周毅

（國網(wǎng)湖南省電力公司湘潭供電分公司 湖南湘潭 411100）

電力變壓器狀態(tài)檢修技術的研究與應用

周毅

（國網(wǎng)湖南省電力公司湘潭供電分公司 湖南湘潭 411100）

本文論述了電力變壓器狀態(tài)檢修的發(fā)展階段及思路，同時對電力變壓器在線檢測技術和其壽命評估進行了簡要分析，以期能夠為電力變壓器的狀態(tài)檢修技術的發(fā)展提供一定的理論依據(jù)。

電力變壓器；狀態(tài)檢修；技術應用

引言

當前，我國電網(wǎng)正在向超高壓、大容量方向快速發(fā)展，輸變電設備的安全健康運行的重要性日益凸顯。提高輸變電設備的運行可靠性和保障供電可靠性對電力設備的日常維護和檢修等提出了越來越高的要求。原來的采用設備定期檢修的問題逐漸明顯，如盲目性、高成本及不合理性等，因此，定期檢修逐步被狀態(tài)檢修取代已經(jīng)成為電網(wǎng)設備檢修的必然趨勢。作為電網(wǎng)的核心設備，變壓器的重要地位和重要作用是無可替代的。變壓器狀態(tài)檢修以安全、環(huán)境和效益等為出發(fā)點，通過評估變壓器的運行狀態(tài)來確定檢修策略等手段，實施變壓器的檢修工作，從而有效地保障設備運行的安全性和可靠性。變壓器狀態(tài)檢修工作的核心內(nèi)容是明確變壓器的運行狀態(tài)，并根據(jù)變壓器的運行狀態(tài)來開展試驗工作和檢修工作。狀態(tài)檢修的主要目的是通過強化檢測和監(jiān)視變壓器的運行狀態(tài)，提高變壓器運行的可靠性和安全性，從而有效的加強整個電網(wǎng)系統(tǒng)運行的安全性，其流程主要包括收集設備信息、評價設備狀態(tài)、評估風險、確定檢修策略和計劃及實施檢修等環(huán)節(jié)。

1 電力變壓器狀態(tài)狀態(tài)檢修的發(fā)展

電力變壓器狀態(tài)狀態(tài)檢修的發(fā)展可以分為四個階段，分別為原始的狀態(tài)檢修階段、初級狀態(tài)檢修階段、系統(tǒng)的狀態(tài)檢修階段及完善的狀態(tài)檢修階段。①原始的狀態(tài)檢修階段是指根據(jù)經(jīng)驗簡單分析個別的、分散的電力變壓器的狀態(tài)數(shù)據(jù)，大致判定設備的運行狀態(tài)，從而明確設備的檢修策略。②初級狀態(tài)檢修階段是指全面匯總、分類及整理已得的變壓器運行的狀態(tài)數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)及預防性試驗數(shù)據(jù)等，之后由專家根據(jù)運行經(jīng)驗分析和判斷變壓器的所有狀態(tài)數(shù)據(jù)，以便進一步明確變壓器的運行狀況，從而最終確定設備的檢修策略。③系統(tǒng)的狀態(tài)檢修階段要求首先全面匯總變壓器的所有運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后利用計算機全面、系統(tǒng)的處理所有的初始狀態(tài)數(shù)據(jù)，以便于產(chǎn)生系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，最后通過創(chuàng)建初步的計算機專家輔助判斷系統(tǒng)來分析判斷狀態(tài)數(shù)據(jù)，最終確定檢修策略。④完善的狀態(tài)檢修階段是指通過長期的、大量的實踐來確定一套完整的、有效的能夠反映變壓器運行狀態(tài)的狀態(tài)量，利用熟練的在線方式來獲得連續(xù)的狀態(tài)信息，同時計算機系統(tǒng)能夠實時的處理狀態(tài)數(shù)據(jù)，并利用專家系統(tǒng)分析和判斷狀態(tài)數(shù)據(jù)，從而獲得變壓器的明確的健康狀態(tài)，最終確定檢修策略。

