董善濱

摘 ? 要：電力變壓器是整個電力系統(tǒng)中最重要的電力設(shè)備，對變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)進(jìn)行研究，可以保障電力運行的暢通性和安全性，選擇一種科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的維修方式可以有效地降低電力系統(tǒng)的運行成本。文章試對電力變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)及電力變壓器在運行中常見的故障進(jìn)行分析和研究，為電力變壓器狀態(tài)檢修的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;狀態(tài)檢修;技術(shù)研究;應(yīng)用

1 ? ?電力變壓器介紹

電力變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，用來將某一數(shù)值的交流電變成頻率相同、數(shù)值不同的電壓的設(shè)備。變壓器不僅可以將高電壓變?yōu)榈碗妷?，以滿足各級用戶需求，也可將低電壓變?yōu)楦唠妷海瑢㈦娔苓\送到需電區(qū)域。隨著社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電能已經(jīng)完全融入現(xiàn)代人的生活之中，成為不可或缺的一部分，不管是工業(yè)生產(chǎn)、工程建造，還是人們?nèi)粘Ｉ畹囊?、食、住、行等各個方面都需要電能作為活動基礎(chǔ)。電力的正常供應(yīng)是保障國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钅軌蝽樌M(jìn)行的支柱，因此，電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和安全性受到各行各業(yè)的高度關(guān)注。變壓器承擔(dān)著電能的轉(zhuǎn)換和運輸，是電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的重要設(shè)備，一旦出現(xiàn)故障，將有可能導(dǎo)致其他電氣設(shè)備發(fā)生故障，甚至?xí)绊懻麄€電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。因此，努力提高電力變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)水平，降低變壓器故障發(fā)生概率，對電力工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

2 ? ?變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)的重要性

隨著電網(wǎng)的不斷完善和擴(kuò)大，變壓器的使用數(shù)量也在逐年遞增，也相應(yīng)加大了變壓器的檢修工作難度，傳統(tǒng)的檢修方式是以一定時間為周期進(jìn)行檢修，無法及時地發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的問題或潛在的故障，這些不能及時解決的問題和潛在的故障在一定程度上降低了電氣設(shè)備的使用率，增加了設(shè)備維修的費用，進(jìn)而會影響整個電網(wǎng)的正常運作。電力變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)應(yīng)運而生，狀態(tài)檢修是一種先進(jìn)的檢修方式，是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和管理水平的提高而逐漸發(fā)展起來的。變壓器的狀態(tài)檢修是根據(jù)變壓器實際的工作情況，結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)對設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行檢測和診斷，在故障發(fā)生前預(yù)知設(shè)備的故障、判斷設(shè)備的異常，再根據(jù)這些狀態(tài)信息給出最佳的設(shè)備維修時機(jī)和方案。對變壓器正常工狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測和把控，可以及時發(fā)現(xiàn)并解決故障，避免出現(xiàn)一系列的連鎖反應(yīng)，大大縮短了檢修的時間和降低維修費用，有效地延長了變壓器的使用壽命和提高使用率，進(jìn)一步保障了電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和安全性。因此，落實變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)對電力工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

3 ? ?電力變壓器狀態(tài)檢修中常見的故障

3.1 ?絕緣故障

在變壓器總的事故中，絕緣故障概率占70%～80%，綜合分析，導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)絕緣故障的情況有以下4種：（1）機(jī)械力導(dǎo)致的絕緣損壞。（2）過熱導(dǎo)致的絕緣損壞。（3）絕緣部位受到損害導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度降低。（4）出廠時絕緣強(qiáng)度達(dá)不到要求。

結(jié)合變壓器在實際工作中出現(xiàn)的絕緣故障情況，分析原因如下：（1）變壓器內(nèi)部殘留有異物，殘留的金屬導(dǎo)體或者其他可導(dǎo)電雜質(zhì)，會產(chǎn)生絕緣磨損或者放電情況，在變壓器正常工作過程中出現(xiàn)絕緣擊穿損壞問題。（2）變壓器進(jìn)水受潮，水分的存在會使變壓器絕緣油的擊穿強(qiáng)度降低，從而造成絕緣故障。（3）雷擊，若變壓器耐雷水平低或者絕緣結(jié)構(gòu)薄弱，在被雷擊時，很有可能發(fā)生變壓器接地短路事故。

