陳伯儒

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門臺山供電局，廣東 臺山 529200）

經(jīng)過多年的探索與發(fā)展，我國電力系統(tǒng)供電服務(wù)水平已經(jīng)獲得了顯著提升，供電安全度也獲得極大提高，然而，同世界水平相比依然存在差距，這就意味著我國電力系統(tǒng)依然面臨艱巨的電力系統(tǒng)維護(hù)任務(wù)，要掌握變電站故障的檢測方法，掌握先進(jìn)的故障處理技術(shù)，從而支持變電站主變故障的診斷與處理，打造高水平的變電站。

1 110kV變電站主變故障的類型與原因

變壓器故障通常有一二類之分，其中一類故障通常出現(xiàn)在變壓器工作過程中，需要經(jīng)過停電檢修進(jìn)而消滅故障，二類故障則出現(xiàn)在計(jì)劃檢修過程中，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的故障。正是因?yàn)橐活惞收习l(fā)生在變壓器工作過程中，因此，應(yīng)該重點(diǎn)圍繞變壓器，從其設(shè)計(jì)、裝配以及運(yùn)行等各個角度入手來分析故障產(chǎn)生的原因，對應(yīng)提出解決性對策，對于二類故障則應(yīng)該重點(diǎn)做好預(yù)防、維護(hù)監(jiān)督等工作，有效防范故障的擴(kuò)大化。

通常變壓器的故障類型十分豐富，例如：過熱引起的故障、聲音、短路等故障，而且不同的變壓器部位可能潛藏著不同的故障問題，例如：油箱故障、繞組故障等等，這 些變電站故障都會影響其安全運(yùn)行，從而造成供電線路電力供應(yīng)中斷，用戶斷電等問題。

導(dǎo)致變電站主變故障的原因是多方面的，因?yàn)樽儔浩鞅旧斫Y(jié)構(gòu)就較為復(fù)雜，這就使得其故障產(chǎn)生的原因也較難判斷，只有掌握了科學(xué)的流程、先進(jìn)高端的技術(shù)才能科學(xué)斷定故障種類與產(chǎn)生故障的原因，進(jìn)而正確排除故障。

例如：過熱故障，引發(fā)故障的大體原因就是發(fā)熱、散熱不佳。然而導(dǎo)致發(fā)熱異常的原因卻較為復(fù)雜，可能是電流過大也可能是電阻的原因，其中電流異常則通常源自環(huán)流、渦流問題，散熱不良則通常由于油道不暢通、或者冷卻設(shè)備的風(fēng)道被堵住等問題所導(dǎo)致的。通常過熱問題一般出現(xiàn)在鐵芯、油箱、繞組等環(huán)節(jié)，同時系統(tǒng)或設(shè)備的長時間高負(fù)荷運(yùn)行也可能引發(fā)過熱問題，而且過熱故障的出現(xiàn)也經(jīng)常伴隨著短路或絕緣故障，所以這兩類故障也很難做出正確區(qū)分。這兩類故障之間是密切相關(guān)的，如果溫度過高、系統(tǒng)裝置過熱可能就會影響系統(tǒng)的絕緣水平，從而出現(xiàn)絕緣擊穿、放電等問題，進(jìn)而引發(fā)系統(tǒng)短路問題，短路問題反過來又會導(dǎo)致變壓器過熱問題，從以上分析可以看出主變故障的判斷、分析存在多方面的困難和挑戰(zhàn)。

2 主變故障診斷與處理

所謂變電站主變故障診斷，主要是參照變壓器運(yùn)行情況、非正常現(xiàn)象等進(jìn)行分析、理解與診斷?，F(xiàn)階段，科學(xué)的診斷策略包括：第一，預(yù)防性電氣試驗(yàn)，圍繞變壓器隱患問題展開預(yù)防性實(shí)驗(yàn)，通過測試、檢查與監(jiān)測等流程，具體測試的項(xiàng)目包括：油中溶解氣體的色譜分析、繞組直流電阻大小、絕緣油試驗(yàn)等多個項(xiàng)目。第二，特征氣體法。通過檢測變電站油內(nèi)部各類氣體，例如：氫氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等的成分、含量等等來分析故障特征。第三，特征氣體比值法。通過分析一些關(guān)鍵氣體成分間的比值，從而斷定故障，現(xiàn)階段已經(jīng)采用IEC三比值法，無編碼比值等等。第四，人工智能法。依托于信息技術(shù)、智能化技術(shù)等來判斷分析變壓器故障。

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前的變壓器故障診斷越來越傾向于依賴人類的思維，從而達(dá)到對變壓器故障的人工化、智能化診斷，當(dāng)前已經(jīng)形成了以下方法：遺傳算法、免疫算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等等。

故障診斷包括定期診斷、接連監(jiān)控兩大方面，前者主要為功能性診斷，變壓器經(jīng)過檢修再實(shí)施診斷，其中最典型的技術(shù)為：預(yù)防性電氣檢測；后者則體現(xiàn)為在線監(jiān)測。

3 基于實(shí)例的主編故障的診斷與處理

3.1 主變故障實(shí)例

本區(qū)域某月連降大雨、且風(fēng)力強(qiáng)勁，當(dāng)日110kV線路零序I段保護(hù)動作跳閘，重合成功，之后又同第一次一樣，接連跳閘，重合五次。直到兩小時后，又出現(xiàn)兩次跳閘，無法成功進(jìn)行重合閘操作。第二天，#1主變差動保護(hù)動作跳閘。