2 電力變壓器狀態(tài)檢修的思路

開展電力變壓器的狀態(tài)檢修工作，要求必須有序地進行。根據(jù)不同類型變壓器的特點，開展有針對性地變壓器狀態(tài)檢修工作。電網(wǎng)企業(yè)應該以企業(yè)人員、設備及技術等為從基礎，大力改善和革新變壓器狀態(tài)監(jiān)測技術和帶電測試技術，并逐步開展變壓器狀態(tài)評估、風險評估及檢修策略等各項工作，合理地安排變壓器的停電試驗，同時確定合理的變壓器檢修周期，從而實現(xiàn)減少停電時間和次數(shù)、降低設備維修成本的目的。

另外，在變壓器狀態(tài)檢修工作過程中，電網(wǎng)企業(yè)應當重視和加強建立變壓器狀態(tài)檢修管理標準體系和狀態(tài)檢修技術標準體系，引導工作人員能夠規(guī)范地、有序地開展狀態(tài)檢修工作。同時，電網(wǎng)企業(yè)不但應當合理的融合生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，達到變壓器狀態(tài)檢修的信息化管理目的，而且還要明確各個部門的具體職責，確保變壓器狀態(tài)檢修工作能夠規(guī)范、有序和全面地開展。

3 電力變壓器在線檢修技術

在運行工作過程當中，變壓器不同的狀態(tài)會分別發(fā)出不同的信號，因此，在線監(jiān)測技術就可以依據(jù)信號的特征來判斷變壓器的運行狀態(tài)及異常情況。

3.1 油中氣體分析技術

油中氣體的分析技術是指利用油色譜分析法，通過對變壓器油中所產(chǎn)生的氣體進行分析，可是實現(xiàn)對變壓器的絕緣診斷的目的。相關的管理部門可以定期分析和研究變壓器油質(zhì)中氣體的含量、組分等，判斷這些指標與正常指標之間的差異，從而確定隱弊性的設備異常，并確定其是否對設備的健康運行會造成不利影響。

3.2 局部放電在線監(jiān)測技術

變壓器局部場強過高常常會導致其在運行過程中發(fā)生局部放電的現(xiàn)象，造成這一現(xiàn)象的原因是變壓器內(nèi)部異?；蚴沁\行環(huán)境惡劣等。通過分析和研究變壓器局部放電的特征，主要包括局部放電水平和放電速率的變化，就能夠精準的確定變壓器內(nèi)部異常所導致的變化以及絕緣缺陷導致的空洞、金屬粒子及氣泡等。

3.3 紅外測溫技術

紅外熱像技術是利用紅外探測器接受被測目標發(fā)出的紅外輻射信號，然后信號經(jīng)過放大處理轉換為標準視頻信號，之后利用監(jiān)視器或者電視屏來顯示紅外熱像圖。變壓器的引線接觸不號或者變壓器超負荷運行等都會導致導電回路局部溫度過高，同時鐵芯多點接地也會導致鐵芯過熱溫度升高。

3.4 振動分析技術

短路、絕緣老化或破損等不但會導致變壓器繞組變形，而且還會導致引線結構產(chǎn)生偏移和擾動，而這類具有機械缺陷的變壓器，往往可能會導致變壓器內(nèi)部絕緣失效。作為一種監(jiān)測具有機械缺陷的變壓器故障的方法，振動分析法通過監(jiān)測和分析變壓器振動信號，實現(xiàn)有效監(jiān)測變壓器狀態(tài)的目的。

3.5 頻率響應技術

繞組的機械位移會導致電感或電容發(fā)生細微的變化，而頻率響應技術則能夠通過測量細微的改變來實現(xiàn)有效監(jiān)測變壓器繞組狀態(tài)的目的。因此，頻率響應分析技術能夠準確的判斷變壓器繞組或者引線結構，從而保證變壓器的正常運行。

