（廣東電網(wǎng)公司南海供電局,廣東 佛山 528000）

10kV變壓器狀態(tài)檢修與故障分析

李樹(shù)梁

（廣東電網(wǎng)公司南海供電局,廣東 佛山 528000）

變壓器作為電力系統(tǒng)中重要的電能轉(zhuǎn)換裝置，在供電系統(tǒng)中占有重要的地位。變壓器作為變電站中工作時(shí)間最長(zhǎng)的設(shè)備，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多異常狀況和故障，這些故障將直接影響到電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性，因此對(duì)變壓器進(jìn)行狀態(tài)檢修和故障排除顯的非常重要。本文對(duì)10kV變壓器狀態(tài)檢修與相關(guān)故障進(jìn)行了分析。

10kV變壓器;狀態(tài)檢修;故障分析

引言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和電能質(zhì)量有了更高的要求。變壓器作為電能電壓等級(jí)的轉(zhuǎn)換裝置對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要的影響。10kV變壓器作為變電站的重要組成部分，對(duì)其進(jìn)行合理的檢修能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

一、10kV變壓器的狀態(tài)檢修

1 狀態(tài)檢修的定義及重要意義

變壓器狀態(tài)檢修是指一種以設(shè)備監(jiān)測(cè)、診斷、評(píng)估提供的狀態(tài)信息為依據(jù)的預(yù)防性檢修。檢修是綜合了輸變電設(shè)備所有技術(shù)及管理的行為，包括為保持或恢復(fù)到它能執(zhí)行所要求的功能狀態(tài)所需的監(jiān)督管理。變壓器的狀態(tài)檢修是基于一種科學(xué)合理的分析方式的基礎(chǔ)之上，綜合了各種檢測(cè)分析設(shè)備的狀態(tài)，并且以評(píng)估結(jié)果為依據(jù)最終得出檢修策略的綜合性檢修方式。這種檢修方式不僅能夠節(jié)約成本，延長(zhǎng)變壓器的年檢周期，而且提高了變壓器運(yùn)行的可靠性。

與傳統(tǒng)的定期檢查相比較，10kV變壓器狀態(tài)檢修能夠24小時(shí)實(shí)時(shí)的對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)該種變壓器檢測(cè)方式保證了每項(xiàng)檢測(cè)工作的必要性，避免了人力和物力的浪費(fèi)，節(jié)約了相關(guān)的資源和時(shí)間，并且提高了10kV變壓器運(yùn)行的可靠性?，F(xiàn)階段10kV變壓器檢修需要投入大量的人力和物力，但是檢修效果也只是一般。據(jù)美國(guó)電力研究院（EPRI）和工業(yè)電力設(shè)備維護(hù)公司（CSI）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：在電力系統(tǒng)實(shí)施適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)檢修可以提高變壓器可用率2%～10%，節(jié)約檢修費(fèi)用25%～30%，延長(zhǎng)變壓器壽命10%～15%。

另外，根據(jù)廣東佛山某供電公司的數(shù)據(jù)可知，在未對(duì)變電站采取狀態(tài)檢修前，需要對(duì)變電站檢修預(yù)試，進(jìn)行頻繁的倒母線操作等，平均每年由此發(fā)生誤操作事故在一起以上，自從采取了狀態(tài)檢修后未發(fā)生過(guò)一起誤操作事故，并且每年預(yù)試中10kV—110 kV設(shè)備的檢缺率明顯降低，檢缺率只有千分之一到千分之二。

