電力變壓器狀態檢修及故障診斷方法研究

李兆豐

（首鋼京唐公司，河北 唐山 063200）

1 電力變壓器故障診斷和維護的問題

目前各地關于變壓器的診斷和維護方法存在很多問題，對于不需要維修的電力變壓器，或只有一個小問題且變壓器內部沒有故障可以正常工作的變壓器，維修人員仍然關閉電源進行維護。更有甚者對內部部件進行隨機更換，這會產生大量的財務資源、資料和其他不必要的浪費。變壓器經常修理就需要對變壓器進行多次拆卸，這增加了新設備出現故障的可能性。在維護期間，內部部件暴露在空氣中，導致灰塵和濕氣與變壓器的絕緣芯接觸，進而降低變壓器的絕緣能力。對于真正需要檢查的電力變壓器，由于它們沒有達到所需的檢查日期，或者因為沒有及時修復，問題將變得日益嚴重，最終變壓器出現故障。這不僅增加變壓器供斷電時間的增加，造成供電系統不穩定，還會對電力公司和社會產生嚴重影響，導致維護困難和維護、維修費用的增加。可以看出，傳統的變壓器故障診斷和維護方式已經不能滿足電力公司的發展需求。改善變壓器的預測維護模式將是電力公司的主要著手事項。

2 常見故障和診斷

2.1 變壓器滲油

變壓器油泄漏不僅會給電力公司帶來巨大的經濟損失、破壞環境，影響設備的正常運行，造成停電甚至損壞變壓器，給生產用戶造成經濟損失，給居民的生活帶來不便。因此，有必要解決變壓器油的泄漏問題。油箱平面的漏油可以直接進行焊接修復。對于拐角及加強筋處的滲漏情況，其漏點一般很難發現，或者在維修后的焊接點質量較差再次泄漏。對于這種泄漏，鐵板可用于修復焊接。兩面連接處可以使用橢圓形鐵板可用于焊縫修復。在三面的交界處，鐵板可以轉換成三角形用于修復，或根據修理焊接的實際位置進行焊接。對于高壓套管升高座或進人孔法蘭滲油，這些部件主要是由于橡膠墊片不正確安裝造成的，可以使用密封膠對法蘭之間的縫隙進行密封：橡膠塞完全固化后，把螺釘移除，在螺釘孔處將密封膠注入法蘭之間的縫隙，直到法蘭螺釘的密封劑被擠出即可。低壓側套管滲漏的原因是，母線拉伸和低壓側引線引出偏短，膠珠壓在螺紋上受母線拉伸時，可以根據規定使用補償器將母線用伸縮節鏈接，即可解決滲油。

2.2 鐵芯接觸地面

變壓器的正常觸地點是鐵芯，只有1個接觸點。如果有2個以上的點，將形成多點觸地。而變壓器鐵芯的多點觸地會引起鐵芯觸地故障，這將會對變壓器的運行產生影響。遇到這種問題時需要及時消除直流電流的沖擊，并將鐵芯觸地線移除，在變壓器鐵芯和油箱之間，進行大電流沖擊3～5次。這樣可以燃燒掉鐵芯的多余觸地點。另外，如果變壓器蓋子上的定位銷翻轉和拆除導致了多點觸地，必須翻轉定位銷或者拆除損壞的夾件墊腳與鐵扼間的絕緣紙板。根據絕緣規范的要求，有必要更換一定厚度的新紙板。

2.3 連接器過熱

連接器接頭是變壓器本身及電力系統連接的重要部分。如果接頭處出現連接不良，就會造成短路發熱導致其熔斷，對變壓器的正常運行和電網的安全供電造成影響。所以出現接頭過熱的問題就要檢修。變壓器電纜的末端由銅制成，主要用在室外和潮濕的地方，鋁導線不能固定到銅端，當銅和鋁的接觸表面滲入含有溶解鹽的水分時（電解質），在電耦合作用下發生電解反應。鋁被強烈腐蝕，觸點迅速損壞，產生熱量并可能導致嚴重事故。為避免這種情況，當鋁導體和銅作為導線需要進行裝置的連接時，應采用一端由鋁制接頭和另一端由銅制成的特殊過渡接頭。