3.6 恢復電壓技術

恢復電壓技術是指以總的絕緣系統(tǒng)狀態(tài)為監(jiān)測基礎，準確的評估變壓器的使用壽命。這種方法是通過利用直流電壓對如變壓器進行充電，當?shù)竭_預定充電時間后，使電路形成短路以便于進行部分放電。短路時間通常是充電時間的1/2，當達到短路時間使電路形成開路，此時于電極兩端會形成恢復電壓?；謴碗妷旱淖畲笾蹬c絕緣材料極化能力之間呈正比關系，而初始斜率與絕緣材料極化的傳導率特成正比關系，那么也就表明，如果絕緣材料使用的時間越長，其退化就越嚴重，，相應的初始斜率也就越高。

4 變壓器的壽命評估

評估變壓器壽命是監(jiān)測和診斷變壓器運行狀態(tài)的重要內(nèi)容。從目前來看，大多數(shù)評估變壓器壽命的方法只是單一的考慮變壓器的負荷、溫度、絕緣材料等，而忽略了變壓器的短路次數(shù)、過電壓次數(shù)、設計弱點及檢修次數(shù)等因素。所以，為了精準的評估變壓器壽命，必須獲取有關變壓器運行狀況的歷史信息，要深入了解和掌握變壓器的技術情況。

目前，評估變壓器壽命的方法主要包括統(tǒng)計法、整機加速壽命試驗法、基于變壓器絕緣紙聚合度測定的方法。其中，統(tǒng)計法是指通過統(tǒng)計運行中的變壓器狀態(tài)數(shù)據(jù)，評估變壓器的壽命。雖然此方法成本相對較低，但是不適用于新開發(fā)的變壓器。整機加速壽命試驗法是指以變壓器試品或這模擬試品為實驗材料實施加速壽命試驗，評估變壓器的壽命。雖然此方法相對比較成熟，但是其成本比較大，同時也不能夠反映變壓器損壞的機理?；谧儔浩鹘^緣紙聚合度測定的方法是指通過設計和實現(xiàn)變壓器絕緣紙的老化試驗，推導出絕緣紙的聚合度和變壓器壽命的計算公式，構件以聚合度為基礎的變壓器壽命評估體系。此方法不但非常經(jīng)濟，而且能在出廠前對新開發(fā)的變壓器的壽命進行評估。

5 結語

電網(wǎng)的高速運行對變壓器的安全性和可靠性提出了更高的要求。為了降低變壓器運行成本，新的檢修技術有效的達到了變壓器狀態(tài)檢修策略的目的，在很大程度上降低了檢修成本，同時也保障變壓器運行。另外，從現(xiàn)階段來看，變壓器狀態(tài)檢修工作的相關研究已經(jīng)引起了國內(nèi)外的關注，同時還取得了一系列的研究和應用成果。但是，大多數(shù)研究的都集中于監(jiān)測電氣或機械方面的具體參量，仍然沒有發(fā)現(xiàn)哪一種方法能夠準確反映變壓器運行狀態(tài)與試驗參數(shù)、運行參數(shù)之間的關系。在實際的電網(wǎng)企業(yè)運行過程中，變壓器的狀態(tài)檢修大仍然處于由初級狀態(tài)檢修向系統(tǒng)狀態(tài)檢修轉變的過渡時期。隨著變壓器制造技術、檢測技術以及故障診斷技術的不斷發(fā)展，研究和開發(fā)出能夠實時的準確提供變壓器運行狀態(tài)量的在線監(jiān)測裝置，發(fā)掘新的變壓器運行狀態(tài)特征量和狀態(tài)檢測方法，建立科學合理的專家系統(tǒng)，對于真正實現(xiàn)變壓器的全面狀態(tài)檢修將具有極為重要的意義。

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2016-2-10

周 毅（1989-），男，助理工程師，本科，主要從事變電運維工作。