【摘要】近年來(lái)由于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，加上居民生活用電需求的增加，電力系統(tǒng)負(fù)荷量隨之俱增，然而電力系統(tǒng)的發(fā)展在一定程度上落后與上述兩者的發(fā)展。在此背景下，電力系統(tǒng)中變壓器的負(fù)載率也逐漸上升，某些變壓器甚至處于滿負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，有關(guān)變壓器運(yùn)行方面的故障問(wèn)題也因此突顯出來(lái)。變壓器故障往往導(dǎo)致電力系統(tǒng)的大范圍停電事故，為了減少變壓器故障對(duì)系統(tǒng)造成的危害，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，筆者就針對(duì)電力系統(tǒng)中變壓器的主要常見(jiàn)故障進(jìn)行了研究與分析，并且提出了相應(yīng)的狀態(tài)檢修以及整改意見(jiàn)。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；狀態(tài)檢修；常見(jiàn)故障；整改意見(jiàn)

0.前言

伴隨著我國(guó)社會(huì)用電量的飛劇增長(zhǎng)，而電力系統(tǒng)發(fā)展相對(duì)滯后的情況下，導(dǎo)致變壓器運(yùn)行環(huán)境相對(duì)惡劣，其運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)一系列的故障與問(wèn)題。同時(shí)，由于變壓器檢修周期較長(zhǎng)，一般為10年以上。在變壓器長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中，有一些設(shè)備在運(yùn)行中的安全隱患問(wèn)題在還沒(méi)有到規(guī)定檢修的時(shí)間就已凸顯出來(lái)了。如不能夠及時(shí)、有效地運(yùn)用一定的手段對(duì)變壓器進(jìn)行檢修與維護(hù)，不僅嚴(yán)重縮短變壓器的使用壽命，同時(shí)嚴(yán)重影響變壓器的正常運(yùn)行，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，對(duì)社會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失與社會(huì)影響。文中先分析變壓器常見(jiàn)故障類(lèi)型，得出變壓器故障類(lèi)型判斷方法，并就該故障類(lèi)型給出檢修策略。

1變壓器常見(jiàn)故障類(lèi)型

在電力系統(tǒng)當(dāng)中，變壓器主要負(fù)責(zé)電能分配、輸送以及變換電壓，變壓器的正常與否直接決定著電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。因此，需要對(duì)變壓器實(shí)時(shí)地進(jìn)行檢測(cè)和維修，并要及時(shí)了解變壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，對(duì)出現(xiàn)的故障實(shí)施科學(xué)的措施，盡早地把故障排除掉，以使變壓器能夠正常地運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。在電力系統(tǒng)中，常見(jiàn)的故障類(lèi)型主要有熱性故障、電性故障兩類(lèi)。

1.1熱性故障

熱性故障是由熱應(yīng)力造成的絕緣加速劣化現(xiàn)象。依據(jù)統(tǒng)計(jì)，在過(guò)熱性質(zhì)的故障中，大約有 50%的故障是由于分接開(kāi)關(guān)位置存在接觸不良現(xiàn)象所引起的，約 33%的故障原因是鐵芯的多點(diǎn)接地以及局部的短路問(wèn)題或者漏磁環(huán)流問(wèn)題，而由于緊固零部件松動(dòng)、導(dǎo)線過(guò)熱以及接頭接觸不良所引起的故障大約占到了14.4%，剩下的 2.6%屬于局部油路堵塞引發(fā)散熱失調(diào)而引起了故障。發(fā)熱溫度小于 300攝氏度的稱(chēng)為低溫過(guò)熱，發(fā)熱溫度介于300到700攝氏度之間的稱(chēng)為中溫過(guò)熱，發(fā)熱溫度大于 700 攝氏度的稱(chēng)為高溫過(guò)熱。