表1

3.2 試驗(yàn)檢查

（1）高壓試驗(yàn)。經(jīng)現(xiàn)場測試得出：無論是繞組還是套管，他們的絕緣指數(shù)、介質(zhì)耗費(fèi)等都處于正常標(biāo)準(zhǔn)，所得出的數(shù)據(jù)屬于正常值，然而，當(dāng)測試變壓器繞組直流電阻情況時，所測的A相繞組呈現(xiàn)出“斷線”現(xiàn)象，對應(yīng)B/C相繞組卻未有異常，依然處于常規(guī)狀態(tài)，同時，直流電阻的級差阻值同樣處于平穩(wěn)狀態(tài)。

總的來看，只有110kV側(cè)A相繞組出現(xiàn)了異常變化，其頻響特性曲線的波谷明顯下降，遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離B/C相曲線，B相和C相曲線則如出一轍，如下表。其他相繞組曲線也依然如舊，處于常規(guī)狀態(tài)。經(jīng)過測試分析得出：110kV側(cè)A相繞組出現(xiàn)了以下問題：匝間短路故障，也可能是餅間短路故障。

絕緣油試驗(yàn)。伴隨著高壓實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，也開始了絕緣油試驗(yàn)，分析了變壓器油色譜，所得出的數(shù)據(jù)中顯示出：由內(nèi)所含有的兩類氣體極大地超越了標(biāo)準(zhǔn)范圍，其中C2H2乙炔的指標(biāo)應(yīng)該為0ppm，然而，檢測值卻上升至94.9ppm，特征氣體中烴氣含量也嚴(yán)重超越150ppm這一極限值。其他的氣體，例如：氫氣、二氧化碳等則都處于正常指標(biāo)范圍，但也稍有增加。

（3）變壓器吊罩的檢查。經(jīng)檢查得出：110kV側(cè)A相繞組依然存在異常，特別是其壓板的地方出現(xiàn)了一大塊碳黑，而且壓板表層也出現(xiàn)了水痕跡，仔細(xì)查看還能發(fā)現(xiàn)一些臟痕跡、水痕跡等等。將A相繞組端口絕緣紙撕去后，就會看到其引出線、相鄰匝間繞組等都出現(xiàn)了放電跡象，而且其中的銅導(dǎo)線外露，明顯被熔斷。

檢查三相套管頂端的吊罩的密閉度，從其內(nèi)部零部件的大小、型號入手，進(jìn)行檢測，得出了一組數(shù)據(jù)，最終得出同B/C相平臺到橡膠頂高度不同，A相的高度很顯然超出了規(guī)定范圍。

3.3 故障分析

經(jīng)細(xì)致分析得出：變壓器的絕緣數(shù)據(jù)處于正常范圍，變壓器的絕緣水平一直處于合格水平。從直流電阻測試能夠看出：A相繞組測試結(jié)果為斷線，其他相則都無事，再參照變形圖譜以及絕緣油色譜等等進(jìn)行綜合分析得出：出現(xiàn)了線匝、線餅對地電弧擊穿故障問題。再結(jié)合后面的設(shè)備分解測量、檢查得出：引發(fā)主變故障的根本原因?yàn)椋鹤儔浩魈坠軐④娒背霈F(xiàn)了松動，無法密封，使得水體趁機(jī)而入，水體滲向套管，并集聚于變壓器繞組和引出線相接的地方，使得此處喪失了絕緣功能，而且因?yàn)橹白龀龆啻魏祥l動作，期間出現(xiàn)了高頻過電壓，從而使得A相繞組出現(xiàn)了故障問題。而且檢查中發(fā)現(xiàn)A相繞組，自平臺到橡膠頂?shù)母叨纫脖菳/C相都低出0.3mm，這就意味著其膠圈不具備充足的伸縮度，遇到陰雨天氣，套管里外壓力不等，從而使得水體趁機(jī)而入，滲入套管，從而影響其絕緣度，引發(fā)故障。

4 故障處理措施分析

4.1 切斷電源，集中檢查主變高壓套管的密封水平，將玻璃膠封住吊帽的外緣，以及螺絲所在處，以此來控制進(jìn)水。

4.2 日后集中查看變壓器油的色譜，明確數(shù)據(jù)的走勢和特征，對應(yīng)形成科學(xué)的檢修方法。

4.3 做好變壓器繞組變形檢測，測試數(shù)據(jù)記錄存檔，為后期的檢測提供依據(jù)。

結(jié)語

經(jīng)過多年的探索與發(fā)展，我國電力系統(tǒng)供電服務(wù)水平已經(jīng)獲得了顯著提升，供電安全度也獲得極大提高，然而，同世界水平相比依然存在差距，這就意味著我國電力系統(tǒng)依然面臨艱巨的電力系統(tǒng)維護(hù)任務(wù)，要掌握變電站故障的檢測方法，掌握先進(jìn)的故障處理技術(shù)，從而支持變電站主變故障的診斷與處理，打造高水平的變電站。

[1]許永建.變壓器故障診斷技術(shù)研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2010.

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