3.2 ?短路故障

當(dāng)變壓器發(fā)生短路時瞬間會產(chǎn)生巨大的電流，若變壓器的保護(hù)裝置靈活性不強(qiáng)或者保護(hù)定值過大，就會發(fā)生變壓器被燒毀的情況，一般短路情況分為內(nèi)部引線短路、出口短路、對地短路、三相短路4種類型。

3.3 ?鐵芯故障

變壓器的鐵芯和繞組是變換、傳遞電磁能的主要構(gòu)成部件，其發(fā)生故障可分為：傳動開關(guān)故障、冷卻裝置故障、油箱密封故障3種情況。

3.4 ?放電故障及其他故障

變壓器的放電故障主要可分為兩個方面：變壓器火花放電和變壓器局部放電。

變壓器除以上故障外，還有很多情況會導(dǎo)致故障的出現(xiàn)，大致可分為5個方面：（1）變壓器短時間內(nèi)溫度迅速上升，可能是由于變壓器超負(fù)荷運轉(zhuǎn)、線圈局部短路、缺油等情況出現(xiàn)。（2）變壓器電壓故障，原因可能是二次線圈局部短路、供電電路運行不暢通。（3）變壓器外殼帶電現(xiàn)象，可能是引線與外殼接觸不良、變壓器內(nèi)部漏電等情況引起。（4）變壓器局部發(fā)熱或發(fā)熱異常，可能是變壓器鐵芯損壞、一次電壓過高等情況造成。（5）變壓器內(nèi)部異常聲響，可能是變壓器線圈絕緣損壞、內(nèi)部固定螺栓出現(xiàn)松動等情況引起的。

4 ? ?電力變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)研究及應(yīng)用

4.1 ?變壓器日常狀態(tài)檢修

變壓器在日常工作過程中，要進(jìn)行日常巡視，主要檢查的內(nèi)容包括：（1）對變壓器電流和運行電壓進(jìn)行檢查，對變壓器油位、油溫、油色實際值進(jìn)行檢查，看變壓器是否存在漏油情況;對變壓器的高低壓及瓷套管清潔度、裂紋和破損等情況進(jìn)行檢查[1]。（2）對變壓器的接線端子及接觸情況和過熱現(xiàn)象等進(jìn)行檢查。（3）對變壓器的運行聲音正常情況進(jìn)行檢查。（4）對變壓器吸濕性飽和狀態(tài)進(jìn)行檢查。（5）對變壓器的油截門正常情況進(jìn)行檢查，看通向氣體的繼電器截門以及散熱器截門是否呈現(xiàn)打開的狀態(tài)。（6）對變壓器的防爆管其隔膜完整性進(jìn)行檢查，看隔膜玻璃有沒有“十”字刻劃。（7）對變壓器冷卻的裝置運行狀態(tài)進(jìn)行檢查，看散熱管的溫度是否具有良好的均勻性，油管是否存在堵塞的現(xiàn)象。（8）對變壓器的外殼接地情況進(jìn)行檢查。（9）還要對變壓器基礎(chǔ)的良好性進(jìn)行檢查，看其基礎(chǔ)是否存在下沉情況，檢查變臺桿和電感是否具有良好牢固性、木桿的桿根是否存在腐朽的現(xiàn)象等。

4.2 ?變壓器定期試驗檢修

定期試驗檢修主要是按照《電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗規(guī)程》的內(nèi)容進(jìn)行，綜合分析一共有35項檢修內(nèi)容，其中常規(guī)試驗10項[2]。根據(jù)相應(yīng)的試驗標(biāo)準(zhǔn)來對變壓器進(jìn)行定期檢修和核查工作，通過對變壓器運行狀態(tài)進(jìn)行分析，就能夠及時發(fā)現(xiàn)變壓器設(shè)備中出現(xiàn)的故障，然后對故障進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而排除故障點，就能夠快速地解決故障，有效地避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大、減少故障解決時間及費用成本、提高故障處理的效率。