1.2電性故障

電性故障是由電應(yīng)力引起的絕緣加速劣化現(xiàn)象，通常依據(jù)放電過(guò)程產(chǎn)生的能量密度大小的不同而將變壓器的放電類(lèi)故障分成局部放電、低能放電以及高能放電三類(lèi)。局部放電一般被看成是引起低能放電以及高能放電的先兆。在變壓器的制造或者運(yùn)行過(guò)程中，如果存在變壓器油中有氣泡，固體的絕緣類(lèi)材料中含有空腔，內(nèi)部的某些部位存在毛刺或者尖角，上漆不暈造成的漆瘤，金屬或?qū)w零件之間接觸不良等情況都有可能引起局部放電。一般發(fā)生放電的位置是在內(nèi)部空腔，電極或?qū)w的前端，油和絕緣紙板中的空隙等部位。局部放電產(chǎn)生的能量密度一般并不大，但如果任其發(fā)展將可能形成高能放電，并最終導(dǎo)致絕緣部位被擊穿或器件損壞。低能放電也被稱(chēng)為火花放電，是間隙性的放電現(xiàn)象。當(dāng)變壓器內(nèi)部的某個(gè)金屬零件發(fā)生接觸不良并處于電壓不同的電極之間時(shí)，會(huì)由于阻抗的分壓作用在這個(gè)金屬零件上產(chǎn)生對(duì)地的懸浮電位。比如說(shuō)調(diào)壓繞組在分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行極性轉(zhuǎn)換的瞬間、機(jī)體緊固螺栓等低電位處的金屬與大地連接發(fā)生松動(dòng)或者脫落，高壓套管接觸不良等情況均會(huì)形成懸浮電位進(jìn)而引發(fā)低能放電。另外如果絕緣油中的水分偏多或者纖維受潮等也將形成雜質(zhì)橋接而引發(fā)低能放電。而對(duì)于高能放電，高能放電也被稱(chēng)為電弧放電，放電時(shí)產(chǎn)生的能量密度很大，產(chǎn)生氣體的反應(yīng)急劇而且量多，很容易導(dǎo)致絕緣紙發(fā)生穿孔燒焦炭化甚至發(fā)生金屬材料的變形或熔化。變壓器繞組匝間的絕緣擊穿，分接開(kāi)關(guān)飛弧，引線斷裂或?qū)Φ亻W絡(luò)等都將引發(fā)高能放電[2]。

2變壓器故障類(lèi)型判定方法

在明確了絕緣油中的特征氣體組分與故障類(lèi)型的對(duì)應(yīng)關(guān)系之后，人們陸續(xù)提出了幾種利用 DGA 方法判斷故障類(lèi)型的方法，目前主要的方法有特征氣體判別法，比值法和其他輔助方法。

2.1特征氣體判別法

特征氣體判別法是一種利用熱性故障、電性故障和氣體成分的關(guān)系而設(shè)計(jì)出的故障診斷方法，診斷過(guò)程簡(jiǎn)單而且針對(duì)性較強(qiáng)，但是不夠細(xì)致，也不能對(duì)故障的情況做進(jìn)一步的判斷。這里給出兩種不同的特征氣體判別法。

2.2比值法

特征氣體判別法主要是利用油中溶解氣體的含量來(lái)判斷故障的類(lèi)型。但是實(shí)踐表明各種特征氣體的相對(duì)含量更利于反映故障的類(lèi)型，隨之誕生了利用氣體濃度的壁紙來(lái)進(jìn)行診斷的比值法。

2.3其它輔助方法

對(duì)于涉及到固體絕緣材料的故障，一般可以檢出CO2和CO的顯著增長(zhǎng)。實(shí)踐證明如果固體絕緣材料發(fā)生老化那么的 CO2與 CO 的比值一般會(huì)大于 7。而如果 200℃以上的故障影響到了固體絕緣材料，則可能有 CO2與 CO 之比小于 3。在確定故障是否與固體絕緣材料有關(guān)時(shí)如果有必要最好在后一次的測(cè)試結(jié)果中將前一次的數(shù)據(jù)減掉，并對(duì)比值重新進(jìn)行計(jì)算。另外檢測(cè)絕緣油中的糖醛含量有助于確定絕緣紙或者紙板是否發(fā)生了過(guò)度老化，也可以測(cè)試紙樣的聚合度。