二、10kV變壓器常見(jiàn)故障分析

變壓器的故障分為外部故障和內(nèi)部故障兩種。外部故障一般是指故障發(fā)生在變壓器的外部，比如絕緣套管發(fā)生破裂等故障。內(nèi)部故障是指發(fā)生在變壓器內(nèi)部的故障，比如變壓器繞組間短路，繞組線圈匝間短路等等。其次還會(huì)因?yàn)樽儔浩髟谥谱鬟^(guò)程中制作流程不合理，制作工藝不合格，繞組無(wú)法被緊密的壓制在一起導(dǎo)致變壓器在工作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)繞組變形從而使得絕緣出現(xiàn)損壞。另外變壓器絕緣油與空氣接觸時(shí)間過(guò)程會(huì)使油出現(xiàn)酸化現(xiàn)象使得絕緣效果降低，變壓器絕緣油內(nèi)如果混入水分則會(huì)導(dǎo)致絕緣油出現(xiàn)劣化。

1繞組故障。變壓器繞組接地、繞組的匝間短路、繞組斷線以及繞組出頭接頭開(kāi)焊等故障均屬于變壓器繞組故障。很多原因均會(huì)造成變壓器繞組出現(xiàn)以上所述類(lèi)型的故障。比如變壓器在運(yùn)行過(guò)程中有雜物落入繞組里面的話就會(huì)使得變壓器繞組溫度升高以致絕緣出現(xiàn)老化或者是損壞，遺留下缺陷。

2變壓器鐵芯故障。變壓器鐵輪的夾緊螺桿或者是鐵芯柱的穿心螺桿的絕緣損壞會(huì)引起變壓器的鐵芯故障。當(dāng)10kV變壓器的鐵芯發(fā)生故障時(shí)，會(huì)使得變壓器的鐵片和螺桿短路，從而使得鐵片和螺桿之間產(chǎn)生環(huán)流生成大量的熱，最終使得鐵芯中的疊片絕緣介質(zhì)融化發(fā)生損壞，從而導(dǎo)致絕緣介質(zhì)發(fā)生惡劣化。

變壓器在運(yùn)行過(guò)程中如果已經(jīng)判定鐵芯發(fā)生了故障，需要及時(shí)的對(duì)故障進(jìn)行排除。在進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí)首先應(yīng)當(dāng)測(cè)量變壓器各相繞組之間的電阻，如果各個(gè)繞組間的直流電阻的阻值相差很大說(shuō)明是繞組之間的故障。接著對(duì)變壓器鐵芯的外觀進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)量，測(cè)量其絕緣電阻，如果損壞非常的嚴(yán)重則需要進(jìn)行更換鐵芯。

3 變壓器瓦斯保護(hù)故障。。變壓器的主保護(hù)普遍均采用瓦斯保護(hù)，瓦斯保護(hù)又分為輕瓦斯保護(hù)和重瓦斯保護(hù)，瓦斯保護(hù)在工作過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)一些故障。下面介紹兩種瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作原因及相應(yīng)的處理措施。（1）輕瓦斯保護(hù)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)。當(dāng)變壓器內(nèi)部的保護(hù)回路出現(xiàn)故障，變壓器內(nèi)部進(jìn)入水分或者是內(nèi)部元件未牢固固定均會(huì)出現(xiàn)該故障。一旦出現(xiàn)輕瓦斯故障信號(hào)，應(yīng)該在瓦斯繼電器處采集氣樣并送往試驗(yàn)單位進(jìn)行分析。（2）重瓦斯保護(hù)動(dòng)作。一般情況下只有變壓器內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致變壓器油在段時(shí)間內(nèi)分解出現(xiàn)大量氣體。當(dāng)變壓器出現(xiàn)重瓦斯保護(hù)動(dòng)作時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即將備用變壓器投入使用，同時(shí)對(duì)出現(xiàn)故障的變壓器進(jìn)行檢修。首先應(yīng)當(dāng)對(duì)故障變壓器的外殼進(jìn)行檢查，檢查外殼有沒(méi)有出現(xiàn)損壞，有沒(méi)有出現(xiàn)變形焊接處是否有裂紋。最后要將故障氣體取樣進(jìn)行分析。如果經(jīng)過(guò)詳細(xì)的檢查發(fā)現(xiàn)不是變壓器內(nèi)部故障，則有可能是外側(cè)的斷路器出現(xiàn)故障跳閘引起的，此時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)檢查外部保護(hù)裝置。