4.3 ?在線監(jiān)測技術(shù)

在線監(jiān)測是運用先進(jìn)的技術(shù)對變壓器各項信息進(jìn)行檢測，主要是對變壓器在不同運轉(zhuǎn)狀態(tài)下所發(fā)射的不同信號判斷變壓器是否出現(xiàn)故障或者出現(xiàn)故障的類型。在線監(jiān)測可以在未發(fā)生故障的時候，對可能發(fā)生故障的點或者影響因素進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，一旦影響因素造成故障產(chǎn)生，即可實施故障解決措施。

結(jié)合實際作業(yè)中電力變壓器狀態(tài)檢修在線監(jiān)測技術(shù)的運用，常見的在線監(jiān)測技術(shù)有以下3種：（1）油中氣體分析（Dissolved Gases Analysis，DGA）技術(shù)，變壓器油的主要成分為芳香族不飽和烴、環(huán)烷族飽和烴、烷烴等[3]，是石油經(jīng)分餾而產(chǎn)生的一種物質(zhì)，當(dāng)變壓器發(fā)生故障時，變壓器油的各成分在電、熱雙重作用下由復(fù)雜的化合物分解成簡單的化合物：H2，CO，CH4，C2H4等氣體。運用DGA技術(shù)定期、專項地對變壓器油中的氣體進(jìn)行檢測，分析氣體的成分及各氣體成分的含量，然后與正常值進(jìn)行對比，從而發(fā)現(xiàn)和排除故障發(fā)生的點。（2）局部放電在線檢測（Partial Discharge Detection，PD）技術(shù)，變壓器在運轉(zhuǎn)中長期處在工作電壓的作用下，由于變壓器各部件的絕緣層厚度不一樣，其受到的電場強(qiáng)度也不一樣，隨著電壓等級的變化，絕緣薄弱的部位就容易發(fā)生放電現(xiàn)象。PD技術(shù)主要監(jiān)測變壓器局部放電的速率和水平，通過分析放電的變化情況來判斷故障出現(xiàn)的原因及故障出現(xiàn)的部位，便于及時對故障進(jìn)行排除和處理。（3）紅外溫測技術(shù)，紅外線、現(xiàn)代物理稱為熱射線，波長范圍在0.76～100 μm，高于絕對零度的物質(zhì)在釋放熱能的過程中都會伴隨釋放一種輻射波。正常運轉(zhuǎn)的變壓器在工作中向外散發(fā)的熱量是有一定規(guī)律的，若變壓器出現(xiàn)故障，會使變壓器向外散發(fā)的熱量規(guī)律發(fā)生變化。紅外探測儀對溫度變化極度敏感，通過紅外探測儀對變壓器發(fā)射的紅外輻射信號進(jìn)行收集、分析、處理成視頻信號在相應(yīng)的顯示屏上形成紅外熱像圖，一旦變壓器出現(xiàn)發(fā)熱過度或者局部發(fā)熱不均故障，紅外探測儀就能快速、準(zhǔn)確地顯示出來。

5 ? ?結(jié)語

綜上所述，對電力變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)進(jìn)行研究可以有效地提高變壓器的使用率，延長使用壽命，進(jìn)而提高整個電力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)效率。電力建設(shè)為我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供強(qiáng)大的動力，對國民生活起到重要的支撐和保障作用。本文對電力變壓器狀態(tài)檢修中常見故障及其技術(shù)進(jìn)行分析探究，致力于促進(jìn)我國電力工業(yè)的發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]趙宗杰.探討電力變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)研究及應(yīng)用[J].江西建材，2017（16）：194.

[3]馬越江.電力變壓器狀態(tài)檢修技術(shù)的應(yīng)用分析[J].電子測試，2016（21）：120，122.