3變壓器的檢修策略

3.1溫度不正常檢修

3.1.1指示出現(xiàn)誤報(bào)的情況

在變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，雖然遠(yuǎn)設(shè)備的溫度指示出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，但是，在實(shí)際當(dāng)中的溫度不存在異常的情況，并且變壓器不存在其它故障，這證實(shí)了遠(yuǎn)設(shè)備的測(cè)溫系統(tǒng)發(fā)生了故障，致使系統(tǒng)出現(xiàn)危險(xiǎn)的警告，這種故障應(yīng)當(dāng)實(shí)施必要的檢查。

3.1.2絕緣油的顏色出現(xiàn)明顯的改變現(xiàn)象

絕緣油使用的時(shí)候，會(huì)接觸到空氣，并且把空氣當(dāng)中的水分吸收進(jìn)來(lái)，進(jìn)而降低絕緣性。絕緣油跟空氣接觸之后，因?yàn)橛蜁?huì)常常在溫度較高的環(huán)境當(dāng)中使用，跟氧接觸之后生成酸性的氧化物，進(jìn)而會(huì)使得絕緣材料和金屬被腐蝕，降低絕緣性能，導(dǎo)致閃絡(luò)，輕易地?fù)舸├@組和外殼。

3.1.3冷設(shè)備出現(xiàn)故障

倘若冷設(shè)備還未投入使用，需要馬上投入使用。冷卻的設(shè)備出現(xiàn)故障，應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)地進(jìn)行排查，及時(shí)有效地把故障處理掉。如果不能夠有效地把故障處理掉，就應(yīng)當(dāng)對(duì)油的溫度與變壓器的負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)視，實(shí)時(shí)地告知上級(jí)部門(mén)，使變壓器的負(fù)荷減輕，根據(jù)負(fù)荷的值和相關(guān)冷卻設(shè)備的性能運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2聲音不正常檢修

（1）當(dāng)所運(yùn)用的動(dòng)力裝置的容量較大的過(guò)程中，它的負(fù)荷能夠出現(xiàn)比較大的改變，變壓器的聲響也變得很大，比如，裝有電弧爐這種大負(fù)荷的裝置等，變壓器能夠在一瞬之間發(fā)出哇哇或咯咯的不連續(xù)的響聲，此時(shí)，需要暫停使用變壓器，實(shí)施維修。

（2）變壓器的分接開(kāi)關(guān)接觸不好或者是在匝間出現(xiàn)短路，并且在局部的一些位置溫度比較高。通常的故障原因?yàn)槔@組出現(xiàn)問(wèn)題了，致使附近的零部件出現(xiàn)過(guò)熱進(jìn)而使使油出現(xiàn)氣化的情況。這種響聲當(dāng)中夾雜著咕嚕的動(dòng)靜。這個(gè)時(shí)候，應(yīng)當(dāng)馬上使變壓器暫停使用，檢查變壓器的使用情況，排查故障產(chǎn)生的原因。

4結(jié)束語(yǔ)

變壓器作為電力系統(tǒng)的“心臟”，其安全穩(wěn)定運(yùn)行決定了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。文中介紹的檢修方法在一定程度上提高了變壓器運(yùn)行的可靠性。然而，一般只能在故障出現(xiàn)后才采取相對(duì)應(yīng)的措施，并未能做到防范于未然。在今后的研究方向中，將重點(diǎn)對(duì)變壓器的狀態(tài)檢修進(jìn)行深入研究。狀態(tài)檢修區(qū)別于傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗(yàn)與定期檢修，是現(xiàn)代變電檢修發(fā)展的必然趨勢(shì)。它利用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)手段，例如局放在線監(jiān)測(cè)、紅外在線監(jiān)測(cè)、油色普在線監(jiān)測(cè)及圖像識(shí)別技術(shù)，及時(shí)判斷出變壓器運(yùn)行狀態(tài)，并采用專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊控制或者神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行判斷分析，及時(shí)得出檢修策略，防范于未然，極大程度地提高變壓器的運(yùn)行可靠性。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]曹倩，袁焜. 淺談變電運(yùn)行中的狀態(tài)檢修[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，31：152.

[2]顏湘蓮.模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在變壓器故障診斷中的研究[J].變壓器，2008，39（7）：41-42.