2.4 絕緣事故

由于外部不利因素的干預，電力變壓器在工作過程中容易發生絕緣事故。電力變壓器的運行是在自然環境中進行的，它長時間暴露在風雨中，雨水會逐漸滲入至裝置內部，使得電力變壓器內的部件處于相對潮濕的狀態。在這種工作環境中運行，最終會發生電力變壓器絕緣的故障。此外，雷暴通常發生在夏季。如果電力變壓器的防雷效果不是很好，可能會引起雷擊事故，從而損壞電力變壓器的絕緣。

2.5 線路損壞

如果電源變壓器的負載過大或運行時間過長，則電源線容易形成老化損壞，影響電源變壓器的正常運行。線路損壞會對電力變壓器造成內部線圈變形并且形成線路短路，導致電力變壓器的故障。

3 檢查、檢修、維護

3.1 日常檢查

堅持日常測試是確保變壓器正常運行的必要步驟。日常檢查內容主要為檢查變壓器溫度是否正常，輔助設備是否正常工作，使用的油是否在標準范圍內等。

3.2 定期檢查

因為此步驟很重要所以必須按照相關規定執行。相關規則包含十幾個常規測試項目。根據目前的情況，仔細制定設備維護和檢修的日期和方法，需要注意的是，這一切操作必須按照規定進行。由于一些問題不是一次、兩次就能發現，因此有必要進行長期的定期檢查以保證能及時發現問題，做到在故障發生之前就能提前采取措施以避免事故。

3.3 在線監測技術

（1）局部放電在線監測技術（圖1）。局部放電機制可以用放電間隙和等效電路電容的組合來代替。當絕緣體放置在電極之間并施加交流電壓時，電極之間可觀察到局部放電。兩個或多個電容器放置在導體之間，其中一個具有火花放電。

圖1 變壓器在線監測系統框圖

（2）油氣在線分析方法。技術原理主要基于比較所收集的氣體濃度值和假設油裂條件，檢測由CO和H2等氣體以及變壓器內部油氣特性造成的絕緣損壞導致的故障。在線監測變壓器本體油相色譜監測（圖2）是評價變壓器內部狀態的重要手段。

圖2 油色譜在線監測系統原理

4 電力變壓器狀態維護的診斷方法

檢測電力變壓器的狀態是電力公司工作的關鍵部分。因此在采取診斷措施的過程中，電力公司必須根據自身的發展，做到以下幾點。

4.1 做好預防性檢查

不當的檢測和維護會增大電力變壓器的損耗，因此在運行過程中必須注意設備的定期維護。由于這項工作的發展，可以有效降低電力變壓器在使用過程中發生故障的可能性，保證電力的穩定輸送，并可以建立良好的供電公司社會形象。

4.2 安裝控制系統。

對于電力變壓器，內部監控系統的安裝可以減少諸如短路和絕緣等問題。由于一些大功率變壓器的外形尺寸大和復雜的內部結構，人員參與檢查較為困難。而監控系統的安裝可以減少人員的工作量，進行直接的觀測可以減少變壓器故障發生幾率。

4.3 與變壓器制造商溝通。

電力變壓器運行時，人員必須進行檢查和數據記錄工作。當變壓器發生故障時，必須及時向制造商提供反饋。告知制造商有關變壓器運行狀態的詳細信息，并對電力變壓器進行維護工作。確保電力變壓器的正常運行，可以促進電力公司的穩固發展。

4.4 提高檢修人員的綜合水平。

對于檢修人員來說，不僅要提高專業技能，而且還要培養良好的職業道德。只有這樣，我們才能最大限度地減少故障發生的幾率，并保證電力供應的質量。

5 結語

變壓器作為電力傳輸和轉換的重要設備，必須要降低故障發生率，提高運行穩定性，并要做到早期檢測和故障診斷，對確保整個電力網絡系統的正常運行有重要的意義。