三、10kv變壓器狀態(tài)檢修與故障實(shí)例分析

某10kV變電站的總?cè)萘繛?0MVA，10kV進(jìn)線為兩回，6kV出現(xiàn)為6回。其中10kV和6kV母線回路采用單母線分段式連接方式。

1故障情況。該站在#2主變壓器停電實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)10kV套管出現(xiàn)電容超標(biāo)現(xiàn)象，因此通知廠家進(jìn)行更換套管。在更換套管時(shí)向變壓器內(nèi)注入了80斤變壓器油。在變壓器再次投入運(yùn)行后，按照規(guī)程采用色譜跟蹤法對(duì)絕緣油進(jìn)行分析。分析結(jié)果顯示，變壓器油中總烴以及氫氣的含量異常上升。采取措施是多次取樣進(jìn)行分析，并加強(qiáng)對(duì)設(shè)備狀況的監(jiān)測(cè)。

2 故障檢查。采用由色譜分析、紅外測(cè)溫和鐵芯接地測(cè)試等狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，最終確定故障原因。首先對(duì)變壓器油進(jìn)行色譜分析，經(jīng)過(guò)檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)乙烯是主要成分，因此可以判斷變壓器的內(nèi)部存在著過(guò)熱的現(xiàn)象。接著進(jìn)行鐵芯接地電流測(cè)試，測(cè)試電流為62mA未超過(guò)規(guī)定上限100mA值，因此不存在鐵芯過(guò)熱的情況。綜合以上兩組測(cè)試數(shù)據(jù)可知，變壓器的故障應(yīng)該是回路接觸不良。

接著對(duì)10kV側(cè)的調(diào)壓開(kāi)關(guān)和10kV、6kV側(cè)的出線和導(dǎo)電桿連接點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。將變壓器油放出后檢查10kV側(cè)的調(diào)壓開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)變壓器三相觸頭都有不同程度的燒傷狀況。將設(shè)備停電，進(jìn)行10kV直流電阻測(cè)試實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)生三相不平衡度為52%，因此綜合以上所有

檢測(cè)結(jié)果可知故障區(qū)域在10kV側(cè)的調(diào)壓開(kāi)關(guān)附近。

3故障分析及采取措施。將10kV側(cè)的調(diào)壓開(kāi)關(guān)拆開(kāi)分析發(fā)現(xiàn)，調(diào)壓開(kāi)關(guān)的觸頭部位的彈簧壓力不夠，導(dǎo)致接觸不良從而使得接觸部位發(fā)熱，另外調(diào)壓開(kāi)關(guān)采用的材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)，設(shè)計(jì)工藝均不能滿(mǎn)足要求。

針對(duì)以上原因，要求廠家更換相關(guān)元件，并且對(duì)另一臺(tái)變壓器及時(shí)的采取預(yù)試措施。變壓器修復(fù)后對(duì)變壓器每周取油三次，開(kāi)展油務(wù)情況跟蹤分析等狀態(tài)檢測(cè)工作，防止類(lèi)似故障再次發(fā)生。

結(jié)語(yǔ)

變壓器作為變電站中最重要的變電設(shè)備之一，它的安全運(yùn)行將直接影響到電網(wǎng)的安全運(yùn)行。雖然變壓器本身具有很多的保護(hù)措施，但是由于變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電網(wǎng)對(duì)電能的需求在時(shí)刻變化導(dǎo)致變壓器在工作運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的異?，F(xiàn)象，變壓器故障率較高。傳統(tǒng)的變壓器檢修方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)階段對(duì)設(shè)備可靠性的要求。本文對(duì)10kV變壓器狀態(tài)檢修與相關(guān)故障進(jìn)行了實(shí)例分析，變壓器狀態(tài)檢修不僅能夠節(jié)約成本跟能夠有效的提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

[1]董杰．10kV變壓器檢修與維護(hù)研究[J]．技術(shù)探討，2012，6（238）：141-142．

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