chǎn)，只有經(jīng)過交接試驗(yàn)且實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明一切安全正常后才能投入運(yùn)行。變（配）電室安裝防雷擊裝置，做好雷電接地工作，使用的各種防雷設(shè)施，都必須先進(jìn)合理，安全可靠，各項(xiàng)參數(shù)調(diào)配恰當(dāng)。在每年雷雨季到來之前，需全面、詳細(xì)檢查防雷設(shè)施，對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)的問題限期解決，杜絕問題延后處理。做好對(duì)高壓油浸式變壓器的基礎(chǔ)檢查與運(yùn)維，保證高壓油浸式變壓器的運(yùn)行安全。對(duì)所有腐蝕或破損嚴(yán)重的高壓油浸式變壓器，及時(shí)記錄并上報(bào)更換，從而避免安全隱患。露天高壓油浸式變壓器運(yùn)行期間，如果發(fā)現(xiàn)主要設(shè)備的絕緣顯著降低或重大絕緣缺陷和擊穿時(shí)，應(yīng)及時(shí)匯報(bào)，搶修或更換試驗(yàn)合格后，才能再次投入運(yùn)行。

部分工作人員在對(duì)高壓油浸式變壓器進(jìn)行檢修維護(hù)時(shí)，缺乏規(guī)范意識(shí)、安全意識(shí)，存在不安全的操作動(dòng)作與不規(guī)范的檢修行為，這不僅會(huì)使高壓油浸式變壓器得不到及時(shí)、有效的維護(hù)，還有可能引發(fā)安全事故。對(duì)此，要不斷完善高壓油浸式變壓器運(yùn)維管理規(guī)范，確定運(yùn)維管理細(xì)則，并嚴(yán)格要求工作人員按照規(guī)范細(xì)則開展各項(xiàng)檢修維護(hù)與管理工作，以提升露天礦山高壓油浸式變壓器安全管理水平。工作人員進(jìn)行安裝、檢修、調(diào)整和試驗(yàn)等工作時(shí)，必須做好安全防護(hù)，配備齊全安全防護(hù)裝備，按照工作的規(guī)定做好記錄與交接。開展帶電檢修作業(yè)時(shí)，工作人員需做好安全防護(hù)，并詳細(xì)調(diào)查作業(yè)區(qū)域及周邊的高壓油浸式變壓器情況，制定科學(xué)可行的工作方案。帶電檢修期間一旦發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)停止作業(yè)，并將情況上報(bào)。開展檢修運(yùn)維工作時(shí)，工作人員需按照規(guī)定使用相應(yīng)的安全工具規(guī)范操作。企業(yè)可對(duì)高壓油浸式變壓器的檢修標(biāo)準(zhǔn)、檢修操作規(guī)范與質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)等確定與統(tǒng)一，將檢修目標(biāo)、檢修內(nèi)容、檢修要求、操作規(guī)范及進(jìn)度目標(biāo)、質(zhì)量目標(biāo)等編寫成冊(cè)，分發(fā)給檢修人員，要求其深入研讀學(xué)習(xí)，掌握其中要領(lǐng)開展各項(xiàng)工作。

五、結(jié)語

本文探討了高壓油浸式變壓器幾種常見故障，提出運(yùn)行期間容易出現(xiàn)繞組故障、套管故障、滲漏故障及過電壓故障等。高壓油浸式變壓器運(yùn)行振故障與多種原因有關(guān)，企業(yè)要根據(jù)具體原因做好故障處置工作，將故障損失降到最低。此外，企業(yè)還需結(jié)合高壓油浸式變壓器構(gòu)造特征、技術(shù)參數(shù)等建立科學(xué)可行的運(yùn)行管理制度，完善運(yùn)行管理規(guī)范，并建立智能故障診斷系統(tǒng)與故障處理模式，運(yùn)用技術(shù)手段提高運(yùn)行管理水平，降低故障發(fā)生率。

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作者簡介：劉運(yùn)武（1975），男，江西省贛州市人，本科，電氣工程師，研究方向?yàn)殡姀S電氣設(shè)備的技術(shù)管理。